系统结构期末复习题
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了系统结构期末复习题相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
填空题10题10分，简答题5题30分，应用题（课后习题）3题60分。
一、单项选择题（每空1分 ）
1．数据表示的含义是（ ）
A、程序中的数据格式 B、数据结构
C、硬件能直接识别引用的数据类型 D、数据类型
2．在主存—Cache地址变换过程中块冲突率最低的是（ ）
A、直接映像及其变换 B、全相联映像和变换
C、组相联映像及其变换 D、都不是
3．输入输出系统硬件的功能对__________是透明的。（ ）
A、操作系统程序员 B、应用程序员 C、系统结构设计人员 D、机器语言程序设计员
4.指令执行结果出现异常引起的中断是 （ ）
A、输入/输出中断 A、机器校验中断 C、程序性中断 D、外部中断
5.以下说法不正确的是（ ）
A、线性流水线是单功能流水线 B、动态流水线是多功能流水线
C、静态流水线是多功能流水线 D、动态流水线只能是单功能流水线
补：静态流水线，某一时间内各段只能按一种功能联接流水的多功能流水线
按照在同一时间内是否能够连接成多种方式，同时执行多种功能，可以把多功能流水线分为静态流水线和动态流水线。
动态流水线(dynamic pipelining)是指在同一段时间内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接，同时执行多种功能。连接方式是有条件的，要求流水线中各个功能部件之间不能发生冲突。
6．面向堆栈的寻址（ ）
A、能更好地支持向量的运算
B、比面向寄存器的寻址访问速度快
C、能更好地支持矩阵运算
D、有利于子程序嵌套、递归调用参数、返回地址及现场的保存和恢复
7．数据表示的含义是（ ）
A、程序中的数据格式 B、数据结构
C、硬件能直接识别引用的数据类型 D、数据类型
13．下面不是流水机器全局相关的处理方法的是（ ）
A、采取延迟转移 B、 堆栈法 C、猜测法 D、加快短循环程序的处理
14．关于页面替换算法描述正确的是（ ）
A、FIFO能正确反映程序的局部性 B、FIFO不是根据过去使用情况预估未来
C、随机算法的主存命中率很高 D、LRU能正确反映程序的局部性
15．“启动I/O”指令是主要的输入输出指令，是属于 （ ）
A、目态指令 B、管态指令
C、目态、管态都能用的指令 D、编译程序只能用的指令
16.以下不属于堆栈型替换算法的是 （ ）
A、近期最少使用算法 B、近期最久未用过算法
C、先进先出算法 D、页面失效频率算法
17.系统程序员不透明的应当是（ ）
A、Cache存储器 B、虚拟存储器
C、指令缓冲寄存器 D、系列机各档不同的数据通路宽度
18.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ ）
A、SIMD B、MISD C、MIMD D、SISD
21．计算机系统的层次结构由高到低分别为（ ）
A、高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级
B、高级语言机器级，应用语言机器级，汇编语言机器级，微程序机器级
C、应用语言机器级，传统机器语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级
D、应用语言机器级，操作系统机器级，微程序机器级，传统机器语言机器级
22．全相联地址映象是指（ ）
A、任何虚页都可装入主存中任何实页的位置<n:n>
B、一个虚页只装进固定的主存实页位置
C、组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置
D、组间可任意装入，组内是固定装入
23.以下与虚拟存储器的等效访问速度无关的是（ ）
A、页地址流 B、页面调度策略 C、主存的容量 D、辅存的容量
二、简答题（每小题6分 ）
1．简述数据结构和机器的数据表示之间的关系。
2．请列举在定时查询方式下进行总线分配，用程序控制优先次序的四种方法以及对应可实现什么样的总线使用优先次序。
控制优先的方法有如下4种：
1、 每次分配前，让查询计数器软件清“0”优先序类似串行链接，为0～N-1。
2、每次分配前，计数器不清“0”，保持上次的值，优先序为循环方式，各部件都有同 样的机会首先获得总线。
3、每次分配前，预置计数器一个初值，使指定初值的设备号优先级最高。
4、软件更改各部件的部件号设置，可使优先序为任意所希望的顺序。
3．设有一道程序，有1~5页，执行时的页地址流（即依次用到的程序页页号）为：2，3，2，5，1，5，3，4，3，5若分配给该道程序的主存有3页，给出采用FIFO替换算法的装入和替换过程。再用LRU算法做一次
|
主存页面位置 |
页地址流 |
|||||||||
|
2 |
3 |
2 |
5 |
1 |
5 |
3 |
4 |
3 |
5 |
|
|
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
5 |
|
1 |
|
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
|
2 |
|
|
|
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
3 |
3 |
|
命中 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
主存页面位置 |
页地址流 |
|||||||||
|
2 |
3 |
2 |
5 |
1 |
5 |
3 |
4 |
3 |
5 |
|
|
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
3 |
|
1 |
|
3 |
3 |
3 |
1 |
1 |
1 |
4 |
4 |
4 |
|
2 |
|
|
|
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
|
命中 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
4．简述采用RISC结构后可以带来的好处。
5．某机器有5级中断，中断响应次序为1→2→3→4→5，现要求中断处理次序为2→3→1→5→4。设计各级中断处理程序的中断屏蔽位的状态，令“0”为开放，“1”为屏蔽。
|
中断处理程序级别 |
中断屏蔽位 |
||||
|
1级 |
2级 |
3级 |
4级 |
5级 |
|
|
第1级 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
|
第2级 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
第3级 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
第4级 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
|
第5级 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
6.请列举集中式串行链接、定时查询和独立请求总线控制方式的优、缺点。同时分析硬件参数故障时通信的可靠性。
书本上原话。略
7.简述在现代计算机系统中，中断系统的软硬件功能是怎样分配的？为什么这样分配？
书本上原话。略
8.简述采用系列机方法,适用场合,好处,存在问题和应采取的策略.
定义：根据软硬件界面的系列结构，设计软件和不同档次的系列机器。
适用场合：同一系列内软件兼容
好处：呼应“中间开始”设计思路；缓解软件要求稳定环境和硬件发展迅速的矛盾。
存在问题：软件兼容有时会阻碍系统结构的变革。
策略：坚持这一方法，但到一定时候要发展新系列，还可采用模拟仿真。
9.某虚拟存储器共8个页面，每页为1024个字，实际主存为4096个字，采用页表法进行地址映像。映像表内容如下。
|
实页号 |
装入位 |
|
3 |
1 |
|
1 |
1 |
|
2 |
0 |
|
3 |
0 |
|
2 |
1 |
|
1 |
0 |
|
0 |
1 |
|
0 |
0 |
（1）列出会发生页面失效的全部页面（2分）
（2）按以下虚地址计算主存实地址：0，3728，1023，1024，2055，7800，4096，6800（4分）
书本上原话。略
三、应用题（每小题20分 ）
1.经过统计，某机器14条指令I1，I2，......,I14的使用频度分别为：
0.01，0.15，0.12，0.03，0.02，0.04，0.02，0.04，0.01，0.13，0.15，0.14，0.11，0.03
请求出定长编码，Huffman编码，扩展操作码。
书本上原话。略
2.有一个段页式虚拟存储器，虚地址有2位段号，2位页号，11位页内位移量（按字编址）
，主存容量为32K字。每段有访问方式保护位，其页表和保护位如表1所示。
（1）此地址空间共有多少个虚页？（5分）
（2）当程序中遇到如表2所示各种情况时，写出由虚地址计算出的实地址。说明哪个段会发生段失效、页失效或保护失效。（15分）
表1 页表和保护位
|
段号 |
段0 |
段1 |
段2 |
段3 |
|
访问方式 |
只读 |
可读/执行 |
可读/写/执行 |
可读/写 |
|
虚页0所在位置 |
实页9 |
在辅存上 |
|
实页14 |
|
虚页1所在位置 |
实页3 |
实页0 |
页表不在内存 |
实页1 |
|
虚页2所在位置 |
在辅存上 |
实页15 |
|
实页6 |
|
虚页3所在位置 |
实页12 |
实页8 |
|
在辅存上 |
表2 程序操作的各种情况
|
方式 |
段 |
页 |
页内位移 |
|
取数 |
0 |
1 |
1 |
|
取数 |
1 |
1 |
10 |
|
取数 |
3 |
3 |
2047 |
|
存数 |
0 |
1 |
4 |
|
存数 |
2 |
1 |
2 |
|
存数 |
1 |
0 |
14 |
|
转移至此 |
1 |
3 |
100 |
|
取数 |
0 |
2 |
50 |
|
取数 |
2 |
0 |
5 |
|
转移至此 |
3 |
0 |
60 |
书本上原话。略
3.设一条指令的解释分为取指、译码、取操作数、执行4步，每步的时间为t1，t2，t3，t4。
（1）若t1=t2=t3=t4，分别计算下列3种情况下执行n条指令所需要的时间的一般关系式。
a.顺序执行；（3分）
b.仅仅执行和取指重叠；（3分）
c.四个步骤都重叠。（3分）
（2）在t1=t2=2，t3=t4=1情况下画出执行10条指令的时空图，并计算流水效率和吞吐率。并从结果可以得到什么结论。（11分）
书本上原话。略
4.若机器共有5级中断，中断响应优先次序为1→2→3→4→5，现要求其实际的中断处理次序为1→4→5→2→3。
（1）设计各级中断处理程序的中断屏蔽位的状态，令“0”为开放，“1”为屏蔽。（6分）
（2）若在运行用户程序时，同时出现第4、2级中断请求，而在处理第2级中断未完成时，又同时出现第1、3、5级中断请求，请画出此程序运行过程示意图。（14分）
|
中断处理程序级别 |
中断屏蔽位 |
||||
|
1级 |
2级 |
3级 |
4级 |
5级 |
|
|
第1级 |
|
|
|
|
|
|
第2级 |
|
|
|
|
|
|
第3级 |
|
|
|
|
|
|
第4级 |
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|
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|
|
第5级 |
|
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|
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|
5.为提高流水线效率可以采用哪几种主要途径来客服速度瓶颈？现有3段流水线，各段经过时间依次为 t，3t，t。
（1）画出连续输入15条指令时的时空图并计算相应的吞吐率和效率（8分）
（2）请对目前的流水线进行改进，画出改进后的流水线结构示意图，同时画出连续输入15条指令时的时空图并计算相应的吞吐率和效率（12分）
书本上原话。略
以上是关于系统结构期末复习题的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章