Materials-20140526.docx

一、 名詞解釋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：（Computer Architecture）也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，它是由計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)外特性，內(nèi)特性，微外特性組成的。經(jīng)典的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次結(jié)構(gòu)中機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)的結(jié)構(gòu)，它是軟件和硬件/固件的主要交界面，是由機(jī)器語(yǔ)言程序、匯編語(yǔ)言源程序和高級(jí)語(yǔ)言源程序翻譯生成的機(jī)器語(yǔ)言目標(biāo)程序能在機(jī)器上正確運(yùn)行所應(yīng)具有的界面結(jié)構(gòu)和功能。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指的是什么? 是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的外表? 還是是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相關(guān)書(shū)籍的一塊塊板卡安放結(jié)構(gòu)? 都不是，那么它是什么? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言程序員或編譯程序編寫(xiě)者所看到的外特性。所謂外特性，就是計(jì)算機(jī)的概念性結(jié)構(gòu)和功能特性。用一個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋扔饕?，比如?dòng)物吧，它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指什么呢? 它的概念性結(jié)構(gòu)和功能特性，就相當(dāng)于動(dòng)物的器官組成及其功能特性，如雞有胃，胃可以消化食物。至于雞的胃是什么形狀的、雞的胃部由什么組成就不是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究的問(wèn)題了。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)只管到這一層。關(guān)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多層次結(jié)構(gòu)。用人這種動(dòng)物的不恰當(dāng)?shù)睦恿斜韺?duì)比如下：（這種聯(lián)系很不科學(xué)，只是大家輕松一下）。12動(dòng)態(tài)流水線多功能流水線：是指在流水線的各段可以進(jìn)行不同的鏈接，在不同時(shí)間內(nèi)，或者在同一時(shí)間內(nèi)，通過(guò)不同的方式實(shí)現(xiàn)不同的功能。按照在同一時(shí)間內(nèi)是否能夠連接成多種方式，同時(shí)執(zhí)行多種功能，可以把多功能流水線分為靜態(tài)流水線和動(dòng)態(tài)流水線。動(dòng)態(tài)流水線(dynamic pipelining)是指在同一段時(shí)間內(nèi)，多功能流水線中的各段可以按照不同的方式連接，同時(shí)執(zhí)行多種功能。連接方式是有條件的，要求流水線中各個(gè)功能部件之間不能發(fā)生沖突。其優(yōu)點(diǎn)是效率和功能模塊利用率比靜態(tài)流水線要高，缺點(diǎn)是相關(guān)控制復(fù)雜。1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（清華版）上解釋很清楚，可以認(rèn)為動(dòng)態(tài)流水線是多種運(yùn)算可以同時(shí)進(jìn)行，而靜態(tài)流水線只能是一種運(yùn)算進(jìn)行完再進(jìn)行下一種運(yùn)算。目前，采用靜態(tài)流水線的處理機(jī)居多。3命中率4動(dòng)態(tài)互連網(wǎng)絡(luò)由開(kāi)關(guān)元件按一定拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方式構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部多個(gè)處理機(jī)或多個(gè)功能部件間的相互連接。在并行處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、分布計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)等由多個(gè)處理機(jī)或多個(gè)功能部件組成的各種系統(tǒng)中，都會(huì)遇到機(jī)間互連問(wèn)題?；ミB必須遵循一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件來(lái)完成，以一定的控制方式實(shí)現(xiàn)機(jī)間通信。因此，互連網(wǎng)絡(luò)是這些系統(tǒng)的重要組成部分，它對(duì)系統(tǒng)的性能指標(biāo)有決定性的影響。互連網(wǎng)絡(luò)具有三大要素，即結(jié)點(diǎn)間互連拓?fù)洌òB接通路）、開(kāi)關(guān)元件和控制方式。在不同的系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)元件所處的物理位置可能是不同的。在采用集中式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，互連網(wǎng)絡(luò)可以是一個(gè)獨(dú)立的部件，由一組開(kāi)關(guān)元件構(gòu)成，位于被連接的處理機(jī)或功能部件結(jié)點(diǎn)之間，在一定的控制方式作用下，按照互連拓?fù)涞囊蠼⒔Y(jié)點(diǎn)間的各條連接通路，以實(shí)現(xiàn)各個(gè)結(jié)點(diǎn)對(duì)的相互通信。但是，在許多采用分布式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)（特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)）中，開(kāi)關(guān)元件可能分散地隱含在各個(gè)結(jié)點(diǎn)內(nèi)部，從外面只能看到由結(jié)點(diǎn)間連接通路所代表的互連拓?fù)?，因而互連網(wǎng)絡(luò)并不是以一個(gè)獨(dú)立部件的形式出現(xiàn)的，這是一種對(duì)互連網(wǎng)絡(luò)的廣義理解，是隨著分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的日益流行而確立起來(lái)的。按照這種廣義理解，公共總線是互連網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特例。5頁(yè)存儲(chǔ)器帶寬存儲(chǔ)器帶寬（memory bandwidth）：?jiǎn)挝粫r(shí)間里存儲(chǔ)器所存取的信息量計(jì)算方法：帶寬=每個(gè)存取周期訪問(wèn)位數(shù)/存取周期。如存取周期為500ns，每個(gè)存取周期可訪問(wèn)16位，則它的帶寬為32M位/s二、 單選題在下面各題的4個(gè)備選答案中，只有一個(gè)答案是正確的，請(qǐng)把正確答案的標(biāo)號(hào)（AD）填入題后面的括號(hào)中。1程序員編寫(xiě)程序時(shí)使用的訪存地址是（ C ）。分析：邏輯地址的概念：程序員編程時(shí)使用的地址。主存物理地址：程序在主存中的實(shí)際地址。希望對(duì)你有所幫助A 物理地址B 有效地址C 邏輯地址D 主存地址2虛擬存儲(chǔ)器通常采用的地址映像是（ A ）。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，將主存與Cache的映像分成三種方式，直接映像，全相聯(lián)映像，組相聯(lián)映像。所謂映像就是將內(nèi)存地址與Cache地址間的相互轉(zhuǎn)換，我們知道Cache的容量相對(duì)于主存來(lái)說(shuō)很小，為了能將兩者有效的對(duì)應(yīng)該起來(lái)，便產(chǎn)生了上面提到的映像方式A 全相聯(lián)、組相聯(lián)和直接映像B 直接映像C 組相聯(lián)映像D 全相聯(lián)映像 3不屬于堆棧型替換算法是（ B ）。A 近期最少使用替換算法B 先進(jìn)先出替換算法C 最優(yōu)替換算法D 近期最久未使用替換算法4. 確保提高虛擬存儲(chǔ)器的主存命中率的途徑是（ A ）。A 采用LFU替換算法并增大頁(yè)面數(shù)B 采用FIFO替換算法并增大頁(yè)面C 采用FIFO替換算法并增大頁(yè)面數(shù)D 采用LRU替換算法并增大頁(yè)面5. 虛擬存儲(chǔ)器主要是為了解決（ D ）問(wèn)題。虛擬內(nèi)存是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存管理的一種技術(shù)。它使得應(yīng)用程序認(rèn)為它擁有連續(xù)的可用的內(nèi)存（一個(gè)連續(xù)完整的地址空間），而實(shí)際上，它通常是被分隔成多個(gè)物理內(nèi)存碎片，還有部分暫時(shí)存儲(chǔ)在外部磁盤(pán)存儲(chǔ)器上，在需要時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。有WINDOWS PE、WINDOWS7等。A 便于程序的“訪存操作”B 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量和提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度C 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度D 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量6. 與虛擬存儲(chǔ)器的等效訪問(wèn)速度無(wú)關(guān)的是（ A ）。A 輔存的容量 B 主存的容量C 頁(yè)面替換算法D 訪存頁(yè)地址流7. 與全相聯(lián)映像相比，組相聯(lián)映像的優(yōu)點(diǎn)是（ ）。全相聯(lián)的缺點(diǎn)是：比較器電路難于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。只適合小容量cache采用。優(yōu)點(diǎn)是存放位置的靈活性命中率好。 直接映射方式的優(yōu)點(diǎn)是：硬件簡(jiǎn)單，成本低。缺點(diǎn)是;每個(gè)主存塊只有一個(gè)固定的行位置可存放！ 組相聯(lián)映射方式融合了前兩者的優(yōu)點(diǎn)。盡量避免了它們的缺點(diǎn)。普遍采用這種方式。A 目錄表小 B 命中率高C 塊沖突概率低D 主存利用率高8. Cache存儲(chǔ)器主要是為了解決（ B ）。Cache存儲(chǔ)器：電腦中為高速緩沖存儲(chǔ)器，是位于CPU和主存儲(chǔ)器DRAM(DynamicRandonAccessMemory)之間，規(guī)模較小，但速度很高的存儲(chǔ)器，通常由SRAM(StaticRandomAccessMemory靜態(tài)存儲(chǔ)器)組成。它是位于CPU與內(nèi)存間的一種容量較小但速度很高的存儲(chǔ)器。CPU的速度遠(yuǎn)高于內(nèi)存，當(dāng)CPU直接從內(nèi)存中存取數(shù)據(jù)時(shí)要等待一定時(shí)間周期，而Cache則可以保存CPU剛用過(guò)或循環(huán)使用的一部分?jǐn)?shù)據(jù)，如果CPU需要再次使用該部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)可從Cache中直接調(diào)用，這樣就避免了重復(fù)存取數(shù)據(jù)，減少了CPU的等待時(shí)間，因而提高了系統(tǒng)的效率。Cache又分為L(zhǎng)1Cache（一級(jí)緩存）和L2Cache（二級(jí)緩存），L1Cache主要是集成在CPU內(nèi)部，而L2Cache集成在主板上或是CPU上。A 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量和提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度 B 便于程序的訪存操作C 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度D 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量9. 按Cache地址映像的塊沖突概率從高到低的順序是（ C ）。地址映像 所謂映象問(wèn)題是指如何確定Cache中的內(nèi)容是主存中的哪一部分的拷貝，即必須應(yīng)用某種函數(shù)把主存地址映象到Cache中定位，也稱(chēng)地址映象。當(dāng)信息按這種方式裝入Cache中后，執(zhí)行程序時(shí)，應(yīng)將主存地址變換為Cache地址，這個(gè)變換過(guò)程叫作地址變換。地址映象方式通常采用直接映象、全相聯(lián)映象、組相聯(lián)映象三種。 1直接映象 每個(gè)主存地址映像到Cache中的一個(gè)指定地址的方式，稱(chēng)為直接映象方式。在直接映象方式下，主存中存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)只可調(diào)入Cache中的一個(gè)位置，如果主存中另一個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)也要調(diào)入該位置則將發(fā)生沖突。地址映像的方法一般是將主存空間按Cache的尺寸分區(qū)，每區(qū)內(nèi)相同的塊號(hào)映像到Cache中相同的塊位置。一般地，Cache被分為2N塊，主存被分為同樣大小的2M塊，主存與Cache中塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系可用如下映像函數(shù)表示：j = i mod 2N。式中，j是Cache中的塊號(hào)，i是主存中的塊號(hào)。 直接映象是一種最簡(jiǎn)單的地址映像方式，它的地址變換速度快，而且不涉及其他兩種映像方式中的替換策略問(wèn)題。但是這種方式的塊沖突概率較高，當(dāng)稱(chēng)序往返訪問(wèn)兩個(gè)相互沖突的塊中的數(shù)據(jù)時(shí)，Cache的命中率將急劇下降，因?yàn)檫@時(shí)即使Cache中有其他空閑塊，也因?yàn)楣潭ǖ牡刂酚诚耜P(guān)系而無(wú)法應(yīng)用。 2全相聯(lián)映象 主存中的每一個(gè)字塊可映像到Cache任何一個(gè)字塊位置上，這種方式稱(chēng)為全相聯(lián)映像。這種方式只有當(dāng)Cache中的塊全部裝滿后才會(huì)出現(xiàn)塊沖突，所以塊沖突的概率低，可達(dá)到很高的Cache命中率；但實(shí)現(xiàn)很復(fù)雜。當(dāng)訪問(wèn)一個(gè)塊中的數(shù)據(jù)時(shí)，塊地址要與Cache塊表中的所有地址標(biāo)記進(jìn)行比較已確定是否命中。在數(shù)據(jù)塊調(diào)入時(shí)存在著一個(gè)比較復(fù)雜的替換問(wèn)題，即決定將數(shù)據(jù)塊調(diào)入Cache中什么位置，將Cache中那一塊數(shù)據(jù)調(diào)出主存。為了達(dá)到較高的速度，全部比較和替換都要用硬件實(shí)現(xiàn)。 3組相聯(lián)映象 組相聯(lián)映象方式是直接映象和全相聯(lián)映象的一種折衷方案。這種方法將存儲(chǔ)空間分為若干組，各組之間是直接映像，而組內(nèi)各塊之間則是全相聯(lián)映像。它是上述兩種映像方式的一般形式，如果組的大小為1，即Cache空間分為2N組，就變?yōu)橹苯佑诚?；如果組的大小為Cache整個(gè)的尺寸，就變?yōu)榱巳嗦?lián)映像。組相聯(lián)方式在判斷塊命中及替換算法上都要比全相聯(lián)方式簡(jiǎn)單，塊沖突的概率比直接映像的低，其命中率也介于直接映像和全相聯(lián)映像方式之間。 替換策略和一致性問(wèn)題的處理方法 Cache和存儲(chǔ)器一樣具有兩種基本操作，即讀操作和寫(xiě)操作。 當(dāng)CPU發(fā)出讀操作命令時(shí)，根據(jù)它產(chǎn)生的主存地址分為兩種情形：一種是需要的數(shù)據(jù)已在Cache中，那么只需直接訪問(wèn)Cache，從對(duì)應(yīng)單元中讀取信息到數(shù)據(jù)總線；另一種是需要的數(shù)據(jù)尚未裝入Cache，CPU需從主存中讀取信息的同時(shí)，Cache替換部件把該地址所在的那塊存儲(chǔ)內(nèi)容從主存拷貝到Cache中；若Cache中相應(yīng)位置已被字塊占滿，就必須去掉舊的字塊。常見(jiàn)的替換策略有兩種： 1先進(jìn)先出策略（FIFO）FIFO（First In First Out）策略總是把最先調(diào)入的Cache字塊替換出去，它不需要隨時(shí)記錄各個(gè)字塊的使用情況，較容易實(shí)現(xiàn)；缺點(diǎn)是經(jīng)常使用的塊，如一個(gè)包含循環(huán)程序的塊也可能由于它是最早的塊而被替換掉。 2最近最少使用策略（LRU）LRU（Least Recently Used）策略是把當(dāng)前近期Cache中使用次數(shù)最少的那塊信息塊替換出去，這種替換算法需要隨時(shí)記錄Cache中字塊的使用情況。LRU的平均命中率比FIFO高，在組相聯(lián)映像方式中，當(dāng)分組容量加大時(shí)，LRU的命中率也會(huì)提高。 當(dāng)CPU發(fā)出寫(xiě)操作命令時(shí)，也要根據(jù)它產(chǎn)生的主存地址分為兩種情形：一種是不命中時(shí)，只向主存寫(xiě)入信息，不必同時(shí)把這個(gè)地址單元所在的整塊內(nèi)容調(diào)入Cache中；另一種是命中時(shí)，這時(shí)會(huì)遇到如何保持Cache與主存的一致性問(wèn)題，通常有三種處理方式： 1直寫(xiě)式（write through）即CPU在向Cache寫(xiě)入數(shù)據(jù)的同時(shí)，也把數(shù)據(jù)寫(xiě)入主存以保證Cache和主存中相應(yīng)單元數(shù)據(jù)的一致性，其特點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，但由于CPU每次更新時(shí)都要對(duì)主存寫(xiě)入，速度必然受影響。 2緩寫(xiě)式（post write）即CPU在更新Cache時(shí)不直接更新主存中的數(shù)據(jù)，而是把更新的數(shù)據(jù)送入一個(gè)緩存器暫存，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候再把緩存器中的內(nèi)容寫(xiě)入主存。在這種方式下，CPU不必等待主存寫(xiě)入而造成的時(shí)延，在一定程度上提高了速度，但由于緩存器只有有限的容量，只能鎖存一次寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，如果是連續(xù)寫(xiě)入，CPU仍需要等待。 3回寫(xiě)式（write back）即CPU只向Cache寫(xiě)入，并用標(biāo)記加以注明，直到Cache中被寫(xiě)過(guò)的塊要被進(jìn)入的信息塊取代時(shí)，才一次寫(xiě)入主存。這種方式考慮到寫(xiě)入的往往是中間結(jié)果，每次寫(xiě)入主存速度慢而且不必要。其特點(diǎn)是速度快，避免了不必要的冗余寫(xiě)操作，但結(jié)構(gòu)上較復(fù)雜。 此外，還有一種設(shè)置不可Cache區(qū)（Noncacheable Block）的方式，即在主存中開(kāi)辟一塊區(qū)域，該區(qū)域中的數(shù)據(jù)不受Cache控制器的管理，不能調(diào)入Cache，CPU只能直接讀寫(xiě)該區(qū)域的內(nèi)容。由于該區(qū)域不與Cache發(fā)生關(guān)系，也就不存在數(shù)據(jù)不一致性問(wèn)題。目前微機(jī)系統(tǒng)的BIOS設(shè)置程序大多允許用戶設(shè)置不可Cache區(qū)的首地址和大小。A 全相聯(lián)映像、直接映像、組相聯(lián)映像 B 組相聯(lián)映像、直接映像、全相聯(lián)映像C 直接映像、組相聯(lián)映像、全相聯(lián)映像D 全相聯(lián)映像、組相聯(lián)映像、直接映像10. 下列說(shuō)法不正確的是（ D ）。A 單體多字存儲(chǔ)器能提高存儲(chǔ)器頻寬B 多體存儲(chǔ)器高位交叉編址能提高存儲(chǔ)器頻寬 C 多體存儲(chǔ)器高位交叉編址便于擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量D 多體存儲(chǔ)器低位交叉編址能提高存儲(chǔ)器頻寬11輸入輸出數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)CPU內(nèi)部寄存器的輸入輸出方式是（ ）B。A 程序控制輸入輸出方式B 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式C 中斷輸入輸出方式D 上面3種方式12直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式的并行性是指（ A ）。ACPU和DMA控制器并行工作BCPU和主存儲(chǔ)器并行工作C外設(shè)和主存儲(chǔ)器并行工作D多個(gè)外設(shè)可以同時(shí)并行地通過(guò)DMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送13指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常而引起的中斷是（ C ）。A外部中斷B機(jī)器校驗(yàn)中斷C程序性中斷DI/O中斷14. 主存故障引起的中斷是（ B ）。A外部中斷B機(jī)器校驗(yàn)中斷C程序性中斷DI/O中斷15. 在中斷處理過(guò)程中，完全由硬件自動(dòng)執(zhí)行的步驟是（ D ）。A返回中斷點(diǎn)DB識(shí)別中斷源C保存將被中斷服務(wù)程序破壞的通用寄存器中的內(nèi)容D保存中斷點(diǎn)16. 在配置有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用戶程序需要輸入輸出時(shí)，引起的中斷是（ C ）。A程序性中斷B外部中斷C訪管中斷DI/O中斷17. 通道程序結(jié)束時(shí)引起的中斷是（ A ）。AI/O中斷B訪管中斷C外部中斷D程序性中斷18. 當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時(shí)，執(zhí)行通道程序的是（ D ）。A指定的外設(shè) BCPU和通道CCPUD通道19. 在由多個(gè)通道組成的I/O系統(tǒng)中，I/O系統(tǒng)的最大流量是（ C ）。A各通道實(shí)際流量之和B各通道最大流量的最大值C各通道最大流量之和D各通道實(shí)際流量的最大值20. 通道最大流量等于通道實(shí)際流量時(shí)，有可能發(fā)生局部的數(shù)據(jù)丟失，這是因?yàn)椋?A ）。A通道沒(méi)有空閑的工作周期及時(shí)響應(yīng)優(yōu)先級(jí)低的外設(shè)的個(gè)別數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求B通道流量匹配的要求不夠合理 C通道在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中丟失數(shù)據(jù)D多個(gè)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸速率之和大于通道最大流量21數(shù)據(jù)表示的含義是（ ）。E 表示數(shù)據(jù)所采用的數(shù)制和碼制F 硬件能夠直接識(shí)別的數(shù)據(jù)類(lèi)型G 數(shù)據(jù)類(lèi)型H 浮點(diǎn)數(shù)的表示方式22浮點(diǎn)數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=8，尾數(shù)長(zhǎng)度p=6，可以表示的規(guī)格化最小正尾數(shù)的值是（ ）。A0.5 B0.25C0.125 D0.01562523浮點(diǎn)數(shù)表示的尾數(shù)的基rm=16，尾數(shù)長(zhǎng)度p=8，可以表示的規(guī)格化最大正尾數(shù)的值是（ ）。A BC D24.多維數(shù)組的自定義數(shù)據(jù)表示通常采用（ ）。E 浮點(diǎn)數(shù)表示F 帶數(shù)據(jù)描述符的數(shù)據(jù)表示G 帶標(biāo)志符的數(shù)據(jù)表示H 帶標(biāo)志符和數(shù)據(jù)描述符的數(shù)據(jù)表示25.不需要編址的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間是（ ）。E CPU中通用寄存器F 主存儲(chǔ)器G 堆棧H I/O接口中的寄存器26.平均碼長(zhǎng)最短的編碼是（ ）。E 定長(zhǎng)碼F 擴(kuò)展碼G 需要根據(jù)編碼使用的頻度計(jì)算平均碼長(zhǎng)后確定H Huffman編碼27.下述4種編碼中，不是2-4擴(kuò)展編碼的是（ ）。A 1/12B 2/8C 3/4D 4/828. 2-4擴(kuò)展編碼最多可以得到的碼點(diǎn)數(shù)是（ ）。A 6B 9C 10D 1329. RISC執(zhí)行程序的速度比CIRC要快的原因是（ ）。A RISC的指令系統(tǒng)的指令數(shù)比較少B 程序在RISC上編譯生成的目標(biāo)程序比較短C RISC的指令平均周期數(shù)比較少D RISC只允許Load指令和Store指令訪問(wèn)存儲(chǔ)器30. RISC采用交叉寄存器窗口技術(shù)，從而大大減少了（ ）。A 絕大多數(shù)指令的執(zhí)行時(shí)間B 程序調(diào)用引起的訪問(wèn)存儲(chǔ)器的次數(shù)C 目標(biāo)程序的指令條數(shù)D. CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)周期31程序員編寫(xiě)程序時(shí)使用的訪存地址是（ ）。A 物理地址B 有效地址C 邏輯地址D 主存地址32虛擬存儲(chǔ)器通常采用的地址映像是（ ）。E 全相聯(lián)、組相聯(lián)和直接映像F 直接映像G 組相聯(lián)映像H 全相聯(lián)映像 33不屬于堆棧型替換算法是（ ）。E 近期最少使用替換算法F 先進(jìn)先出替換算法G 最優(yōu)替換算法H 近期最久未使用替換算法34. 確保提高虛擬存儲(chǔ)器的主存命中率的途徑是（ ）。A 采用LFU替換算法并增大頁(yè)面數(shù)B 采用FIFO替換算法并增大頁(yè)面C 采用FIFO替換算法并增大頁(yè)面數(shù)D 采用LRU替換算法并增大頁(yè)面35. 虛擬存儲(chǔ)器主要是為了解決（ ）問(wèn)題。A 便于程序的“訪存操作”B 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量和提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度C 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度D 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量36. 與虛擬存儲(chǔ)器的等效訪問(wèn)速度無(wú)關(guān)的是（ ）。A 輔存的容量 B 主存的容量C 頁(yè)面替換算法D 訪存頁(yè)地址流37. 與全相聯(lián)映像相比，組相聯(lián)映像的優(yōu)點(diǎn)是（ ）。E 目錄表小 F 命中率高G 塊沖突概率低H 主存利用率高38. Cache存儲(chǔ)器主要是為了解決（ ）。E 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量和提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度 F 便于程序的訪存操作G 提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的速度H 擴(kuò)大存儲(chǔ)系統(tǒng)的容量39. 按Cache地址映像的塊沖突概率從高到低的順序是（ ）。E 全相聯(lián)映像、直接映像、組相聯(lián)映像 F 組相聯(lián)映像、直接映像、全相聯(lián)映像G 直接映像、組相聯(lián)映像、全相聯(lián)映像H 全相聯(lián)映像、組相聯(lián)映像、直接映像40. 下列說(shuō)法不正確的是（ ）。E 單體多字存儲(chǔ)器能提高存儲(chǔ)器頻寬F 多體存儲(chǔ)器高位交叉編址能提高存儲(chǔ)器頻寬 G 多體存儲(chǔ)器高位交叉編址便于擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量H 多體存儲(chǔ)器低位交叉編址能提高存儲(chǔ)器頻寬41輸入輸出數(shù)據(jù)不經(jīng)過(guò)CPU內(nèi)部寄存器的輸入輸出方式是（ ）。E 程序控制輸入輸出方式F 直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式G 中斷輸入輸出方式H 上面3種方式42直接存儲(chǔ)器訪問(wèn)方式的并行性是指（ ）。ACPU和DMA控制器并行工作BCPU和主存儲(chǔ)器并行工作C外設(shè)和主存儲(chǔ)器并行工作D多個(gè)外設(shè)可以同時(shí)并行地通過(guò)DMA控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送43指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常而引起的中斷是（ ）。A外部中斷B機(jī)器校驗(yàn)中斷C程序性中斷DI/O中斷44. 主存故障引起的中斷是（ ）。A外部中斷B機(jī)器校驗(yàn)中斷C程序性中斷DI/O中斷45. 在中斷處理過(guò)程中，完全由硬件自動(dòng)執(zhí)行的步驟是（ ）。A返回中斷點(diǎn)B識(shí)別中斷源C保存將被中斷服務(wù)程序破壞的通用寄存器中的內(nèi)容D保存中斷點(diǎn)46. 在配置有通道的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用戶程序需要輸入輸出時(shí)，引起的中斷是（ ）。A程序性中斷B外部中斷C訪管中斷DI/O中斷47. 通道程序結(jié)束時(shí)引起的中斷是（ ）。AI/O中斷B訪管中斷C外部中斷D程序性中斷48. 當(dāng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)執(zhí)行通道程序完成輸入輸出工作時(shí)，執(zhí)行通道程序的是（ ）。A指定的外設(shè) BCPU和通道CCPUD通道49. 在由多個(gè)通道組成的I/O系統(tǒng)中，I/O系統(tǒng)的最大流量是（ ）。A各通道實(shí)際流量之和B各通道最大流量的最大值C各通道最大流量之和D各通道實(shí)際流量的最大值50. 通道最大流量等于通道實(shí)際流量時(shí)，有可能發(fā)生局部的數(shù)據(jù)丟失，這是因?yàn)椋?）。A通道沒(méi)有空閑的工作周期及時(shí)響應(yīng)優(yōu)先級(jí)低的外設(shè)的個(gè)別數(shù)據(jù)傳送請(qǐng)求B通道流量匹配的要求不夠合理 C通道在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中丟失數(shù)據(jù)D多個(gè)外設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸速率之和大于通道最大流量三、 多選題1使二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的等效訪問(wèn)速度接近于第一級(jí)存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度的依據(jù)是程序的（ ），它包括（ ）和（ ）兩個(gè)方面。A 電源準(zhǔn)備好信號(hào)B 局部性C 電源啟動(dòng)電腦信號(hào)D 空間局部性E 電源開(kāi)關(guān)信號(hào)F 時(shí)間局部性2通過(guò)通道完成一次輸入輸出工作，CPU需要2次調(diào)用操作系統(tǒng)的管理程序，第1次調(diào)用是為了（ ），第2次調(diào)用是為了（ ）。A 編制通道程序B 進(jìn)行異常處理C 進(jìn)行正常結(jié)束的登記等工作或進(jìn)行異常處理D 進(jìn)行斷點(diǎn)處理E 進(jìn)行正常結(jié)束的登記等工作F 運(yùn)行通道程序3若TS是通道的設(shè)備選擇時(shí)間，TD是通道傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時(shí)間，p為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，n為每臺(tái)外設(shè)需要傳送的字節(jié)數(shù)，那么，字節(jié)多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間Tbyte=（ ），選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間 Tselect=（ ），數(shù)組多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間Tblock=（ ）。ABCDEF4流水線的性能指標(biāo)有（ ）。A吞吐率B數(shù)據(jù)寬度C加速比D加速度E效率F傳輸率5若通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)為p，外設(shè)i的數(shù)據(jù)傳輸速率為fi，那么，字節(jié)多通道的實(shí)際流量（ ），選擇通道的實(shí)際流量（ ），數(shù)組多路通道的實(shí)際流量 （ ）。ABCDEF6使二級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)的等效訪問(wèn)速度接近于第一級(jí)存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度的依據(jù)是程序的（ ），它包括（ ）和（ ）兩個(gè)方面。G 電源準(zhǔn)備好信號(hào)H 局部性I 電源啟動(dòng)電腦信號(hào)J 空間局部性K 電源開(kāi)關(guān)信號(hào)L 時(shí)間局部性7通過(guò)通道完成一次輸入輸出工作，CPU需要2次調(diào)用操作系統(tǒng)的管理程序，第1次調(diào)用是為了（ ），第2次調(diào)用是為了（ ）。G 編制通道程序H 進(jìn)行異常處理I 進(jìn)行正常結(jié)束的登記等工作或進(jìn)行異常處理J 進(jìn)行斷點(diǎn)處理K 進(jìn)行正常結(jié)束的登記等工作L 運(yùn)行通道程序8若TS是通道的設(shè)備選擇時(shí)間，TD是通道傳送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送時(shí)間，p為通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)，n為每臺(tái)外設(shè)需要傳送的字節(jié)數(shù)，那么，字節(jié)多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間Tbyte=（ ），選擇通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間 Tselect=（ ），數(shù)組多路通道完成數(shù)據(jù)傳送的時(shí)間Tblock=（ ）。ABCDEF9流水線的性能指標(biāo)有（ ）。A吞吐率B數(shù)據(jù)寬度C加速比D加速度E效率F傳輸率10若通道連接的外設(shè)臺(tái)數(shù)為p，外設(shè)i的數(shù)據(jù)傳輸速率為fi，那么，字節(jié)多通道的實(shí)際流量（ ），選擇通道的實(shí)際流量（ ），數(shù)組多路通道的實(shí)際流量 （ ）。A BC DE F四、 判斷與改錯(cuò)題（正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”并給予糾正）1采用高位交叉訪問(wèn)方式的主要目的是用來(lái)提高存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度，而采用低位交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器的主要目的是用來(lái)擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量。 （ ） 2FIFO、LFU和OPT等替換算法都是根據(jù)虛頁(yè)的過(guò)去使用情況來(lái)確定被替換頁(yè)的。（ ） 3Cache存儲(chǔ)器的塊的大小通常是在一個(gè)主存周期能夠?qū)χ鞔嬖L問(wèn)的最大信息量。（ ）4物理Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)是指由Cache與主存組成的存儲(chǔ)系統(tǒng)。（ ）5輸入輸出系統(tǒng)的設(shè)備無(wú)關(guān)性是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)一些獨(dú)立于具體外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)I/O接口來(lái)連接各種外設(shè)。 （ ） 6Windows操作系統(tǒng)具有“即插即用”的特點(diǎn)，即各種外設(shè)都可以直接連接到Windows的主機(jī)上運(yùn)行。 （ ） 72-4擴(kuò)展編碼和2/4擴(kuò)展編碼是同一種擴(kuò)展編碼的2種表示。（ ） 8由于RISC簡(jiǎn)化了指令系統(tǒng)，因此，RISC上的目標(biāo)程序比CISC上的目標(biāo)程序短一些，程序運(yùn)行的時(shí)間就會(huì)少一些。（ ）9通道程序編制好后，由CPU執(zhí)行通道程序來(lái)完成一次輸入輸出工作。（ ）10當(dāng)通道實(shí)際流量大于通道最大流量時(shí)，可以通過(guò)配置緩沖存儲(chǔ)器來(lái)暫存未及時(shí)傳送的數(shù)據(jù)，從而避免數(shù)據(jù)丟失。（ ）11采用高位交叉訪問(wèn)方式的主要目的是用來(lái)提高存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度，而采用低位交叉訪問(wèn)存儲(chǔ)器的主要目的是用來(lái)擴(kuò)大存儲(chǔ)器容量。 （ ） 12FIFO、LFU和OPT等替換算法都是根據(jù)虛頁(yè)的過(guò)去使用情況來(lái)確定被替換頁(yè)的。（ ） 13Cache存儲(chǔ)器的塊的大小通常是在一個(gè)主存周期能夠?qū)χ鞔嬖L問(wèn)的最大信息量。（ ）14物理Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)是指由Cache與主存組成的存儲(chǔ)系統(tǒng)。（ ）15輸入輸出系統(tǒng)的設(shè)備無(wú)關(guān)性是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)一些獨(dú)立于具體外設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)I/O接口來(lái)連接各種外設(shè)。 （ ） 16Windows操作系統(tǒng)具有“即插即用”的特點(diǎn)，即各種外設(shè)都可以直接連接到Windows的主機(jī)上運(yùn)行。 （ ） 172-4擴(kuò)展編碼和2/4擴(kuò)展編碼是同一種擴(kuò)展編碼的2種表示。（ ） 18由于RISC簡(jiǎn)化了指令系統(tǒng)，因此，RISC上的目標(biāo)程序比CISC上的目標(biāo)程序短一些，程序運(yùn)行的時(shí)間就會(huì)少一些。（ ）19通道程序編制好后，由CPU執(zhí)行通道程序來(lái)完成一次輸入輸出工作。（ ）20當(dāng)通道實(shí)際流量大于通道最大流量時(shí)，可以通過(guò)配置緩沖存儲(chǔ)器來(lái)暫存未及時(shí)傳送的數(shù)據(jù)，從而避免數(shù)據(jù)丟失。（ ）五、 應(yīng)用題1 如果某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有3個(gè)部件可以改進(jìn)，則這3個(gè)部件經(jīng)過(guò)改進(jìn)后達(dá)到的加速比分別是：S1=30，S2=20，S3=10。（1） 如果部件1和部件2改進(jìn)前的執(zhí)行時(shí)間占整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間的比例都是30%，那么，部件3改進(jìn)前的執(zhí)行時(shí)間占整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間的比例是多少，才能使得3個(gè)部件都改進(jìn)后的整個(gè)系統(tǒng)的加速比Sn達(dá)到10？（2） 如果3個(gè)部件改進(jìn)前執(zhí)行時(shí)間占整個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間的比例分別是30%、30%和20%，那么，3個(gè)部件都改進(jìn)后系統(tǒng)的加速比是多少？未改進(jìn)部件執(zhí)行時(shí)間在改進(jìn)后的系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)間中占的比例是多少？2一個(gè)處理機(jī)有I1I10共10條指令，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)，各指令在程序中的使用頻度分別為：p1=0.25，p2=0.20，p3=0.15，p4=0.10，p5=0.08，p6=0.08，p7=0.05，p8=0.04，p9=0.03，p10=0.02。（1）計(jì)算這10條指令的操作碼編碼的最短“平均碼長(zhǎng)”。（2）寫(xiě)出這10條指令的操作碼的哈夫曼編碼，并計(jì)算編碼的“平均碼長(zhǎng)”和信息冗余量。（3）采用3/7擴(kuò)展編碼和2/8擴(kuò)展編碼寫(xiě)這10條指令的操作碼，