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'北京航空航天大学2016年硕士研究生招生考试初试试题科目代码:961计算机学科专业基础综合（共11页）考生注意：所有答题务必书写在考场提供的答题纸上，写在本试题单上的答题一律无效（本题单不参与阅卷）。一、单项选择题（本题共30分，每小题各2分）l.MIPS汇编指令系统中，JALR指令是。A.R型指令：B.J型指令；C.I型指令；D.J型和R型混合指令。2.在一个带有网卡的计算机中，需要把网卡缓存器中的2000字节高效快速地传输到该计算机内存中，最合适的数据传输方式是。A.程序查询方式；B.中断方式：C.串口方式；D.DMA方式。3.在计数器定时查询总线仲裁方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则。A.设备号小的优先级高；B.设备号大的优先级高；C.每个设备使用总线的机会相等；D.各设备使用总线的优先级随机。4.MIPS汇编语言程序中，在指令JAL之后加入延迟槽，以优化流水线处理器运行程序的性能，则寄存器$31中设置的返回地址应为—心，．－－．一·一，一。A.PC+4;B.PC+8;C.PC+l2:D.PC+16。第961-1页5.在计算机阳和计算机M2上，分别运行功能完全相同的程序，程序在Mi和陇上的平均CPI相等，对于该类程序而言，.0A.Ml和M2执行速度相等B.Ml和M2中主频高的计算机执行速度快；C.Ml和M2中主频低的计算机执行速度快；D.无法确定哪台机器的执行速度快。6.以下说法正确的是。A.虚拟地址空间可以大于物理地址空间，也可以小于物理地址空间；B.采用页式内存管理体制，页面尺寸越大越有助于提高系统性能和内存使用效率；C.在页式内存管理下，缺页是由操作系统发起，由用户进程负责处理；D.在段式内存管理下，要求用户程序和数据在物理内存中整体连续存放。7.进程控制块中通常不包含的信息是：。A.进程打开文件列表接针；B.进程地址空间大小；C.进程起始地址：D.进程优先级。8.在操作系统中，以下过程通常不需要切换到内核态执行的是。A.执行IO指令；B.系统调用；C.通用寄存器清零；D.修改页表。9.以下说法正确的是：'''0A.在分时操作系统中，一个用户进程进入死循环，会导致整个系统死锁；B.在单CPU(核）系统中，不能实现分时操作系统；C.在单CPUC核）系统中，不会出现死锁；．才？D.在多CPU(核）系统中，加锁可以避免同一时间多个CPUC核）对同一内存地址进行读写C10.以下利用到局部性原理的是：。A.程序加载时并不一次性将所有程序调入内存，而仅将程序的一部分装入内存；B.在进程调度中采用轮转时间片算法；C.采用FIFO策略的虚拟内存页面置换算法；第961-2页.,,D.文件系统中删除一个文件，通常仅在元信息记录中做一个标记，并不真正抹去文件数据。11.关于传输介质，以下说法中错误的是·—-·一·一°A.双绞线被广泛用于以太网；·B.光纤又分为单模光纤和多模光纤；C.光纤传输中的波分复用(WDM)实际上就是时分多路复用；D.xDSL技术仍然使用传统电话线。12.在采用TCP/IP协议的以太网中可能出现“广播风暴”，主要原因是。A.多台主机同时进行ARP查询；B.多台主机上的多个进程间同时建立TCP连接；C.多台主机同时使用ICMP_协议报告错误；D.多台主机同时使用UDP协议传输视频等多媒体数据。13.以下关于CSM幻CD的叙述中，正确的是。A.接收站点在收到帧后，需向发送方返回确认帧；B.站点在发送帧之前需进行载波监听，确认当前没有站点发送信息时才启动发送，所以不会出现冲突（碰撞）：C.若传输速率提高10倍，则冲突域最大距离（跨距）应相应地增加10倍；D.站点发送一个帧需要花费的时间长短不确定。14.PPP协议提供的是。A.无连接的不可靠服务；B.无连接的可靠服务；C.有连接的不可靠服务；D.有连接的可靠服务。15.在IP分组转发过程中，当生存时间(TTL)字段值减至0时，路由器将。A.丢弃该分组，并向源主机发送ICMP源抑制报文；B.丢弃该分组，并向源主机发送ICMP超时报文：C.转发该分组，并向源主机发送ICMP源抑制报文；D.转发该分组，并向源主机发送ICMP超时报文。二、填空题（本题共20分，每空各1分）1.操作数由指令直接给出的寻址方式是。寄存器直接寻址的操作数在中。第961-3页-2..寄存器位数为8位，、机器数采用补码形式（含1位符号位）。若寄存器保存十进制数-27,则寄存器内容可用十六进制表示为。3.容堂1MX16位的DRi氓存储芯片，如采用二维地址结构，且行地址和列地址的位数相同，则行译码器输出的行选择线有根，该芯片的刷新地址计数器是位。4.用多个容量1KX4位的存储芯片，组成容量64KX8位的存储器。若将这些芯片分装在几块内存板上，每块内存板容量为16KX8位，则该存储器的地址线中，必须有根地址线用于选内存板，根地址线用于选芯片。.-5.一个进程的页面走向为：5、4、3、2、4、5、4、-1、5、2、5、4、5、2、1,系统中共有3个物理内存页，开始时物理页中没有调入任何页面。使用最优页面淘汰算法的缺页次数为次，使用FIFO页面淘汰算法的缺页次数为次。,...........--~-..6.一个包含多个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块。如果每一个物理块可以存放10个索引表目，在建立多级索引结构时，一个物理块需要对应一个索引表目，每级索引至少占用一个物理块，则存储mo个记录，至少需要占用＿＿＿个索引块。7.设从磁盘将1块数据传送到缓冲区所用时间为50ms,.将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为20ms,CPU处理一个块数据所用时间为60ms。如果有很多块数据需要处理，采用单缓冲区传送磁盘数据，则系统的吞吐能力是块/s。（注：1s===iOOOms)。8.进程资源图表达的系统状态S为死锁状态的充分必要条件是：。9.以太网技术10B述e-T中，T''表示，Base表示。10.正EE802局域网标准将数据链路层进一步分成和两个子层。11.109.36.100.53是类IP地址，若子网掩码为255.255.248.0,则该IP地址所处子网的广播地址是12.TCP吁协议向应用层提供的编程接口是13.HT疗协议的英文全称是三、（本题共6分，每小题各2分）。。假设：某磁盘的可用盘面数为10~每个盘面的磁道数为100,磁盘分8个扇区，每扇区存储512个字节，磁盘转速为6000RPM。主存与磁盘之间的数据传送采用D队单字传送方式，单字长为32位。一条指令最长执行时间是20微秒。请问：诊1.该磁盘的容量是多少？（单位采用Kbyi~s)·(2分）2.该磁盘的数据传输率是多少？（单位采用Kbytes/s)(2分）3.是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么?(2分）第961-4页心4四、（本题共15分，第1小题2分，第2小题4分，第3小题4分，第4小题5分）假定一个计第机系统中有一个TLB(Trat芯lationLookasideBuffer,快表）。该系统按字节编址，虚拟地址为32位，物理地址为27位，实页和虚页大小都是4KB,TLB采用4路组相联映射，共有i6个页表项。页表中包括有效位l位，且所有虚页都在使用中。TLB和页表中的部分内容（用十六进制表示）如题四图所示。注：题四图中的“标记”、“实页号”和“虚页号”等栏数据仅表示其16进制数值，并不表示其真实的位数C~-----------------------------------------------------------------:----------------------------------！组号l标记！实页号i有效位i标记i实页号i有效位i标记！实页号i有效位！标记！实页号i有效位｝1------·—.——-.I~IAsl-1o09,m1oo'-------I·-I。1。1I10-,一b三尸气；i:,:!:::气」I一一厂—Ii307-oI63n1OAI34I1I'------A.TLB内容(4路组相联，4组，16个页表项）0A03721-]二尸气尸广了十了下了|II-IOI16I1_._Ii=一：：一二仁一一一一一一一..上言亡三匕二二B.部分页表内容（前16项）。i.;·-1-`,i1··`.8112OD1li....1-234题四图实地址中实页号有多少位？页内偏移地址多少位?(2分）虚地址中虚页号有多少位？页内偏移地址多少位？页表大小为多少字节?(4分）虚页号中TLB标记有多少位?TLB组索引有多少位?TLB大小为多少字节?(4分）虚地址OxOOOOE7A3对应的实地址是多少？请给出简要分析过程。(5分）第961一5页五、（本题共22分，第1、2、3小题各4分，第4小题6分，第5小题4分）1.假设M!PS处理器指令各阶段操作时间如下表所示。为使处理器性能最高，若采用单周期设计处理器，其时钟周期长度应该为多少？若采用五级流水线设计，其时钟周期长度又应该为多少？如果执行完下面6条指令，单周期处理器执行时间是五级流水线处理器的多少倍？（精确到小数点后1位）(4分）五s订坛s行和tchRegisterALUopIMemo可Registe!!'函daccesswritelwI200psSW200ps~~R-format!I200psb如1•200ps!100ps100psI100psIl~OpsII1:lw$1,0($0)I2:啦d$1,$2,$3I3:sub$1,$2,$314:SW$1,0($0)15:xor$1,$5,$6200ps200ps200ps200psI6:beq$1,$2,offset.II200pslOOpsI200psI...100psI2.采用如题五图所示的五级'MIPS处理器执行下列5条指令。如果不允许改变这5条指令的执行顺序，请插入最少数量的nop指令解决数据冒险问题，以保证指令序列正确执行C请在答题纸上写出插入nop后的指令序列C(4分）巨订豆》EX芦杞J~----~=~4-----------~取摇令译码／读操作数~-------今~----«r--计算访问存储器回写题五图第961-6页'lH:add$1,$5,$3眨：SW$1,0($2)I3:Iw$1,4($2)!4:益d$5,$5,$1、:I5:SW$1,0($2)3.仍然采用如题五图所示的五级MIPS处理器执行上述5条指令。在保证指令序列正确执行的前提下，允许改变指令执行顺序，且可以使用寄存器R8作为临时寄存器。如果通过重排序指令或改变指令寄存器操作数也不能避免冒险时，才允许插入最少数量的nop指令。请在答题纸上写出插入，nop后的指令序列。(4分）4.为了解决数据冒险，请在题豆图中增加必要的MlJ-X(多路选择器）和连接线，以使该处理器支持来自EX/MEM和~_.Eivf~屯级流水寄存器对EX级ALU读取RS和RT寄存器的旁路（注意：请在答题纸上画图。只需要先画出题五图中计算、访问存储器和回写三个阶段电路，然后在此基础上，添加旁路的数据通路即可，不必考虑旁路邸JX的控制信号）。(6分）5.采用第4小题增加了旁路支持的IV1IPS处理器执行下列7条指令。在保证指令序列正确执行的前提下，仅允许编译器优化指令执行顺序以消除数据冒险。请分别计算编译优化前和优化后所需要的时钟周期数C(4分）Il:lw$1,0($0)I2:1w$2,4($0)I3:add$3,$1,$2!4:SW$3,12($0)I5:!w$4,8($、9)~6:add$5,$1,$4I7:SW$5,16($0)六、（本题共10分，第1小题2分，第2小题3分，第3小题2分，第4小题3分）一个毡位系统架构中内存采用4级页表管理，．每个页面大小4096字节，每个页表项占8字节。1.页内偏移在页表项中占几位。(2分）2.计算有效虚拟地址位长度和有效地址空间大小。(3分）3.画出虚拟地址结构，标出各个部分起止位置和长度。(2分）4.假设当前进程的页目录基址为OxFOOO,给出虚拟地址OxFFFFABC123456789对应的页目录表项的物理地址(3分