系统分析师考试历年试题分析与解答(综合知识篇)

系统分析师系统分析师考试历年试题分析与解答（综合知识篇）第1章计算机组成与体系结构1.1试题1（2006年上半年试题14-15）根据考试大纲，本章内容要求考生掌握以下知识点：各种计算机体系结构的特点与应用（SMP、MPP等）。构成计算机的各类部件的功能及其相互关系。试题1（2006年上半年试题14-15）某计算机主存按字节编址，主存与高速缓存cache的地址变换采用组相联映像方式（即组内全相联，组间直接映像）。高速缓存分为2组，每组包含4块，块的大小为512B，主存容量为1MB。构成高速缓存的地址变换表相联存储器容量为__(14)__。每次参与比较的存储单元为__(15)__个。（14）A．4*10bitB．8*10bitC．4*11bitD．8*11bit（15）A．1B．2C．4D．8试题1分析已知主存容量为1MB，按字节编址，所以主存地址应为20位，主存可分为1MB/512B=2048块。在组相联映像方式中，主存与cache都分组，主存中一个组内的块数与cache的分组数相同。因为高速缓存分为2组，所以主存每组2块，主存可分为2048/2=1024=210个组。因此需要10位组号。因为高速缓存共有8块，因此，其地址变换表（块表）应包含8个存储单元，每个存储单元的长度为主存地址组号长度，即10位二进制数。因为主存中的各块与cache的组号有固定的映像关系，但可自由映像到对应的cache组系统分析师中的任一块，所以每次参与相联比较的是4个存储单元。试题1答案（14）B（15）C1.2试题2（2006年上半年试题16-17）试题2（2006年上半年试题16-17）设指令由取指、分析、执行3个子部件完成，并且每个子部件的时间均为Dt。若采用常规标量单流水线处理机（即该处理机的度为1），连续执行12条指令，共需__(16)__Dt。若采用度为4的超标量流水线处理机，连续执行上述12条指令，只需__(17)__Dt。（16）A．12B．14C．16D．18（17）A．3B．5C．7D．9试题2分析单流水线处理机的度为1，即通常所有的线性流水线计算机。在线性流水线中，在流水线各段的执行时间均相等（设为Dt），输入到流水线中的任务是连续的理想情况下，一条k段线性流水线能够在mDt时间内完成n个任务（mDt=1条指令的正常时间+(n-1)*流水线周期）。具体到本题，12条指令的处理时间为（1Dt+1Dt+1Dt）+（12-1）*Dt=14Dt。在度为4的超标量流水线处理机中，同时运行4条流水线，连续执行12条指令，则每条流水线执行3条。此时相当于求1条流水线执行3条指令的时间，所以处理时间为（1Dt+1Dt+1Dt）+（3-1）*Dt=5Dt。试题2答案（16）B（17）B系统分析师试题3（2006年上半年试题20-21）试题3（2006年上半年试题20-21）编号为0、1、2、3、…、15的16个处理器，用单级互联网络互联。当互联函数为Cube3（4维立方体单级互联函数）时，6号处理器与__(20)__号处理器相连接。若采用互联函数Shuffle（全混洗单级互联函数）时，6号处理器与__(21)__号处理器相连接。（20）A．15B．14C．13D．12（21）A．15B．14C．13D．12试题3分析并行处理机互联有多种方法，常见的互联网结构有总线结构、交叉开关和多级互联网。并行处理机互联有多种方法，分别列举如下：在本题中，编号为0、1、2、3、…、15的16个处理器，用单级互联网络互联。当互联函数为Cube3（4维立方体单级互联函数）时，6号（0110号）处理器应与14号（1110号）处理器相连接。若采用互联函数Shuffle（全混洗单级互联函数）时，6号（0110系统分析师号）处理器与12号（1100号）处理器相连接。试题3答案（20）B（21）D1.4试题4（2006年下半年试题14）试题4（2006年下半年试题14）下面关于RISC计算机的论述中，不正确的是__(14)__。（14）A．RISC计算机的指令简单，且长度固定B．RISC计算机的大部分指令不访问内存C．RISC计算机采用优化的编译程序，有效地支持高级语言D．RISC计算机尽量少用通用寄存器，把芯片面积留给微程序试题4分析RISC计算机指精简指令集计算机，这种计算机有下列特点：（1）指令数量少：优先选取使用频率最高的一些简单指令以及一些常用指令，避免使用复杂指令。大多数指令都是对寄存器操作，对存储器的操作仅提供了读和写两种方式。（2）指令的寻址方式少：通常只支持寄存器寻址方式、立即数寻址方式以及相对寻址方式。（3）指令长度固定，指令格式种类少：因为RISC指令数量少，格式相对简单，其指令长度固定，指令之间各字段的划分比较一致，译码相对容易。（4）只提供LOAD/STORE指令访问存储器：只提供了从存储器读数（LOAD）和把数据写入存储器（STORE）两条指令，其余所有的操作都在CPU的寄存器间进行。因此，RISC需要大量的寄存器。系统分析师（5）以硬布线逻辑控制为主：为了提高操作的执行速度，通常采用硬布线逻辑（组合逻辑）来构建控制器。而CISC机的指令系统很复杂，难以用组合逻辑电路实现控制器，通常采用微程序控制。（6）单周期指令执行：因为简化了指令系统，很容易利用流水线技术使得大部分指令都能在一个机器周期内完成。因此，RISC通常采用流水线组织。少数指令可能会需要多个周期执行，例如Load/Store指令因为需要访问存储器，其执行时间就会长一些。（7）优化的编译器：RISC的精简指令集使编译工作简单化。因为指令长度固定、格式少、寻址方式少，编译时不必在具有相似功能的许多指令中进行选择，也不必为寻址方式的选择而费心，同时易于实现优化，从而可以生成高效率执行的机器代码RISC计算机的指令简单，且长度固定，没有必要采用微程序设计。RISC计算机仅用LOAD/STORE指令访问内存，使用了大量的寄存器，采用优化的编译程序，能有效地支持高级语言。试题4答案（14）D1.5试题5（2006年下半年试题15）试题5（2006年下半年试题15）下面关于计算机cache的论述中，正确的是__(15)__。（15）A．cache是一种介于主存和辅存之间的存储器，用于主辅存之间的缓冲存储B．若访问cache不命中，则用从内存中取到的字节代替cache中最近访问过的字节C．cache的命中率必须很高，一般要达到90％以上D．cache中的信息必须与主存中的信息时刻保持一致系统分析师试题5分析使用cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。依据局部性原理，把主存储器中访问概率高的内容存放在cache中，当CPU需要读取数据时就首先在cache中查找是否有所需内容，如果有，则直接从cache中读取；若没有，再从主存中读取该数据，然后同时送往CPU和cache。如果CPU需要访问的内容大多都能在cache中找到（称为访问命中），则可以大大提高系统性能。系统的平均存储周期与命中率有很密切的关系，命中率的提高即使很小也能导致性能上的较大改善。当CPU发出访存请求后，存储器地址先被送到cache控制器以确定所需数据是否已在cache中，若命中则直接对cache进行访问。这个过程称为cache的地址映射。常见的映射方法有直接映射、相联映射和组相联映射。当cache存储器产生了一次访问未命中之后，相应的数据应同时读入CPU和cache。但是当cache已存满数据后，新数据必须淘汰cache中的某些旧数据。最常用的淘汰算法有随机淘汰法、先进先出法（FIFO）和近期最少使用淘汰法（LRU）。因为需要保证缓存在cache中的数据与主存中的内容一致，相对读操作而言，cache的写操作比较复杂，常用的有以下几种方法。（1）写直达（writethrough）。当要写cache时，数据同时写回主存储器，有时也称为写通。（2）写回（writeback）。CPU修改cache的某一行后，相应的数据并不立即写入主存储器单元，而是当该行从cache中被淘汰时，才把数据写回到主存储器中。（3）标记法。对cache中的每一个数据设置一个有效位。当数据进入cache后，有效位置1；而当CPU要对该数据进行修改时，数据只需写入主存储器并同时将该有效位清系统分析师。当要从cache中读取数据时需要测试其有效位：若为l则直接从cache中取数，否则从主存中取数。试题5答案（15）C1.6试题6（2006年下半年试题17）试题6（2006年下半年试题17）关于相联存储器，下面的论述中，错误的是__(17)__。（17）A．相联存储器按地址进行并行访问B．相联存储器的每个存储单元都具有信息处理能力C．相联存储器能并行进行各种比较操作D．在知识库中应用相联存储器实现按关键字检索试题6分析相联存储器（CAM）是一种特殊的存储器，是一种基于数据内容进行访问的存储设备，相联存储器的特点是每个存储单元都必须有一个处理单元。当对其写入数据时，CAM能够自动选择一个未用的空单元进行存储；当要读出数据时，不是给出其存储单元的地址，而是直接给出该数据或者该数据的一部分内容，CAM对所有的存储单元中的数据同时进行比较，并标记符合条件的所有数据以供读取。由于比较是同时、并行进行的，所以这种基于数据内容进行读写的机制，其速度比基于地址进行读写的方式要快许多。在计算机系统中，相联存储器主要用于虚拟存储器和cache。在虚拟存储器中存放分段表、页表和快表，在高速缓冲存储器中作为存放cache的行地址。另外，相联存储器还经常用于数据库与知识库中按关键字进行检索。系统分析师试题6答案（17）A1.7试题7（2006年下半年试题18）试题7（2006年下半年试题18）下面关于系统总线的论述中，不正确的是__(18)__。（18）A．系统总线在计算机各个部件之间传送信息B．系统总线就是连接一个源部件和多个目标部件的传输线C．系统总线必须有选择功能，以判别哪个部件可以发送信息D．系统总线的标准分为正式标准和工业标准试题7分析总线就是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线，它好比连接计算机系统各个部件之间的桥梁。另外，广义上通常也把AGP接口、USB接口等称为AGP总线、USB总线。可以说，总线在计算机中无处不在。按总线相对于CPU或其他芯片的位置，可分为内部总线（InternalBus）和外部总线（ExternalBus）两种。在CPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线称为内部总线；而外部总线是指CPU与内存RAM、ROM和输入/输出设备接口之间进行通信的通路。由于CPU通过总线实现程序取指令、内存/外设的数据交换，在CPU与外设一定的情况下，总线速度是制约计算机整体性能的最大因素。按总线功能来划分，可分为地址总线、数据总线、控制总线3类。我们通常所说的总线都包括上述3个组成部分，地址总线用来传送地址信息，数据总线用来传送数据信息，控制总线用来传送各种控制信号。例如，ISA总线共有98条线。其中，数据线16条，系统分析师地址线24条，其余为控制信号线、接地线和电源线。按总线在微机系统中的位置可分为机