试卷代号：1048 座位号■ 中央广播电视大学2011一2012学年度第二学期“开放本科”期末考试 计算机系统结构试题 2012年7月 题 号 二 三 总 分 分 数 得分 评卷人 一、选择题(45分，每题3分) 1.对计算机系统结构，下列( )是透明的。 A.浮点数据表示 B.指令系统 C.访问方式保护 D.阵列运算部件 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 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) 363
试卷代号: 1048 座位号 中央广播电视大学 11 2012 学年度第 放本 末考 计算机系统结构试题 2012 年7 题号 总分 分数 得分|评卷人 一、选择题 5分，每题 3分} B. 宿主 D. 标机 )不是透明的。 B. (2) 程序方 (4) A. (1) (2) (3)(4) c. (3)(4) (1)(2) B. (2)(3)(4) (1 ) D. (4)(3)(2) (1 ) 363
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-辅 存层平均时间达到104，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.输人输出设备 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 9.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 10.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 11.为了提高向量处理机的性能，会采用一些特殊的技术，下面哪一项不是提高向量处理 机性能而采用的技术？() A.链接技术 B.向量递归技术 C.Cache缓存技术 D.稀疏矩阵的处理技术 12.假设一条指令的执行过程可以分为“取指令”、“分析”和“执行”三段，每一段的执行时 间分别为△t、2At和3△t,顺序执行n条指令至少需要花费的时间为(）。 A.3n△t B.2n△t C.6n△t D.n△t 13.指令优化编码方法，就编码的效率来讲，那种方法最好？（) 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 364
5. 为10- 和10- 存层平均时间达到 0 - 应保 存访 为多 ( ) A. o. 97 C. 0.99 B.0.98 D.1 6. SIMD )。 A.单指令流单数据流 .单指令流多数据流 C. 多指令流 流D. 多指 流多 据流 7. 下列那种 备不需要编 ( ) A. 器B. c.输入输出设备0.堆钱 8. 统层次结构 算术 逻辑 移位等指令应属于 )级机器语言。 A.传统机器语言机器 .操作系统机器 C. 器D. 级语 机器 9. 决定 基本要求 ( ) (1)异步性 )同步性 (3) 性(4) (5) 设备 性(6) A. 2 ,3 ,5 C.2 ,4,6 B. 1,4 ,6 0. 1 ,3 , 5 10. 替换 实 际 是不 ( ) A. 替换 法B. 替换算法 c.最久没有使用算法 .最优替换算法 1. 理机 一些特 技术 下 面哪一项不是提 量处理 机性能而采用的技术? ( ) A. 链接 术B. 技术 C. Cache 术D. 稀疏矩 技术 12. 假设 行过程 取指令 间分别为 M， t和 3缸，顺序执行 n条指令至少需要花费的时间为( )。 A. 3n~t C. 6n~t B.2nM D. n~t 13. 令优化 就编码 法最 ( ) A. 定长度 码B. 码法 C. huffman 码法 0. 364
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 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 二、名词解释(15分，每题5分) 16.计算机系统结构 17.存储器带宽 18.多核CPU 得 分 评卷人 三、计算题(40分) 19.（10分)一条流水线连接图如下所示，画出100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) 输入一 S S2 S3 S4 输出 t=△t t=△3t t=△t t=△t 20.（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。 21.（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8，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。 365
14. 期冯 诺依曼计算机特 机器 )为中心。 A. 器B.输入 c.运算器 .控制器 15. 照Amdahl 部件 理速度加 的5 件的原处理时间仅为整个运行时间的 ，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 B.1/0.24 D.1/0.84 得分|评卷人 二、名词解释 5分，每题 5分} 16. 17. 18. 得分|评卷人 三、计算题 0分} 19. (1 一条流 连接 0 0 令连续通过该流水 计算该流水线的加速比。(其中Li 唱' 输出 ... ... 输入 Sl S2 S3 S4 t=Lit t=Li3t t=Lit t=Lit 20. (1 均每 执行 机器周 期 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 S。 21. (20 处理机 算:D=(A+B) 铸C 为8 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 ) ( 用 运算部 件 完 一 期做完一次乘法。 365
(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。 366
(2)(5 处理机 有一 两功 流水线 加法经过 中 的3 法经 4段，每段的延迟时间均为一个周期。 (3)(1 处理机 法器 法器 法器采 水线 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。 366
试卷代号：1048 中央广播电视大学2011一2012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) 2012年7月 一、选择题(45分，每题3分) 1.D 2.D 3.A 4.D 5.c 6.B 7.D 8.A 9.D 10.D 11.D 12.C 13.C 14.C 15.D 二、名词解释(15分，每题5分) 16.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。 17.存储器带宽 【答案】 存储器带宽为存储器在连续访问时的数据吞吐速率。带宽的单位通常是每秒钟传送的位 数或字节数。 18.多核CPU 【答案】 多核CPU是将多个CPU核集成到单个芯片中，每个CPU核都是一个单独的处理器。 每个CPU核可以有自己单独的Cache,也可以多个CPU核共享同一Cache。 367
试卷代号 0 4 中央广播电视大学 0 11 2012 年 度 第 二学期 计算机系统结构试题答案及评分标准 (供参考) 2012 年7 一、选择题 5分，每题 3分} I. D 6. B 11. D 2. D 7. D 12. C 3. A 8. A 13. C 4. D 9. D 14. C 5. C 10. D 15. D 二、名词解释(1 5分，每题 5分} 16. 结构 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。 17.\ 存储器带 存储器带宽为存储器在连续访问时的数据吞吐速率。带宽的单位通常是每秒钟传送的位 数或字节数。 18. 核CPU 【答案】 多核 U是将多个 U核集成到单个芯片中，每个 U核都是一个单独的处理器。 每个 U核可以有自己单独的 e，也可以多个 U核共享同一 367
三、计算题(40分) 19.(10分) 解：顺序执行的时间为T。=6×100=600ns 采用流水方式执行的时间为T1=3×100+6-1=305ns 加速比S=T0/T1=600/305=1.97 空 2 ee●。。 3 et 2 3 力 2 3 n 0123456 时间(ns) 20.(10分) 【答案】100 21.(20分) 解：(1)10ns×8×(3+4)=560ns,8次加法和8次乘法串行执行。 (2)10ns×(10十11)=210ns,流水线执行8次加法需要10个周期，流水线执行8次乘法 需要11个周期。 (3)10ns×(7+7)=140ns,得到第1个结果需要7个周期，另外7个结果需要7个周期。 368
n ••• ••• ···a·······a· ••••••• , a- E' ··· ··· s· a·- · ···· · ·· · ·- n ...… 600ns 采用流水方式执行的时间为 ~3X 100+6一1'- 305ns 1# 97 6XI00 600/305 三、计算题 解:顺序执行的时间为 加速比 TOjT1 od nu ••••• •• ••• ••• n ••• ••• n 时间 560ns ，8 和8 执行 (2)JOnsX (10+11) · 210ns 水线 行8 要10 行8 需要 1 1 ~周期 (3) 10ns-X (7+7) 368 6 140ns 第1 要7 外7 要7 5 解: (})10nsX8X (3 2 3 4 qbnu nu qIH nLnu