试卷代号：1048 座位号 中央广播电视大学2006一2007学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机专业计算机系统结构· 试题 2007年7月 号 二 三 总分 分 数 得分 评卷人 一、名词解释(15分，每题5分） 1.计算机系统结构 2.Amdahl定律 3.静态流水线 得 分 评卷人 二、选择题(45分，每题3分】 1.软件和硬件在( )意义上是等效的。 A.系统结构 B.功能 C.性能 ).价格 2.假设对A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执 行，则A称为( )。 A.仿真机 B.宿主机 C.虚拟机 D.目标机 3.对汇编语言程序员，下列( )不是透明的。 A.中断字寄存器 B.乘法器 C.移位器 D.指令缓冲器 345
试卷代号:1048 座位号口口 中央广播电视大学2006-2007学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机专业 计算机系统结构 试题 200 年 7月 总 分 得 分 {评卷人 一、名词解释 (15分，每题 5分 ) 1.计算机系统结构 2. Amdahl定律 3.静态流水线 得 分 评卷人 二、选择题(45分.每题 3分) 1.软件和硬件在( )意义上是等效的。 A.系统结构 13.功能 C.性能 I).价格 2.假设对 A机器指令系统的每条指令的解释执行可直接由B机器的一段微程序解释执 行 ，则 A称为( )。 A.仿真机 )3.宿主机 C.虚拟机 U.目标机 3.对汇编语言程序员 ，下列( )不是透明的。 A.中断字寄存器 B.乘法器 C.移位器 D.指令缓冲器 345
4.在采用基准测试程序来测试评价机器的性能时，下列方法按照评价准确性递增的顺序 排列是()。 (1)实际的应用程序方法 (2)核心程序方法 (3)玩具基准测试程序（小测试程序） (4)综合基准测试程序 A.(1)(2)(3)(4) B.(2)(3)(4)(1) C.(3)(4)(1)(2) D.(4)(3)(2)(1) 5.设主存和辅存的平均访问时间分别为10.6秒和10.2秒，若要使虚拟存储器的主 存一辅存层平均时间达到10.4，问至少应保证主存访问命中率为多少？() A.0.97 B.0.98 C.0.99 D.1 6.SIMD是指( A.单指令流单数据流 B.单指令流多数据流 C.多指令流单数据流 D.多指令流多数据流 7.下列那种存储设备不需要编址？() A.通用寄存器 B.主存储器 C.输入输出设备 D.堆栈 8.按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于()级机器 语言。 A.传统机器语言机器 B.操作系统机器 C.汇编语言机器 D.高级语言机器 346
4.在采用基准测试程序来测试评价机器的性能时，下列方法按照评价准确性递增 的顺序 排列是( )。 (1)实际的应用程序方法 (2)核心程序方法 (3)玩具基准测试程序(小测试程序) (4)综合基准测试程序 A.(1)<2)(3)(4) B. (2)(3)(4)(1) C. (3)<4)(1)(2) D.(4)<3)(2)(1) 5.设主存和辅存的平均访问时间分别为 10. 6秒和 10. 2秒，若要使虚拟存储器的主 存一辅存层平均时间达到 10. 4，问至少应保证主存访问命中率为多少?( ) A. 0. 97 }3. 0. 98 C. 0. 9 9 D. 1 6. SIMD是指( )。 A.单指令流单数据流 B.单指令流多数据流 C.多指令流单数据流 D.多指令流多数据流 7.下列那种存储设备不需要编址?( ) A.通用寄存器 B.主存储器 C.输人输 出设备 D.堆栈 8 语言。 .按照计算机系统层次结构，算术运算、逻辑运算和移位等指令应属于( )级机器 .传统机器语言机器 .汇编语言机器 操作系统机器 高级语言机器 346
9.下图所示的时空图对应的处理机为：() 16 指 令 Is 23 4 时钟周期 A.标量处理机 B.超标量处理机 C.超流水处理机 D.超标量超流水处理机 10.对输人输出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求？() 1)异步性 2)同步性 3)分时性 4)实时性 5)设备相关性 6)设备无关性 A.2,3,5 B.1,4,6 C.2,4,6 D.1,3,5 11.下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的？() A.随机页面替换算法 B.先进先出替换算法 C.最久没有使用算法 D.最优替换算法 12.一到多的通信情况，即一个源结点发送同一个消息到多个目的结点，叫做()。 A.单播 B.选播 C.广播 D.会议 347
9.下图所示的时空 图对应的处理机为 : 指 令 2 }3 14 2 13 14 2 13 2 3 4 时钟周期 A.标量处理机 C.超流水处理机 }3.超标量处理机 D.超标量超流水处理机 10.对输人输 出系统的组织产生决定性影响的是哪些基本要求? 1)异步性 5)设备相关性 2)同步性 6)设备无关性 3)分时性 4)实时性 A. 2，3，5 I3. 1，4，6 C. 2，4，6 D. 1，3，5 11.下面哪个页面替换算法实际上是不能够实现的?( ) A.随机页面替换算法 }3.先进先出替换算法 C..最久没有使用算法 n.最优替换算法 i2.一到多的通信情况，即一个源结点发送同一个消息到多个目的结点，叫做( A.单播 B.选播 C.广播 D.会议 3牛7
13.指令优化编码方法，就编码的效率来讲，哪种方法最好？ A.固定长度编码 B.扩展编码法 C.huffman编码法 D.以上编码都不是 14.在早期冯·诺依曼计算机特征中，机器以( )为中心。 A.存储器 B.输人输出设备 C.运算器 D.控制器 15.按照Amdahl定律，假设将某系统的某一部件的处理速度加快到原来的5倍，但该部 件的原处理时间仅为整个运行时间的20%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高到原 来的( )倍。 A.1/0.36 B.1/0.24 C.1/0.45 D.1/0.84 得 分 评卷人 三、计算题(40分) 1.(10分)。设有一个主存储器，它包含4个存储器模块，每个模块有256个字。再假定 每个高速缓存块中有16个字，高速缓存的总容量是256个字。采用组相联映射方式高速缓存 被分成4组。问主存储器有多少块？主存储器有多少组？ 2.(10分)。一条流水线连接图如下所示，画出200条指令连续通过该流水线的时空图， 并计算该流水线的加速比。（其中△t=lns) 输入 S Sz S3 S4 输出 t=△t t=A3t t-△t t=△t 348
13.指令优化编码方法 ，就编码的效率来讲，哪种方法最好? A.固定长度编码 B.扩展编码法 C. huff man编码法 D.以上编码都不是 14.在早期冯 ·诺依曼计算机特征中，机器以( )为中心。 A.存储器 B.输人输出设备 C.运算器 D.控制器 15.按照 Amdahl定律，假设将某系统的某一部件的处理速度加快到原来的 5倍，但该部 件的原处理时间仅为整个运行时间的20%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高到原 来的( )倍 。 A. 1/0. 36 B. 1/0. 24 C. 1/0. 45 U. 1/0. 84 得 分 评卷人 三、计算题 (40分) l. (10分)。设有一个主存储器，它包含 4个存储器模块，每个模块有 256个字。再假定 每个高速缓存块中有 16个字，高速缓存的总容量是 256个字。采用组相联映射方式高速缓存 被分成 4组。问主存储器有多少块?主存储器有多少组? 2. (10分)。一条流水线连接图如下所示，画出 200条指令连续通过该流水线的时空图 并计算该流水线的加速比。(其中△t=fns) 输入 输出 t=4t =43t t二△t t=fit 348
3.(20分)。试确定在下列3种计算机系统中，计算下列表达式所用时间 S=IT(A:+B, 其中，加法需用30ns,乘法需用50ns。在SIMD和M1MD计算机中，数据由一个PE(计 算单元)传送到另一个PE需要10ns,而在SISD计算机中数据传送时间可以忽略不济。在 SIMD计算机中PE间以线性环方式互联（以单向方式传送数据） 1)(5分)。具有一个通用PE的SISD计算机系统。 2)(5分)。具有一个加法器和一个乘法器的多功能部件的SISD计算机系统。 3)(10分)。具有8个PE的SIMD计算机系统。 349
3. <20分)。试确定在下列 3种计算机系统中，计算下列表达式所用时间 s S=耳(A‘十B;) 其中 ，加法需用 30ns，乘法需用 }Onso在 SIMD和 MIMD计算机中，数据由一个 PE(计 算单元)传送到另一个 PE需要 lOns，而在 SISD计算机中数据传送时间可以忽略不济。在 SIMD计算机中PE间以线性环方式互联(以单向方式传送数据) 1)(5分)。具有一个通用 PE的SISD计算机系统。 2)<5分)。具有一个加法器和一个乘法器的多功能部件的SISD计算机系统。 3)(10分)。具有 8个 PE的 SIMD计算机系统。 349
试卷代号：1048 中央广播电视大学2006一2007学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机专业计算机系统结构试题答案及评分标准 (供参考) 2007年7月 一、名词解释(15分，每题5分) 1.【答案】 系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特 性，这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算 机属性，是硬件子系统的概念性结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。 2.【答案1 Amdahl定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与 这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。 F=(改进前可改进部分占用的时间)/（改进前整个任务的执行时间） S=(改进前可改进部分的执行时间)/（改进后改进部分的执行时间） 则，改进后整个系统加速比为 S.=1-F.)+F/S。° 3.【答案】 在同一时间内，多功能流水线中的各个功能段只能按照一种固定的方式连接，实现一种固 定的功能。只有当按照这种连接方式工作的所有任务都流出流水线之后，多功能流水线才能 重新连接，以实现其他功能。 二、选择题(45分，每题3分) 1.B 2.D 3.A 4.B 5.C 6.B 7.D 8.A 9.D 10.D 11.D 12.B 13.C 14.C 15.D 350
试卷代号:1048 中央广播电视大学2006-2007学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机专业 计算机系统结构 试题答案及评分标准 (供参考) 2007年 7月 一、名词解释}IJ分，每题 5分) 1.【答案】 系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机 系统 的属性 ，即概念性结构和功能特 性，这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算 机属性，是硬件子系统的概念性结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。 2.【答案】 Amdahl定律:系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与 这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。 Fe=(改进前可改进部分占用的时间)/(改进前整个任务的执行时间) Se=(改进前可改进部分的执行时间)/(改进后改进部分的执行时间) 则 ，改进后整个系统加速 比为 1 (1一l} e)+l}e/Se“ 3.[答案] 在同一时间内，多功能流水线中的各个功能段只能按照一种固定的方式连接，实现一种固 定的功能。只有当按照这种连接方式工作的所有任务都流出流水线之后，多功能流水线才能 重新连接，以实现其他功能。 二、选择题(45分，每题 3分) 1. I3 2.D 3.A 4.B 5.C 6. 13 7. D 8. A 11. D 350 12. B 13. C 9. D 14. C 10. D 15. D
三、计算题(40分) 1.(10分)。 6416 2.(10分)。解： 顺序执行的时间为T。=6×200=1200ns 采用流水方式执行的时间为T1=3X200+6一1=605ns 加速比S=T/T1=1200/605=1.98 空 3. 09: 间 2 季年南年西 1 2 3 0*。 白 2 012345 6 时间(ns) 3.(20分)。 1)308+50￥7=590ns,或者如果从初值1开始乘起，则为308十50*8=640 2)30*2十508=460ns 3)30+10+50+20+50+40+50=250ns 351
三、计算题(40分) 1. (10分)。 64 16 2. (10分)。解 : 顺序执行的时间为 To = 6 X 200 =1200ns 采用流水方式执行的时间为 T,=3X200+6-1=605ns 加速 比 S=To /"r1=1200/605 =1. 9$ 空 间 0 1 2 3 4 S 6 时间(ns) 3. (20分)。 1)30二8-1-50 * 7=594ns，或者如果从初值 1开始乘起，则为 30 } 8-i-50 } 8=640 2)30 * 2-50 } 8=460ns 3)30+10}-50十一20十50十40-I-50=250ns 351