关于计算机结构的考试题
1、选择题
系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的是（ ）
A 汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级
B 微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级
C传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级
D汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级
2、对系统程序员不透明的应当是（ ）
A、CACHE存储器 B、系列机各档不同的数据通路宽度 C、指令缓冲寄存器 D、虚拟存储器
3、计算机系统结构不包括（ ）
A、主存速度 B、机器工作状态 C、信息保护 D、数据表示
4、系列机软件应做到（ ）
A 向前兼容，并向上兼容
B 向后兼容，力争向上兼容
C 向前兼容，并向下兼容
D 向后兼容，力争向下兼容
5、在计算机系统设计中，比较好的方法是（ ）。
A、从上向下设计 B、从下向上设计 C、从两头向中间设计 D、从中间开始向上、向下设计
6、软件和硬件在实质上是完全不同的，但他们在（ ）上是逻辑等价的。
A 性能 B 功能 C 系统结构 D 价格
7、在相同的机器字长和尾数位数的情况下，浮点数尾数基值取小，可使浮点数（ ）
A．运算过程中数的精度损失降低
B．数在数轴上的分布变密
C．可表示数的范围增大
D．可表示数的个数增多
8、浮点数尾数基值rm=8，尾数数值部分长6位，可表示的最大正尾数为（ ）
A．0.5 B. 1-8-6 C. 0.125 D.1/64
9、在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（ ）
A．截断法 B. 舍入法
C．恒置“1”法 D. ROM查表法
10、主存出错引起的中断是（ ）
A．访管中断 B. 外中断
C．机器校验中断 D. 程序性中断
11、IBM370系统中断响应优先级级别最低的是（ ）
A．机器校验中断 B. 外中断
C．I/O中断 D. 重新启动中断
12、不属于堆栈型替换算法的是（ ）
A．近期最少使用法 B.近期最久未用法
C．先进先出法 D.页面失效频率法
13、下列关于虚拟存贮器的说法，比较正确的应当是（ ）
A．访主存命中率随页面大小增大而提高
B．访主存命中率随页面容量增加而提高
C．更换替换算法能提高命中率
D．在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存
容量，可提高命中率
14、采用组相联映像的Cache存贮器，为提高其等效访问速度应（ ）
A．增大主存容量（Cache大小不变）
B．增加Cache块数（块大小不变）
C．减小组的大小（块大小不变）
D．减小块的大小（组的大小不变）
15、浮点数尾数基值rm=16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大正尾数为（ ）
A．1/2 B. 15/16 C. 1/256 D. 255/256
16、计算机组成设计不考虑（ ）
A．专用部件设置 B.功能部件的集成度
C．控制机构的组成 D.缓冲技术
17、属计算机系统结构考虑的应是（ ）
A．主存采用MOS还是TTL B.主存采用多体交叉还是单体
C．主存容量和编址方式 D.主存频宽的确定
18、与全相联相比，组相联映象的优点是（ ）
A 目录表小 B 块冲突概率低 C 命中率高 D 主存利用率高
19、同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在（ ）发生。
A、同一时间间隔 B、同一时刻 C、不同时刻 D、不同时间间隔
20、打印机适合连接到（）
A、选择通道 B、字节多路通道 C、数组多路通道 D、任意一种通道
二、填空题
1、实现软件移植的主要途径有统一高级语言、系列机、 和 。
2、操作级并行的阵列机，按指令流和数据流的多倍性划分属于 类型的计算机。
3、自定义数据表示又可分为带标志符数据表示和 两类。
4、标志符与每个数据相连，合存于同一存储单元，用于描述 _________ 的类型特征
5、计算机仿真用微程序解释，计算机模拟用 _________ 解释。
6、评价存储器性能的基本要求是大容量、 和低价格。
7、程序的局部性包括 上的局部性和 上的局部性
8、虚拟存储器映象算法不同，存储管理方式有段式、 和 3种。
9、输入输出控制器的管理方式有三种： 、 和
10、非专用总线控制方式中确定优先序可有 、 和独立请求等三种方式。
三、判断题（对的用R，错的用E）
1、系统是否设浮点运算指令，对计算机系统结构是透明的。（ ）
2、对概率不等的事件用Huffman编码，其具体编码不唯一，但平均码长肯定是唯一的，且是最短的。（ ）
3、开发并行性的资源重复计数途径是开发时间的并行性，也是提高系统可靠性的有效措施。（ ）
4、计算机仿真不适合在两种结构差距大的计算机运用（ ）
5、定时查询和独立请求均可用软件方法动态改变总线分配的优先级。（ ）
6、SIMD 计算机的结构是指有n 个处理单元，按n 条不同指令的要求对多个数据流及其中间结果进行不同的处理，一个处理单元的输出作为另一个处理单元的输人。（ ）
7、由于Cache 存储器的地址变换和块替换算法是用软件实现的，因此Cache 存储器对
应用程序员是透明的，而且Cache 对处理机和主存间的信息交往也是透明的。（ ）
8、在总线中，若按功能和传送方向实施线的组合能减少所需的线数，如性质相似、方
向相反且不同时发生的两根单向线，可以用一根全双向线代替。 （ ）
四、应用题
1、N= —1.5，它的单精度格式表示为什么？
2、某机有10条指令，使用频度分别为0.01，0.15，0.12，0.07，0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。
（1）构造Huffman树；
（2）写出Huffman的一种编码，并计算其平均码长；
（3）只有二种码长，求平均码长最短的扩展操作码编码及其平均码长。
3、有一个Cache存储器。主存共分8个块(07),Cache为4个块(03),采用组相联映象，组内块数为2块，替换算法为近期最少使用算法(LRU)。
(1)画出主存、Cache地址的各字段对应关系(标出位数)图;
(2)画出主存、Cache空间块的映象对应关系示意图;
(3)对于如下主存块地址流：1,2,4,1,3,7,0,1,2,5,4,6,4,7,2,如主存中内容一开始未装入Cache中，请列出Cache中各块随时间的使用状况;
(4)对于(3),指出块失效又发生块争用的时刻;
(5)对于(3),求出此期间Cache的命中率。
4、中断级屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下：
中断处理程序级别 中断级屏蔽位
1级 2级 3级 4级
第1级 0 0 0 0
第2级 1 0 1 0
第3级 1 0 0 0
第4级 1 1 1 0
(1)当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序是什么?
(2)如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。当机器正在运行用户程序时，同时发生第2，3级中断请求，过两个单位时间，又同时发生第1，4级中断请求，试画出程序运行过程示意图。
5、一个字节多路通道连接有4台外围设备，每台设备发出输入输出服务请求的时间间隔，他们的服务优先级和发出第一次服务请求的时刻如下表所示：
设备名称 D1 D2 D3 D4
发服务请求间隔 10µs 75 µs 15 µs 50 µs
服务优先级 1 4 2 3
发第一次请求时刻 0 µs 70 µs 10 µs 20 µs
（1）计算这个字节多路通道的实际流量和工作周期
（2）在数据传送期间，如果通道选择一次设备的时间为3 µs，传送一个字节的时间为2 µs，画出这个字节多路通道响应各设备请求和为设备服务的时间关系图。
…答案…
1、选择题
系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的是（B ）
A 汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级
B 微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级
C传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级
D汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级
2、对系统程序员不透明的应当是（D）
A、CACHE存储器 B、系列机各档不同的数据通路宽度 C、指令缓冲寄存器 D、虚拟存储器
3、计算机系统结构不包括（A）
A、主存速度 B、机器工作状态 C、信息保护 D、数据表示
4、系列机软件应做到（B ）
A 向前兼容，并向上兼容
B 向后兼容，力争向上兼容
C 向前兼容，并向下兼容
D 向后兼容，力争向下兼容
5、在计算机系统设计中，比较好的方法是（D）。
A、从上向下设计 B、从下向上设计 C、从两头向中间设计 D、从中间开始向上、向下设计
6、软件和硬件在实质上是完全不同的，但他们在（B ）上是逻辑等价的。
A 性能 B 功能 C 系统结构 D 价格
7、在相同的机器字长和尾数位数的情况下，浮点数尾数基值取小，可使浮点数（B ）
A．运算过程中数的精度损失降低
B．数在数轴上的分布变密
C．可表示数的范围增大
D．可表示数的个数增多
8、浮点数尾数基值rm=8，尾数数值部分长6位，可表示的最大正尾数为（B）
A．0.5 B. 1-8-6 C. 0.125 D.1/64
9、在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（A ）
A．截断法 B. 舍入法
C．恒置“1”法 D. ROM查表法
10、主存出错引起的中断是（ C ）
A．访管中断 B. 外中断
C．机器校验中断 D. 程序性中断
11、IBM370系统中断响应优先级级别最低的是（ D ）
A．机器校验中断 B. 外中断
C．I/O中断 D. 重新启动中断
12、不属于堆栈型替换算法的是（ C ）
A．近期最少使用法 B.近期最久未用法
C．先进先出法 D.页面失效频率法
13、下列关于虚拟存贮器的说法，比较正确的应当是（ D ）
A．访主存命中率随页面大小增大而提高
B．访主存命中率随页面容量增加而提高
C．更换替换算法能提高命中率
D．在主存命中率低时，改用堆栈型替换算法，并增大主存
容量，可提高命中率
14、采用组相联映像的Cache存贮器，为提高其等效访问速度应（ B ）
A．增大主存容量（Cache大小不变）
B．增加Cache块数（块大小不变）
C．减小组的大小（块大小不变）
D．减小块的大小（组的大小不变）
15、浮点数尾数基值rm=16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大正尾数为（D ）
A．1/2 B. 15/16 C. 1/256 D. 255/256
16、计算机组成设计不考虑（ B ）
A．专用部件设置 B.功能部件的集成度
C．控制机构的组成 D.缓冲技术
17、属计算机系统结构考虑的应是（ C ）
A．主存采用MOS还是TTL B.主存采用多体交叉还是单体
C．主存容量和编址方式 D.主存频宽的确定
18、与全相联相比，组相联映象的优点是（ A）
A 目录表小 B 块冲突概率低 C 命中率高 D 主存利用率高
19、同时性指两个或多个事件在同一时刻发生，并发性指两个或多个事件在（A ）发生。
A、同一时间间隔 B、同一时刻 C、不同时刻 D、不同时间间隔
20、打印机适合连接到（B）
A、选择通道 B、字节多路通道 C、数组多路通道 D、任意一种通道
二、填空题
1、实现软件移植的主要途径有统一高级语言、系列机、 模拟 和 仿真 。
2、操作级并行的阵列机，按指令流和数据流的多倍性划分属于 SIMD 类型的计算机。
3、自定义数据表示又可分为带标志符数据表示和 数据描述符 两类。
4、标志符与每个数据相连，合存于同一存储单元，用于描述 _单个数据 的类型特征
5、计算机仿真用微程序解释，计算机模拟用 机器语言程序 解释。
6、评价存储器性能的基本要求是大容量、 高速度 和低价格。
7、程序的局部性包括 空间 上的局部性和 时间 上的局部性
8、虚拟存储器映象算法不同，存储管理方式有段式、 页式 和 段页式 3种。
9、输入输出控制器的管理方式有三种： 程序控制 、 DMA 和 I/O处理机
10、非专用总线控制方式中确定优先序可有 串行连接 、 定时查询 和独立请求等三种方式。
三、判断题（对的用R，错的用E）
1、系统是否设浮点运算指令，对计算机系统结构是透明的。（ E）
2、对概率不等的事件用Huffman编码，其具体编码不唯一，但平均码长肯定是唯一的，且是最短的。（ R）
3、开发并行性的资源重复计数途径是开发时间的并行性，也是提高系统可靠性的有效措施。（ E ）
4、计算机仿真不适合在两种结构差距大的计算机运用（R ）
5、定时查询和独立请求均可用软件方法动态改变总线分配的优先级。（R ）
6、SIMD 计算机的结构是指有n 个处理单元，按n 条不同指令的要求对多个数据流及其中间结果进行不同的处理，一个处理单元的输出作为另一个处理单元的输人。（E ）
7、由于Cache 存储器的地址变换和块替换算法是用软件实现的，因此Cache 存储器对
应用程序员是透明的，而且Cache 对处理机和主存间的信息交往也是透明的。（E ）
8、在总线中，若按功能和传送方向实施线的组合能减少所需的线数，如性质相似、方
向相反且不同时发生的两根单向线，可以用一根全双向线代替。 （ E ）
四、应用题
1、N= —1.5，它的单精度格式表示为什么？此题答案见课件
2、某机有10条指令，使用频度分别为0.01，0.15，0.12，0.07，0.08，0.13，0.15，0.03，0.17，0.09。
（1）构造Huffman树；
（2）写出Huffman的一种编码，并计算其平均码长；
（3）只有二种码长，求平均码长最短的扩展操作码编码及其平均码长。
此题答案见课后习题解答
3、有一个Cache存储器。主存共分8个块(07),Cache为4个块(03),采用组相联映象，组内块数为2块，替换算法为近期最少使用算法(LRU)。
(1)画出主存、Cache地址的各字段对应关系(标出位数)图;
(2)画出主存、Cache空间块的映象对应关系示意图;
(3)对于如下主存块地址流：1,2,4,1,3,7,0,1,2,5,4,6,4,7,2,如主存中内容一开始未装入Cache中，请列出Cache中各块随时间的使用状况;
(4)对于(3),指出块失效又发生块争用的时刻;
(5)对于(3),求出此期间Cache的命中率。
解答： (1)主存地址、Cache地址的各字段的位数及其对应关系如下图所示
(2)主存块、Cache块的映象对应关系如下图所示
(3)Cache中各块随时间的使用状况如下图所示。图中标*号的是候选替换块的块号，H：命中;R：替换;L：失效。
(4)发生块失效又发生块争用的时刻有6、7、9、10、11、12、14、15。
(5)Cache的块命中率Hc=3/15=0.2。
4、中断级屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断级屏蔽位设置如下：
中断处理程序级别 中断级屏蔽位
1级 2级 3级 4级
第1级 0 0 0 0
第2级 1 0 1 0
第3级 1 0 0 0
第4级 1 1 1 0
(1)当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序是什么?
(2)如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。当机器正在运行用户程序时，同时发生第2，3级中断请求，过两个单位时间，又同时发生第1，4级中断请求，试画出程序运行过程示意图。
答： (1)当中断响应优先次序为1→2→3→4时，其中断处理次序为1→3→4→2。
(2)
5、一个字节多路通道连接有4台外围设备，每台设备发出输入输出服务请求的时间间隔，他们的服务优先级和发出第一次服务请求的时刻如下表所示：
设备名称 D1 D2 D3 D4
发服务请求间隔 10µs 75 µs 15 µs 50 µs
服务优先级 1 4 2 3
发第一次请求时刻 0 µs 70 µs 10 µs 20 µs
（1）计算这个字节多路通道的实际流量和工作周期
（2）在数据传送期间，如果通道选择一次设备的时间为3 µs，传送一个字节的时间为2 µs，画出这个字节多路通道响应各设备请求和为设备服务的时间关系图。