2025年大學(xué)計(jì)算機(jī)（計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)）試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共40分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填寫在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分，每題給出的選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的)1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次中，最靠近硬件的是（）A.微程序機(jī)器級(jí)B.傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)C.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)D.高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)2.指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（）A.I/O中斷B.機(jī)器校驗(yàn)中斷C.程序性中斷D.外部中斷3.多處理機(jī)上兩個(gè)程序段之間同時(shí)有先讀后寫和先寫后讀兩種數(shù)據(jù)相關(guān)，則這兩個(gè)程序段（）A.可以并行執(zhí)行B.不可能并行C.任何情況均可交換串行D.必須并行執(zhí)行4.以下說(shuō)法正確的是（）A.線性流水線是單功能流水線B.動(dòng)態(tài)流水線是多功能流水線C.靜態(tài)流水線是多功能流水線D.動(dòng)態(tài)流水線只能是單功能流水線5.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)多級(jí)層次中，從下層到上層，各級(jí)相對(duì)順序正確的是（）A.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)B.微程序機(jī)器級(jí)，傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)C.傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)D.匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)6.以下哪種是馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)的基本特點(diǎn)（）A.采用存儲(chǔ)程序方式，指令和數(shù)據(jù)不加區(qū)別混合存儲(chǔ)在同一個(gè)存儲(chǔ)器中B.由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成C.指令由操作碼和地址碼組成D.以上都是7.下列關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.虛擬存儲(chǔ)器利用了程序的局部性原理B.虛擬存儲(chǔ)器的容量等于主存加上Cache的容量C.虛擬存儲(chǔ)器由主存和輔存兩級(jí)組成D.虛擬存儲(chǔ)器可以擴(kuò)大主存的容量8.指令周期是指（）A.CPU從主存取出一條指令的時(shí)間B.CPU執(zhí)行一條指令的時(shí)間C.CPU從主存取出一條指令加上執(zhí)行這條指令的時(shí)間D.時(shí)鐘周期時(shí)間9.多處理機(jī)中，兩個(gè)程序段之間若有先寫后讀的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（）A.可以并行執(zhí)行B.不可能并行C.任何情況均可交換串行D.必須并行執(zhí)行10.流水線的吞吐率是指（）A.單位時(shí)間里流水線所完成的任務(wù)數(shù)或輸出結(jié)果的數(shù)量B.流水線的加速比C.流水線的效率D.流水線的帶寬11.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不包括（）A.主存速度B.機(jī)器工作狀態(tài)C.信息保護(hù)D.數(shù)據(jù)表示12.下列關(guān)于Cache的說(shuō)法，正確的是（）A.Cache是一種高速緩沖存儲(chǔ)器，用于解決CPU和主存之間速度不匹配的問(wèn)題B.Cache的命中率只與Cache的容量有關(guān)C.Cache的地址映象方式只有直接映象和全相聯(lián)映象兩種D.Cache的更新策略只有寫回法一種13.多處理機(jī)的各自獨(dú)立型操作系統(tǒng)（）A.要求管理程序不必是可再入的B.適合于緊耦合多處理機(jī)C.工作負(fù)荷較平衡D.有較高的可靠性14.指令系統(tǒng)中采用不同尋址方式的目的是（）A.提高從內(nèi)存獲取數(shù)據(jù)的速度B.提高從外存獲取數(shù)據(jù)的速度C.降低操作碼的譯碼難度D.擴(kuò)大尋址空間并提高編程靈活性15.靜態(tài)流水線是指（）A.功能不能改變的流水線B.各段之間的連接是固定不變的流水線C.可同時(shí)執(zhí)行多種功能的流水線D.同時(shí)只能完成一種功能的多功能流水線16.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，在（）之間存在并行性A.處理機(jī)與處理機(jī)B.處理機(jī)與主存C.處理機(jī)與I/O設(shè)備D.以上都是17.下列關(guān)于RISC的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.RISC指令系統(tǒng)的指令數(shù)目較少B.RISC指令長(zhǎng)度固定C.RISC機(jī)器的指令格式種類較多D.RISC機(jī)器中采用硬布線邏輯控制18.虛擬存儲(chǔ)器常用的地址映象方式是（）A.全相聯(lián)映象B.直接映象C.組相聯(lián)映象D.以上都是19.多處理機(jī)中，兩個(gè)程序段之間若有先讀后寫的數(shù)據(jù)相關(guān)，則（）A.可以并行執(zhí)行B.不可能并行C.任何情況均可交換串行D.必須并行執(zhí)行20.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的Flynn分類法中，SISD是指（）A.單指令流單數(shù)據(jù)流B.單指令流多數(shù)據(jù)流C.多指令流單數(shù)據(jù)流D.多指令流多數(shù)據(jù)流第II卷（非選擇題共60分）21.簡(jiǎn)答題(總共4題，每題5分，簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題)-簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義。-簡(jiǎn)述指令流水線的工作原理。-簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)原理。-簡(jiǎn)述多處理機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)。22.分析題(總共2題，每題10分，分析以下情況)-某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存容量為16MB，Cache容量為128KB，采用直接映象方式。主存地址為32位，按字節(jié)編址。請(qǐng)分析主存地址如何劃分，以及Cache地址與主存地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系。-一個(gè)具有4級(jí)流水線的處理器，每級(jí)流水線的執(zhí)行時(shí)間分別為10ns、15ns、20ns和15ns。請(qǐng)分析該流水線的最大吞吐率和實(shí)際吞吐率（假設(shè)流水線開始工作后一直處于滿負(fù)荷狀態(tài)）。23.設(shè)計(jì)題(總共1題，每題15分，設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容)設(shè)計(jì)一個(gè)32位的指令系統(tǒng)，要求包含以下幾種指令類型：算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、數(shù)據(jù)傳送指令、控制轉(zhuǎn)移指令。并簡(jiǎn)要說(shuō)明每種指令類型的功能和格式。24.論述題(總共1題，每題20分，論述相關(guān)理論)論述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中并行性的發(fā)展趨勢(shì)，以及如何通過(guò)改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)提高并行性。答案1.A2.C3.B4.A5.B6.D7.B8.C9.B10.A11.A12.A13.D14.D15.D16.D17.C18.D19.A20.A21.-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各個(gè)組成部分的相互連接方式、功能分配以及對(duì)程序員透明的體系結(jié)構(gòu)屬性。-指令流水線是將指令執(zhí)行過(guò)程分為多個(gè)階段，每個(gè)階段由專門的功能部件執(zhí)行，多條指令依次進(jìn)入流水線，在不同階段并行執(zhí)行，提高指令執(zhí)行速度。-虛擬存儲(chǔ)器通過(guò)硬件和軟件的結(jié)合，將主存和輔存統(tǒng)一管理，使得程序可以使用比實(shí)際主存更大的地址空間，當(dāng)訪問(wèn)的地址不在主存時(shí)，通過(guò)地址映象將其映射到輔存，再調(diào)入主存。-多處理機(jī)系統(tǒng)具有多個(gè)處理機(jī)，可同時(shí)處理多個(gè)任務(wù)，提高系統(tǒng)的處理能力和效率；各處理機(jī)之間通過(guò)高速通信網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)資源共享；可擴(kuò)展性強(qiáng)；但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)和管理難度大。22.-主存地址32位，按字節(jié)編址，主存容量16MB=2^24B，Cache容量128KB=2^17B。主存地址劃分：高15位為區(qū)號(hào)，中間7位為組號(hào)，低10位為塊內(nèi)地址。Cache地址與主存地址對(duì)應(yīng)關(guān)系：Cache地址的塊號(hào)對(duì)應(yīng)主存地址的組號(hào)，Cache地址的塊內(nèi)地址對(duì)應(yīng)主存地址的塊內(nèi)地址。-流水線最大吞吐率TPmax=1/max(10ns,15ns,20ns,15ns)=1/20ns=5×10^7條指令/秒。流水線實(shí)際吞吐率TP=1/(10ns+15ns+20ns+15ns)=1/60ns=1.67×10^7條指令/秒。23.-算術(shù)運(yùn)算指令：如ADD（加法）、SUB（減法）等，功能是對(duì)操作數(shù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，格式：操作碼+源操作數(shù)1+源操作數(shù)2+目的操作數(shù)。-邏輯運(yùn)算指令：如AND（與）、OR（或）等，功能是對(duì)操作數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，格式：操作碼+源操作數(shù)1+源操作數(shù)2+目的操作數(shù)。-數(shù)據(jù)傳送指令：如MOV（傳送）等，功能是將源操作數(shù)傳送到目的操作數(shù)，格式：操作碼+源操作數(shù)+目的操作數(shù)。-控制轉(zhuǎn)移指令：如JMP（無(wú)條件跳轉(zhuǎn)）、JZ（條件跳轉(zhuǎn)，結(jié)果為零跳轉(zhuǎn)）等，功能是改變程序執(zhí)行的順序，格式：操作碼+轉(zhuǎn)移地址。24.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中并行性的發(fā)展