1、2016 年 4 月高等教育自學考試全國統一命題考試計算機系統結構試卷（課程代碼 02325）本試卷共 3 頁，滿分 l00 分，考試時間 l50 分鐘?？忌痤}注意事項：1 本卷所有試卷必須在答題卡上作答。答在試卷上無效，試卷空白處和背面均可作草稿紙.2 第一部分為選擇題。必須對應試卷上的題號使用2B 鉛筆將“答題卡”的相應代碼涂黑。3第二部分為非選擇題。必須注明大、小題號，使用0 5 毫 M 黑色字跡簽字筆作答。4合理安排答題空間，超出答題區域無效。第一部分 選擇題一、單項選擇題（本大題共10 小題，每小題 1 分，共 10 分）在每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的，請將其選

2、出并將“答題卡”的相應代碼涂黑。未涂、錯涂或多涂均無分。1 以軟件為主實現的機器稱為 p26A.模型機器B模擬機C.虛擬機器D.實際機器2 下列關于系列機軟件兼容描述正確的是p40A.系列機軟件必須保證向后兼容，力爭向前兼容B.系列機軟件必須保證向下兼容，力爭向前兼容C.系列機軟件必須保證向前兼容，力爭向上兼容D.系列機軟件必須保證向下兼容，力爭向后兼容3 浮點數階值采用二進制 p 位、尾數基值位rm ，則該浮點數的最大階值為p63A 2pB 2p-1C 2p-1D 2p-1-14為了使任何時候所需的信息都只用一個存儲周期訪問到，信息在主存中存放的地址要求是 p73A.地址最低位為0B.地址最

3、高位為0C.該信息寬度的一半D.該信息寬度的整數倍5 存儲器的最大頻寬是指p98A.存儲器瞬時訪問的頻寬B.存儲器最大的傳輸速率C.存儲器連續訪問時的頻寬D.存儲器的實際傳輸速率6總線控制定時查詢方式的控制線的線數為p111A. flog 2NhB. 1+ og2NnC. 2+ ftogzWD. 3+ rlog2Nq7. 存儲層次構成的主要依據是p127A. CPU的速度B主存器件C.程序設計語言D.程序的局部性8相聯存儲器的訪問依據是A.內容B.地址C.速度D.周期9并行向量處理的互聯網絡是A.交換開關B.縱橫交叉開關C.單總線D.多總線10 從指令和數據的多倍性來看，陣列機屬于A.單指令流

4、單數據流B.單指令流多數據流C.多指令流單數據流D.多指令流多數據流第二部分 非選擇題二、填空題（本大題共10 小題，每小題 2 分，共 20 分）請在答題卡上作答。11 軟件的功能可以用_硬件 或_固件 實現。12 指令由_操作碼 和_地址碼 兩部分組成。 p7513 計算機應用可歸納為向上升級的4 類：數據處理、 _信息處理 、 _ 知識處理 和智能處理。p44p4514 浮點數下溢處理的精度損失對_系統 程序和_ 應用 程序設計者都是透明的。 p6915 適當選擇好Cache 的容量、塊的大小、組相聯的_組數 和組內的_塊數 ，可以保證有較高的命中率。16 能夠并行讀出多個CPU 字的單

5、體多字和_多體單字 、 _多體多字 的交叉訪問主存系統被稱為并行主存系統。 p10017 中斷系統的軟、硬件功能分配實質上是中斷_處理程序軟件 和中斷 _ 響應硬件 的功能分配。 p10718 頁式存儲是把_主存 空間和_程序 空間都機械地等分成固定大小的頁，按頁順序編號。 p13119 主存空間數據相關是相鄰兩條指令之間出現對主存_同一單元 要求 _先寫而后讀的關聯。20 將二維數組中各元素在存儲器中_ 錯位 存放可以使行或列的各元素都能并行訪問，但會造成_主對角線 上各元素的并行訪問沖突。三、簡答題（本大題共5 小題，每小題 6 分，共 30 分）請在答題卡上作答。21 . 簡述指令字格式

6、優化的措施。 p80答： 采用擴展操作碼，并根據指令的頻度Pi 的分布狀況選擇適合的編碼方式，以縮短操作碼的平均碼長； 采用多種尋址方式，以縮短地址碼的長度，并在有限的地址長度內提供更多的地址信息；采用 0、 1、 2、 3 等多種地址制，以增強指令的功能；在同種地址制內再采用多種地址形式，讓每種地址字段可以有多種長度，且讓長操作碼與短操作碼進行組配；在維持指令字在存儲器中按整數邊界存儲的前提下，使用多種不同的指令字長度。22 .簡述引入數據表示的原則。p61答：看系統的效率是否有顯著提高，包括實現時間和存儲空間是否有顯著減少；實現時 間是否減少又主要看主存和處理機之間傳遞的信息量是否減少；看

7、引入這種數據表示后，其通用性和利用率是否提高。如果只對某種數據結構的實現效 率高、而對其他數據結構的實現效率低，或應用較少，將導致性價比下降。23 .簡述數組多路通道的數據傳輸方式。p119答：數組多路通道在每選擇好一臺設備后，要連續傳送完固定K個字節的成組數據后，才能釋放總線，通道再去選擇下一臺設備，再傳送該設備的K個字節。如此，以成組方式輪流交叉地為多臺高速設備服務。設備要想傳送N個字節，就需要先給 N/K1次申請使用通道總線才行。24 .簡述機群系統相對于傳統的并行系統的優點。答:系統有高的性能價格比；系統的開發周期短；系統的可擴展性好；系統的資源利用率高；用戶投資風險??；用戶編程方便。

8、25 .簡述SIMD系統的互連網絡的設計目標。答：結構不要過于復雜，以降低成本；互聯要靈活，以滿足算法和應用的需求；處理單元間信息交換所需傳送步數盡可能少，以提高速度性能；能用規整單一的基本構件組合而成，或經多次通過或多級連接來實現復雜的互聯，使模塊性好，以便于用 VLSL實現并滿足系統的可擴展性。四、簡單應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)請在答題卡上作答。26 .給出N=8的蝶式變換，如圖題 26圖所示。 寫出互連函數關系。如果采用omega網絡,。0。1。2。3。4。5。6。7題26圖解：互聯函數關系：f(P2PlP0)=P0PlP2如果處理單元設有屏蔽位控制硬件，可讓PEo

9、、PE、P氏和PE均處于屏蔽，PE、PEp P日和P國為活躍，只需要在 omega網絡上通過一次，傳輸路徑無冗余。如果處理單元未設置屏蔽位控制硬件，就需要在omega網絡上通過兩次，此時，傳輸路徑就會出現很多冗余。27 .由3位數(其中最低位為下溢處理的附加位)經 ROM查表舍入法，下溢處理成 2位結 果，設計使下溢處理平均誤差接近于0的ROM表，列出ROM編碼表的地址與內容的對應關系。解：3位數的ROM下溢處理表共有23=8個地址，地址碼為 000111 ,每個地址存放一個處 理結果。下溢處理平均處理誤差接近于0的ROM處理表如圖27所示地址000001010011100101110111內

10、容0001011010111111圖27五、綜合應用題(本大題共2小題，每小題10分，共20分)請在答題卡上作答。28 .如果通道在數據傳送期中，選擇設備的時間T5為10科s,傳送一個字節數據需要的時間Td為 0.5 s。(1)某低速設備每隔500 ds發出一個字節數據請求，至多可接幾臺這種設備？(2)對于題28表所示的低速設備，一次通信傳送的字節數不少于1024個字節，則哪些設備可掛？哪些設備不可掛？設備ABCDEF設備速率-f i /B ,必11/0.11/0.61/0.21/0.251/0.81/0.55題28表AF設備的速率解：低速設備每隔500出發出一個字節的數據傳送請求，掛低速設備

11、的通道應按字節多路通道方式工作，極限流量：fmax.byte = 1/(TS+TD)如果所掛的臺數為 m,設備的速率 fi實際就是設備發出的字節傳送請求的間隔時間的倒數，相同設備，速率之和為m f。為了不丟失信息，應滿足：1/(T s+Td) >m f于是m應滿足：mW1/(Ts+n)500/ (10+0.5) =48所以至多可掛48臺低速設備。（2）如題找表明示為低速設備，此通道是選擇通道T如果通道上掛有m臺設備，則 選擇通道的極限流就為二wui 口 BnruJ.一 ,”心 Ts 10一+,“ 一什分）限制通道上所掛的設備速率/言而E 網T/孑為黑（1分）+ 0. 5即:工w 1S 31口分）根掂題'期表可知，只能掛隊E,F設翁,0分）A、C3設備因為速率超過人*此一 所以不能掛口 （1分）29.有以下FORK、JOIN寫成的在多處理機上并行執行的程序：10 U=A+BFORK 3020 V=U/BJOIN 2GO