试卷代号：1048 座位号■ 中央广播电视大学2010一2011学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机系统结构 试题 2011年7月 题 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.存储器替换策略 3.动态流水线 得分 评卷人 二、选择题(45分，每题3分) 1.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 351
试卷代号 座位号 I I 中央广播电视大学 1学年度第二学期"开放本科"期末考试 计算机系统结构试题 2011 年7 |题号 - |分数 I I I I 得分|评卷入 一、名词解释 5分，每题 5分) 1. 计算 统结 2. 3. 态流 得分|评卷人 二、选择题 5分，每题 3分) 1. 汇 编 程序 A. 存器 C. 移位 器 〉不是透明的。 B. 法器 D. 351
2.下列( )兼容方式对系列机来说是必须做到的。 A.向前兼容 B.向后兼容 C.向上兼容 D.向下兼容 3.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 4.下列哪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 5.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) 6.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-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 7.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 8.早期的计算机系统只有定点数据表示，因此硬件结构可以很简单。但是这样的系统有 明显的缺点，下面哪一个不是它的缺点？() A.数据表示范围小 B.单个需要的计算时钟周期多 C.编程困难 D.存储单元的利用率很低 352
B. D. 标机 (2) (4) 准测 B. (2) (3) (4) ( 1) D. (4) (3) (2) (1) 2. 下列 )兼容方式对系列机来说是必须做到的。 A. 前兼容B. c. 对A 由B 行，则 A称为( )。 A. 真机 c. 4. ( ) A. 用 寄 器B. c. 堆找 5e 法按 排列是( )。 (1) (3) 玩具基准 程序 A. (1) (2) (3) ( 4) c. (3) ( 4) ( 1) ( 2) 6. 为10- 存层平均时间达到 ，问至少应保证主存访问命中率为多少? ( ) A. 0.97 c. 0.99 B. O. 98 D. 1 7. 次结 运 算 逻 辑 运 位 等 )级机器语 口。 A~ 器B. 统机 c. 汇 编 机器 8~ 早期 此 硬 是 这 的 系 明显的缺点，下面哪一个不是它的缺点? ( ) A. 数据 B. 时钟 c. D. 352
9.下图所示的时空图对应的处理机为()。 指 令 13 12 2 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.对输入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 353
9. 所示 )。 片、 A. 量处 c. 234 时钟周期 B. 量处 D. 超标 超流水处理 10. 入输 织产生 些基本要 ( ) 1) 异 步 。实时性 A. 2 ,3 ,5 c. 2 ,4,6 2) 5) 3) 6) B. 1 ,4,6 D. 1 ,3 ,5 11. 实 际 ( ) A. B. 替换 c. 算法 D. 最优 换算 12. )。 A. 单播 c. B. D. 353
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.软件和硬件在（ )意义上是等效的。 A.系统结构 B.功能 C.性能 D.价格 l5.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) 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 S2 S3 S4 输出 t=△t t=△3t te△t t=△t 2.(10分) 主频为400MHz的微处理机，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周期 由两个时钟脉冲组成，则当存储器为“零等待”时，机器运行速度为多少MIPS? 354
B. 1/0.24 D. 1/0.84 13. 优化 ( ) A. 长度 B. 码法 c. huffman D. 不是 14. 件在 )意义上是等效的。 A. B. c. D. 15. 定律 设将 理速 的5 件的原处理时间仅为整个运行时间的 2 0 ，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 C. 1/0.45 得分|评卷人 三、计算题 1. (10 一条流水线连接图如下所示，画出 0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 输入 t= t I ~I S2 t= :3t 1 ...r I ~I S3 t= t I ~I S4 t= t '输出 2. (10 主频为 z的微处理机，平均每条指令的执行时间为两个机器周期，每个机器周斯 由两个时钟脉冲组成，则当存储器为"零等待"时，机器运行速度为多少i\ 354
3.(20分) 在下列不同类型的处理机上做向量运算：D=(A十B)C,向量长度均为4，每个周期的时 间为10ns。分别计算所需的最短时间，写出简要计算过程。 1)(5分)SISD单处理机，有一个通用运算部件，每3个周期做完一次加法，或每4个周期 做完一次乘法。 2)(5分)流水线处理机，有一条两功能静态流水线，加法经过其中的3段，乘法经过其中 的4段，每段的延迟时间均为一个周期。 3)(10分)向量处理机，有独立的加法器和乘法器，加法器采用3段流水线，乘法器采用4 段流水线，每段的延迟时间均为一个周期，采用向量链接方式工作。 355
3. (20 在下列不同类型的处理机上做向量运算 C，向量长度均为 4，每个周期的时 间为 s。分别计算所需的最短时间，写出简要计算过程。 1)(5 SISD 每3 每4 做完一次乘法。 2)(5 流水 有一 条两 法经 的3 经过 4段，每段的延迟时间均为一个周期。 3)(10 法器 乘法 法器 用3 用4 段流水线，每段的延迟时间均为一个周期，采用向量链接方式工作。 355
试卷代号：1048 中央广播电视大学2010一2011学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机系统结构讠 试题答案及评分标准 (供参考) 2011年7月 一、名词解释(15分，每题5分) 1.计算机系统结构 【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.存储器替换策略 【答案】存储器替换策略是指按照什么样的规则替换主存储器中的页面，以便腾出主存空 间来存放新调入的页面。 3.动态流水线 【答案】在同一时间内，多功能流水线的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功 能。其中流水线中各个功能部件不能发生冲突。 二、选择题(45分，每题3分)】 1.A 2.B 3.D 4.D 5.D 6.C 7.A 8.D 9.D 10.D 11.D 12.B 13.C 14.B 15.D 三、计算题(40分)】 1.(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=3×200+6一1=605ns 356
试卷代号 中央广播电视大学 1学年度第二学期"开放本科"期末考试 计算机系统结构试题答案及评分标准 〈供参考) 2011 年7 一、名词解释 5分，每题 5分) 1. 统结 【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】存储器替换策略是指按照什么样的规则替换主存储器中的页面，以便腾出主存空 间来存放新调人的页面。 3. 态 流水线 【答案】在同一时间内，多功能流水线的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功 能。其中流水线中各个功能部件不能发生冲突。 二、选择题 5分，每题 3分) 1. A 6. C 11. D 三、计算题 0分) 2. B 7.A 12. B 3. D 8. D 13. C 4.D 9. D 14. B 5. D 10. D 15. D 1. (10 解:顺序执行的时间为 = 6 X 200= 1200ns 采用流水方式执行的时间为 =3X200+6-1=605ns 356
加速比S=T。/T1=1200/605=1.98 空 2 000▣ n 2 3 n 1 2 3 n 3 012.3 45 6 时问(ns) 2.(10分) 【答案】100 3.(20分) 解：1)10ns×4×(3+4)=280ns,4次加法和4次乘法串行执行 2)10ns×(6+7)=130ns,流水线执行4次加法需要6个周期，流水线执行4次乘法需要7 个周期 3)10ns×(7+3)=100ns,得到第1个结果需要7个周期，另外3个结果需要3个周期 357
加速比 = 1200/605= 1.98 n n n O 2. (10 【答案】 3. (20 解: 1) 10nsX 4 X (3+4) =280ns，4 和4 乘法 2 3 456 nc3 2)10nsX (6 = 130ns 行4 要6 流水 行4 乘法 个周期 3)IOns X (7 +3) = lOOns 到 第1 果需要 外3 要3 357