计算机系统结构习题 第一章 1.计算机系统的多级层次结构从上到下的顺序分别是 2.以往对计算机系统的设计方法有 设计和 设计,它们分别适用于 设计和 设计 3.研究计算机系统结构的重点是 其主要目的是 4.计算机系统的3T性能目标是 5.以软件为主实现的机器为 由硬件或固件实现的是 6.解决软件可移植的办法有 7.计算机中的两种信息流是 计算机系统按流分类可分 8.计算机系统结构主要指 9.为了提高CPU的利用率 有效的途径 10.计算机系统的主要软、硬件交界面特性包括 11.在系统结构设计中,提高软件功能实现的比例会()。 A、提高解题速度 B、减少需要的存贮容量 C、提高系统的灵活性D、提高系统的性能价格比 12.对计算机系统结构透明的是()a A、数据表示 B、是否使用通道型l/O处理机 C、虚拟存贮器 D、ⅥLS技术( Very large scale integration) 13.对汇编语言程序员透明的是()。 A、/O方式中的DMA访问方式B、浮点数据表示 C、信息保护方式 D、程序性中断 14.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 15.推出系列机的新机器,不能更改的是()。 A、原有指令的寻址方式和操作码B、系统总线的组成 C、数据通路宽度 D、存贮芯片的集成度 16.不同系列的机器之间,实现软件移植的途径不包括()。 A、用统一的高级语言 B、用统一的汇编语言 C、模拟 D、仿真 17.在计算机系统的多级层次结构中,单条指令执行速度最快的一级是()。 A、L5(应用语言)级 2(操作系统)级 C、L1(机器语言)级 D、L0(微程序)级 18.在计算机系统的多级层次结构中,单条指令功能最强的一级是() A、L5(应用语言)级 B、L2(操作系统)级 C、L1(机器语言)级 D、L0(微程序)级 19.简述计算机系统设计中软硬件取舍3原则
计算机系统结构习题 第一章 1. 计算机系统的多级层次结构从上到下的顺序分别是 、 、 、 、 、 。 2. 以往对计算机系统的设计方法有 设计和 设计，它们分别适用于 设计和 设计。 3. 研究计算机系统结构的重点是 ，其主要目的是 。 4. 计算机系统的 3T 性能目标是 、 、 。 5. 以软件为主实现的机器为 ，由硬件或固件实现的是 。 6. 解决软件可移植的办法有 、 、 和 。 7. 计算机中的两种信息流是 和 ，计算机系统按流分类可分 为 、 、 和 。 8. 计算机系统结构主要指 。 9. 为了提高 CPU 的利用率，有效的途径 是 、 、 、 。 10.计算机系统的主要软、硬件交界面特性包括 、 、 、 、 。 11．在系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会( )。 A、提高解题速度 B、减少需要的存贮容量 C、提高系统的灵活性 D、提高系统的性能价格比 12．对计算机系统结构透明的是( )。 A、数据表示 B、是否使用通道型 I／O 处理机 C、虚拟存贮器 D、VLSI 技术（Very large scale integration） 13．对汇编语言程序员透明的是( )。 A、I／O 方式中的 DMA 访问方式 B、浮点数据表示 C、信息保护方式 D、程序性中断 14．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 15．推出系列机的新机器，不能更改的是( )。 A、原有指令的寻址方式和操作码 B、系统总线的组成 C、数据通路宽度 D、存贮芯片的集成度 16．不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括( )。 A、用统一的高级语言 B、用统一的汇编语言 C、模拟 D、仿真 17．在计算机系统的多级层次结构中，单条指令执行速度最快的一级是（ ）。 A、L5（应用语言）级 B、L2（操作系统）级 C、L1（机器语言）级 D、L0（微程序）级 18．在计算机系统的多级层次结构中，单条指令功能最强的一级是（ ）。 A、L5（应用语言）级 B、L2（操作系统）级 C、L1（机器语言）级 D、L0（微程序）级 19．简述计算机系统设计中软硬件取舍 3 原则
20.软件和硬件在什么意义上是等效的,在什么意义上是不等效的 参考答案 1.应用语言级高级语言级汇编语言级操作系统级机器语言级微程序语言级。 2.从上而下从下到上专用机通用机 3.软、硬件交界面计算机系统的性能/价格比 4.1 TFLOPS的计算能力1 TByte的主存容量1 TByte/s的/o带宽 5.虚拟机实际机器 6.统一高级语言模拟仿真系列机 7.控制流数据流 SISD SIMD MI SD MIMD 匚编语言程序员 9.任务单一化操作重叠化吞吐匹配化程序多道化 10.指令系统数据表示中断系统存储系统O系统 11C12D13.A14.B15A16B17.D18.A 19.答 1)在现有器件的条件下,系统要有较高的性能价格比 2)不要不合理地限制各种组成、实现技术的采用 3)硬件的设计要考虑如何为软件提供更好的支持。 20答:软件和硬件在逻辑功能上是等效的,但是,在性能、价格、实现的难易程度上却是 各不相同的,硬件执行速度快,软件灵活性好。即软件和硬件在物理意义上是不等效的 第二章 概念题 1自定义数据表示中的两种类型是 2向量数据的三要素 并由此可推出_和 3浮点数的基值rm可对 有影响 4最常用的数据表示是()数据表示。 A.定点 B.浮点 C.向量 D.自定义 5浮点数的精度主要由()决定 A.基值rmB.尾数的位数C.补码阶D.阶的位数? 6规格化浮点数的尾数最高一位二进制数()。 A.一定为1 B.一定为0 C.任意 D.不一定为1 7在浮点数的下溢处理中,下溢是 8按综合误差从小到大对浮点数下溢处理方法是 9哈夫曼编码的核心是 10对于RlSC机器() A.指令编码不等长B.寻址方式多 C.不能访问存储器D运算类指令只使用寄存器 11.浮点数的基值m与()无关。 A数的表示范围B.精度 C.表示比e D.阶的位数 12.寻址有面向_、 和 等寻址方式 13.逻辑地址是指 程序在主存中的实际地址称为主存 地址 14.基址寻址是对 地址空间到 地址空间变换的支持,以利于实现程序
20．软件和硬件在什么意义上是等效的，在什么意义上是不等效的。 参考答案： 1．应用语言级 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 机器语言级 微程序语言级。 2．从上而下 从下到上 专用机 通用机 3．软、硬件交界面 计算机系统的性能/价格比 4．1 TFLOPS 的计算能力 1 TByte 的主存容量 1 TByte／s 的 I／O 带宽 5．虚拟机 实际机器 6．统一高级语言 模拟 仿真 系列机 7．控制流 数据流 SISD SIMD MI SD MIMD 8．汇编语言程序员 9．任务单一化 操作重叠化 吞吐匹配化 程序多道化 10．指令系统 数据表示 中断系统 存储系统 I/O 系统 11.C 12.D 13.A 14.B 15.A 16.B 17.D 18.A 19. 答： 1）在现有器件的条件下，系统要有较高的性能价格比； 2）不要不合理地限制各种组成、实现技术的采用； 3）硬件的设计要考虑如何为软件提供更好的支持。 20.答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，但是，在性能、价格、实现的难易程度上却是 各不相同的，硬件执行速度快，软件灵活性好。即软件和硬件在物理意义上是不等效的。 第二章 一、概念题 1 自定义数据表示中的两种类型是 。 2 向量数据的三要素 ，并由此可推出 和 。 3 浮点数的基值 rm 可对 有影响。 4 最常用的数据表示是（ ）数据表示。 A. 定点 B. 浮点 C. 向量 D. 自定义 5 浮点数的精度主要由（ ）决定。 A. 基值 rm B. 尾数的位数 C. 补码阶 D. 阶的位数? 6 规格化浮点数的尾数最高一位二进制数（ ）。 A. 一定为 1 B. 一定为 0 C. 任意 D. 不一定为 1 7 在浮点数的下溢处理中，下溢是 。 8 按综合误差从小到大对浮点数下溢处理方法是 。 9 哈夫曼编码的核心是 。 10 对于 RISC 机器( ) A. 指令编码不等长 B. 寻址方式多 C. 不能访问存储器 D.运算类指令只使用寄存器 11. 浮点数的基值 rm 与（ ）无关。 A. 数的表示范围 B. 精度 C. 表示比 e D. 阶的位数 12. 寻址有面向 、 和 等寻址方式。 13. 逻辑地址是指 ，程序在主存中的实际地址称为主存 地址。 14. 基址寻址是对 地址空间到 地址空间变换的支持，以利于实现程序
15.设浮点数尾数为16位原码表示,初值=2FFFH,附加位=1,采用ROM查表法使用尾数 低8位和附加位进行下溢尾数处理的结果为 16.尾数下溢处理中,实现最简单的是() A.截断法 B.舍入法 C.恒置“1”法D.查表舍入法 17.尾数下溢处理中,平均误差可调节到零的是()。 A.截断法 B.舍入法 C.恒置“1”法D.查表舍入法 18.尾数下溢处理中,硬件量最大最复杂的是()。 A.截断法 B.舍入法 C.恒置“1”法D.查表舍入法 是( 19.支持动态地址再定位的寻址方式 A.基址寻址B.间接寻址 C.变址寻址D.直接寻址 20.变址寻址的主要作用是() A.支持程序的动态再定位 B.支持访存地址的越界检查 C.支持向量、数组的运算寻址D.支持操作系统中的进程调度 、计算绘图题 1分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数据。 a00a01 b00b01b02b03 a10a11a12a13 b10b11b12b13 a21a22a23 B=b20 2分别用m=2和8,在不包括符号位在内的p=3,m=3且非负阶、正尾数、规格化条件 下 1)先列出两种rm的规格化浮点数表 2)分别计算m=2和8条件下规格化数的个数,数的表示范围及表示比e 3有数学表达式S=(A+B)*(CD)+EF-(G+H) 1)画出数学表达式的树结构 2)利用后序遍历法写出其逆波兰表达式 3)在堆栈机器上写出其各步的计算过程 4)用HP-3000堆栈指令对逆波兰表达式编程。 4经统计,某机14条指令使用频度分别为001,0.15,0.12,003,0.02,0.04,0.02, 0.04,001,0.13,0.15,0.14,0.11,003,?画 Huffman-A方案的树结构,分别用等 长法,H一A方案,扩展法进行编码,同时说明所用扩展方案的理由,并分别计算各种方案 编码的平均码长 5.某机指令字长16位,每个地址字段有4位,试设计12条三地址指令,62条两地址指令 和31条单地址指令和32条零地址指令,能满足上述要求吗?为什么?如果在保证32条零 地址指令条件下,且无剩余指令编码,将如何调整以满足要求?并将调整后各类指令编码示
的 。 15. 设浮点数尾数为 16 位原码表示，初值=2FFFH，附加位=1，采用 ROM 查表法使用尾数 低 8 位和附加位进行下溢尾数处理的结果为 H。 16. 尾数下溢处理中，实现最简单的是( )。 A．截断法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．查表舍入法 17. 尾数下溢处理中，平均误差可调节到零的是( )。 A．截断法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．查表舍入法 18. 尾数下溢处理中，硬件量最大最复杂的是( )。 A．截断法 B．舍入法 C．恒置“1”法 D．查表舍入法 19. 支持动态地址再定位的寻址方式是( )。 A．基址寻址 B．间接寻址 C．变址寻址 D．直接寻址 20. 变址寻址的主要作用是( )。 A．支持程序的动态再定位 B．支持访存地址的越界检查 C．支持向量、数组的运算寻址 D．支持操作系统中的进程调度 二、计算绘图题 1 分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数据。 a00 a01 a02 a03 b00 b01 b02 b03 a10 a11 a12 a13 b10 b11 b12 b13 A= a20 a21 a22 a23 B= b20 b21 b22 b23 a30 a31 a32 a33 b30 b31 b32 b33 2 分别用 rm =2 和 8，在不包括符号位在内的 p=3，m=3 且非负阶、正尾数、规格化条件 下 1）先列出两种 rm 的规格化浮点数表。 2）分别计算 rm =2 和 8 条件下规格化数的个数，数的表示范围及表示比 e。 3 有数学表达式 S=（A+B）*（C-D）+E/F-（G+H）*I 1） 画出数学表达式的树结构； 2） 利用后序遍历法写出其逆波兰表达式； 3） 在堆栈机器上写出其各步的计算过程； 4） 用 HP-3000 堆栈指令对逆波兰表达式编程。 4 经统计，某机 14 条指令使用频度分别为 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，? 画 Huffman－A 方案的树结构，分别用等 长法，H—A 方案，扩展法进行编码，同时说明所用扩展方案的理由，并分别计算各种方案 编码的平均码长。 5. 某机指令字长 16 位，每个地址字段有 4 位，试设计 12 条三地址指令，62 条两地址指令 和 31 条单地址指令和 32 条零地址指令，能满足上述要求吗？为什么？如果在保证 32 条零 地址指令条件下，且无剩余指令编码，将如何调整以满足要求？并将调整后各类指令编码示
意图画出 参考答案 1.标志符描述符 2.基地址向量长度位移量起始地址有效向量长度 3.数的个数数的范围精度稀密度 4.A5.B6.D 7.指尾数右移过程中丢掉的溢出位 8.查表舍入法、舍入法恒置1法截断法 9.指令使用频度不同时采用不等长编码 10.D11.D 12.寄存器、堆栈或主存 13.程序员编程用的地址物理 14.逻辑物理动态再定位 15. 2FFF 16.A17D18.D19.A20.C 第三章 、概念题 1.总线控制方式的目的是采用何种方法以获取总线的使用权,以大的类型来讲,两大类总 线控制方式是分布式和集中式控制方式 2.集中式总线控制方式有串行链接、独立请求、定时查询和串行链接与独立请求,其中, 速度最快的是独立请求而速度最慢的是串行链接。 3.总线按其用法来分有专用和非专用两类。 4.总线数据宽度()。 A.与总线数相等 B.利用一次总线交换的数据量 C.每次交换相同的数据量D.为总线线数的固定倍数 5.中断系统是由()组成的系统。 A中断源自己 B.所有中断源 C.中断处理程序 D.中断逻辑和中断处理程序 6.程序控制传送方式的主要特点是()。 A.对CPU利用率高 B.有利于外设的速度提高 C.接口电路较简单 D.有利于解放cPU 7.JO系统()。 A.有软件和硬件 B.有接口电路和控制程序 C.由CPU执行入出程序 D由硬件本身执行入出程序 8.具有多级中断的中断源响应的优先级() A.全由CPU控制 B.用户不能控制 C.用户可以控制 D全由硬件决定 9.总线控制方式是() A选用多少条总线B.采用何种办法获取总线的使用权 C.采用何种类型的总线 D.采用源控式与目控式 10.()可称为O系统
意图画出。 参考答案： 1．标志符 描述符 2．基地址 向量长度 位移量 起始地址 有效向量长度 3．数的个数 数的范围 精度 稀密度 4．A 5. B 6. D 7．指尾数右移过程中丢掉的溢出位 8．查表舍入法、 舍入法 恒置 1 法 截断法。 9．指令使用频度不同时 采用不等长编码 10．D 11. D 12．寄存器、堆栈或主存 13．程序员编程用的地址 物理 14．逻辑 物理 动态再定位 15．2FFF 16．A 17.D 18. D 19. A 20. C 第三章 一、概念题 1．总线控制方式的目的是采用何种方法以获取总线的使用权，以大的类型来讲，两大类总 线控制方式是分布式和集中式控制方式。 2．集中式总线控制方式有串行链接、独立请求、定时查询和串行链接与独立请求，其中， 速度最快的是独立请求而速度最慢的是串行链接。 3. 总线按其用法来分有专用和非专用两类。 4．总线数据宽度（ ）。 A．与总线数相等 B. 利用一次总线交换的数据量 C. 每次交换相同的数据量 D. 为总线线数的固定倍数 5．中断系统是由（ ）组成的系统。 A. 中断源自己 B. 所有中断源 C. 中断处理程序 D. 中断逻辑和中断处理程序 6. 程序控制传送方式的主要特点是（ ）。 A. 对 CPU 利用率高 B. 有利于外设的速度提高 C. 接口电路较简单 D. 有利于解放 CPU 7. I/O 系统（ ）。 A. 有软件和硬件 B. 有接口电路和控制程序 C. 由 CPU 执行入出程序 D.由硬件本身执行入出程序 8. 具有多级中断的中断源响应的优先级（ ） A. 全由 CPU 控制 B. 用户不能控制 C. 用户可以控制 D.全由硬件决定 9. 总线控制方式是（ ） A. 选用多少条总线 B. 采用何种办法获取总线的使用权 C. 采用何种类型的总线 D. 采用源控式与目控式 10.（ ）可称为 I/O 系统
A程序直接控制传递 B.中断系统 C. DMA D通道 11.通道程序由()。 A.通道指令构成 B.O指令构成 C.CPU解释 D.用户组织? 12.通道()。 A.是一个O处理装置 B.是一个O处理电路 C.它不需要中断 D.它不是ⅣO系统 13.数据通路出错引起的中断是()。 A、机器校验中断 B、访管中断 C、外中断 D、程序性中断 14.数据通路宽度是在 里,数据传送的物理宽度。 15.尽管中断响应次序由硬件排队器固定好了,但中断实际处理完的次序是可以通过软件 修改各中断级处理程序的 位,而动态改变。 16.中断系统软硬件功能分配实质是中断 硬件和中断 软件的功能分配 17.中断嵌套时,在处理某级中断中的某个中断处理过程中是不能被中断请求所中断。 18.字节多路通道适用于连接大量_速设备,通道“数据宽度”为 19.数组多路通道适用于连接多台速设备,通道“数据宽度”为 20.选择通道适用于连接多台 速设备,通道“数据宽度”为 21.什么时候产生中断嵌套? 计算绘图题 1.设中断级屏蔽位“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 位设置如下表 中断处理 级屏蔽位 程序级别1 0111 20000 3010 40100 1)当中断响应先后次序为1-2-3-4,其中断处理次序是什么? 2)如果所有的中断处理都各需要3个单位时间,当正在运行主程序时,同时发生2、3 级中断请求,过两个单位时间又同时有1、4级中断请求,试画出中断响应处理时空图 2.在采用统一计数器的集中式定时查询方式中,已知64个部件,要求完成: (1)画出结构示意图 (2)计算所需独立线数 (3)简述工作过程。 3.统有如下所示的通道及子通道流量(KB/S)
A. 程序直接控制传递 B. 中断系统 C. DMA D.通道 11. 通道程序由（ ）。 A. 通道指令构成 B. I/O 指令构成 C. CPU 解释 D. 用户组织? 12. 通道（ ）。 A. 是一个 I/O 处理装置 B. 是一个 I/O 处理电路 C. 它不需要中断 D. 它不是 I/O 系统 13．数据通路出错引起的中断是( )。 A、机器校验中断 B、访管中断 C、外中断 D、程序性中断 14．数据通路宽度是在 里，数据传送的物理宽度。 15．尽管中断响应次序由硬件排队器固定好了，但中断实际处理完的次序是可以通过软件 修改各中断级处理程序的 位，而动态改变。 16．中断系统软硬件功能分配实质是中断 硬件和中断 软件的功能分配。 17．中断嵌套时，在处理某级中断中的某个中断处理过程中是不能被 中断请求所中断。 18．字节多路通道适用于连接大量 速设备，通道“数据宽度”为 。 19．数组多路通道适用于连接多台 速设备，通道“数据宽度”为 。 20．选择通道适用于连接多台 速设备，通道“数据宽度”为 。 21．什么时候产生中断嵌套？ 二、计算绘图题 1. 设中断级屏蔽位“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 位设置如下表： 中断处理 程序级别 级 屏 蔽 位 1 2 3 4 一 0 0 0 0 二 1 0 1 1 三 1 0 0 0 四 1 0 1 0 1)当中断响应先后次序为 1—2—3—4，其中断处理次序是什么？ 2) 如果所有的中断处理都各需要 3 个单位时间，当正在运行主程序时，同时发生 2、3 级中断请求，过两个单位时间又同时有 1、4 级中断请求，试画出中断响应处理时空图 . 2. 在采用统一计数器的集中式定时查询方式中，已知 64 个部件，要求完成： （1）画出结构示意图； （2）计算所需独立线数； （3）简述工作过程。 3. 统有如下所示的通道及子通道流量（KB/S） ：