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《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1．页式虚拟存储器的地址变换对于是透明的.A.操作系统设计者B.任何程序员C.系统结构设计者D.应用程序员2．以下各类中断中，属于自愿中断的是.A.外部中断B.I/O中断C.执行“访管”指令D.机器校验中断3.高速外部设备磁盘机适合连接于.A.选择通道或字节多路通道B.数组多路通道或字节多路通道C.数组多路通道或选择通道D.任意一种通道4.页式虚拟存储器页表的作用是.A.反映虚页在主存的存储情况B.仅反映虚页是否调入主存C.反映主存实页与Cache的对应关系D.反映虚页在辅存的存储情况5．软件和硬件的功能在逻辑上是的.A.固件优于软件B.不等价C.等价D.软件优于固件6.计算机中最优化的操作码编码方法是.A.BCD码B.ASCII码C.扩展操作码D.哈夫曼编码7.从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为四级.A．指令内部——指令之间——进程之间——程序之间B．指令之间——指令内部——进程之间——程序之间C．进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间——进程之间——指令之间——指令内部8.计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是.A．传统机器级B．高级语言机器级C．应用语言机器级D．汇编语言机器级9.全相联地址映像是指.A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入，组内是固定装入10．对于同一系列机，必须保证软件能够.A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容11．设有16个处理单元的并行处理机系统,采用共享主存的方式.若同时存取16个数据,为避免存储器访问冲突,共享主存的多体数量应该为才合理.A.15B.16C.17D.1912.软件兼容的根本特征是.A.向前兼容B.向后兼容C.向上兼容D.向下兼容13.在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是.A.完全不同种类的机型B.系统结构相同的机器C.宿主机和目标机D.虚拟机14．输入输出系统硬件的功能对是透明的。A.操作系统程序员B.所有类别的程序员C.应用程序员D.系统结构设计师15.在下列各项选择中，对于机器(汇编)语言程序员透明的是.A.通用寄存器B.条件码C.中断字D.主存储器地址寄存器二、填空题1．并行性指并发性和两重含义.2．通道程序是由管理程序根据生成的.3.通道程序由_______________指令构成.4.机器硬件能够直接识别和引用的数据类型叫做.5.程序局部性指程序在空间上的局部性和在上的局部性.6.自定义数据表示包括带标志符数据表示和______数据表示两类.7．流水线按处理级别可分为__________级、指令级和处理机级三种.8．数据宽度是I/O设备取得_________后所传数据的总量.9.主存空间数据相关是指______之间出现对主存同一单元要求______的关联.10.阵列处理机主要通过______重复实现空间上的并行.11.开发计算机系统的并行性，一般采用资源重复、__________和资源共享这三种方法.12.自定义数据的表示形式有两种，它们是__________和数据描述符.13．就其本质而言，并行性包含着________和________的二重含义。.14.程序局部性包括上的局部性和在上的局部性.15.程序局部性是指程序在上的局部性和在上的局部性.16.计算机仿真用微程序解释，计算机模拟用_________解释.17.流水线按处理级别可分为操作部件级、指令级和级三种.18.局部相关是由于机器要同时解释的多条指令之间出现了对同一或寄存器要求“先写后读”.19.计算机仿真用解释，计算机模拟用_________解释.20.程序局部性是指程序在空间上的局部性和在上的局部性.21.在存储体系中，Cache存储器对应用程序员是___________的，对系统程序员是___________的(本题要选择“透明”或“不透明”)22.实现程序移植的主要途径有统一高级语言、、模拟与仿真.23.开发计算机系统的并行性，一般采用资源重复、时间重叠和这三种方法.三、简答题1.对于多处理机系统，运用什么运算规律可以降低减少运算的级数（降低树高），这样做的目的是什么？2.指令格式优化的主要目标是什么?3.指令格式优化主要包括哪两个方面?4.简要说明数据描述符的作用.5.为解决不同系统结构的机器之间的软件移植，通常采用哪两种途径?并简述其过程.6.何谓数据驱动,该类计算机叫什么机器,它们与传统机器相比有什么好处?7.解决计算机软件移植的途径有哪几种途径?四、方法题1.设16个处理单元编号分别为0,1,2,…,15,采用单级互连网络互连.当互连函数分别为(1)Cube2(2)Shuffle(3)PM2+1时,第10号处理单元分别与哪一个处理单元相连？要求分别写出函数的计算过程和结果.2.设16个处理单元编号分别为0,1,2,…,15,采用单级互连网络互连.当互连函数分别为(1)Cube2(2)Shuffle(3)PM2-2时,第8号处理单元分别与哪一个处理单元相连？要求分别写出函数的计算过程和结果.五、综合题1.某一线性流水线有4个子部件构成加法器,每个部件延时均为△t.现有向量A=(a0,a1,…,a6),B=(b0,b1,…,b6),欲求出其向量的加法,即ci=ai+bi,i=0,1,……6.(1)试画出此流水线完成上述计算的时–空图,并标明流水线输入和输出数据的变化情况;(2)求出流水线的实际吞吐率和效率.2.某一线性静态多功能流水线有5个子部件,即每个部件延时均为△t，其中1、2、3、5组成加法器，1、4、5组成乘法器；流水线输出可直接返回输入或存于锁存器中.现有向量A=(a0,a1,…,a4),B=(b0,b1,…,b4),欲求出其向量C=∑ai*bi,i=0,1,……4.(1)试画出此流水线完成该计算的时–空图,并标明流水线输入和输出数据的变化情况;(2)求出流水线的实际吞吐率和效率.六、综合题1.有一个主存–辅存存储层次.主存共有4个页面,辅存共有8个页面,每页由1024个字构成.采用全相联映像方式,替换算法为近期最少使用法(LRU).(1)画出主存实地址、辅存虚地址的对应关系，并标明具体位数；(2)指出页表的行数和每行的最少需要多少位，并说明原因；(3)对于如下虚页地址流：1，2，1，3，7，3，5，4，6，3，5，3，试画出随时间变化的主存中各实页的使用情况（假定开始时主存各页为空）(4)求出命中率.2.CRAY-1向量流水处理机的流水部件延时分别为：相加或访存6拍，相乘7拍，存入寄存器、启动访存或启动流水线功能部件各需要1拍.现有下列3条指令组成的指令串，每个向量长度均为64.除V2外,其它源向量均已存放在相应寄存器组中.①V2←存储器②V1←V2+V0③V4←V1*V3(1)判断这3条指令间的并行、链接或串行关系，并说明理由.(2)计算完成全部指令所需要的时间（拍数）.3.CRAY-1向量流水处理机的流水部件延时分别为：相加或访存6拍，相乘7拍，存入寄存器、启动访存或启动流水线功能部件各需要1拍.现有下列3条指令组成的指令串，每个向量长度均为64.除V2外,其它源向量均已存放在相应寄存器组中.①V2←存储器②V1←V0+V3③V4←V1*V2(1)判断这3条指令间的并行、链接或串行关系，并说明理由.(3)计算完成全部指令所需要的时间（拍数）.4.CRAY-1向量流水处理机的流水部件延时分别为：相加或访存6拍，相乘7拍，存入寄存器、启动访存或启动流水线功能部件各需要1拍.现有下列4条指令组成的指令串，每个向量长度均为64.除V2外,其它源向量均已存放在相应寄存器组中.①V2←存储器②V1←V3+V0③V4←V1*V2④V5←V6+V2(1)说明这4条指令间的并行、链接或串行关系.(4)计算完成全部指令所需要的时间（拍数）.5.设有4级中断，中断级屏蔽位为“1”时对应于“开放”；为“0”时对应于“屏蔽”。中断响应次序为1→2→3→4,实际中断处理完顺序为1→3→4→2,回答下列各问:(1)填写如下表所示中断级屏蔽位．(2)若在执行用户持续时，同时出现了第3、4级中断请求，在处理第3级请求未完成时又产生了第1、2级中断请求，试画出中断处理过程的示意图．中断处理程序级别中断级屏蔽位１级２级３级４级第１级第2级第3级第4级《计算机系统结构》练习题二一、单项选择题1．在流水机器中，全局性相关是指.A.指令相关B.由条件转移指令引起的相关C“先读后写”相关D.“先写后读”相关2．以下不属于多处理机操作系统类型的是.A．Windows操作系统B．主从型操作系统C．浮动型操作系统D．各自独立型操作系统3.下列不是数据流计算特点的是.A.设置状态B.没有指令计数器C.没有变量的概念D.操作结果不产生副作用4．若输入流水线的指令既无局部性相关，也不存在全局性相关，则.A.可获得高的吞吐率和效率B.出现瓶颈C.流水线的效率和吞吐率恶化D.可靠性提高5.消除“一次重叠”中的“指令相关”最好方法是.A.不准修改指令B.设置相关专用通路C.推后分析下条指令D.推后执行下条指令6．流水线的技术指标不包括.A.数据宽度B.吞吐率C.加速比D.效率7.按照弗林对处理机并行性定义的分类原则，阵列机ILLIACIV属于.A.SISDB.SIMDC.MISDD.MIMD8．设8个处理器编号分别为0，1，2，…，7用Cube0互联函数时，第7号处理机可以与第号处理机相联.A.0B.2C.4D.69．多端口存储器适合于连接.A．松耦合多处理机B．紧耦合多处理机C．机数很多的多处理机D．机数可变的多处理机10.以下不属于堆栈型替换算法的是.A．先进先出法B．近期最久未用过法C．近期最少使用法D．页面失效频率法11．解决主存空间数相关的办法是.A.基址值一次相关直接通路法B.基址值二次相关直接通路法C.通用寄存器组相关专用通路相关法D.推后读法12.一般来说,以下替换算法中,效果最优的替换算法是.A.LRU替换算法B.FIFO替换算法C.OPT替换算法D.RAND替换算法13.低速外部设备适合连接于.A.选择通道B.字节多路通道C.数组多路通道D.任意一种通道14.通道流量是在某个时期里单位时间内传送的字节数,这个时期是.A.通道开始选择设备期B.通道数据传送结束期B.通道数据传送期D.CPU执行访管指令进入管态,运行I/O管理程序的期间15.ILLIACIV属于.A.多处理机B.阵列处理机C.流水线处理机D.指令重叠处理机16．推后读解决数据相关的最适于.A.基址值一次相关B.基址值二次相关C.通用寄存器组相关D.主存空间数相关17.一般来说,以下替换算法中,效果最差的替换算法是.A.LRU替换算法B.FIFO替换算法C.OPT替换算法D.RAND替换算法18.实现紧耦合多处理机机间通信的是.A.共享总线B.消息传送系统C.共享主存D.共享I/O通道19．解决数据相关的推后读方法最适合于.A.基址值一次相关B.基址值二次相关C.通用寄存器组相关D.主存空间数相关20.以下页式管理替换算法中,不属于堆栈型替换算法的是.A.近期最少使用法B.近期最久未用法C.随机替换算法D.优化替换算法21.一般来说,在以下替换算法中,最好的替换算法的是.A.LRU替换算法B.FIFO替换算法C.OPT替换算法D.RAND替换算法二、填空题1.RISC的汉语含义是.2.Cache的作用是为了提高CPU执行程序的.3.在ILLIACⅣ中,任意2个处理单元的最短通信路径不会超过.4.中断级屏蔽位的作用是.5.在指令执行时才进行虚拟地址到主存物理地址变化的技术叫做.6．管理程序可以根据“访管指令”生成程序.7.通道指令可以构成_______________程序.8.Cache的作用是为了缩小CPU与的速度差异.9.在ILLIACⅣ中,共包含个处理单元.10.中断优先权可以通过