2025年大學(xué)大四（計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合測(cè)試試題及答案

（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）答題要求：每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案的序號(hào)填在括號(hào)內(nèi)。(總共20題，每題2分)1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu)中，由下至上的正確順序是（）A.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)、高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)B.高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、傳統(tǒng)機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、微程序機(jī)器級(jí)C.微程序機(jī)器級(jí)、匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)、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)D.高級(jí)語(yǔ)言機(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)、微程序機(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.程序性中斷B.外部中斷C.輸入輸出中斷D.訪管中斷3.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4.計(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言是（）A.專屬軟件范疇，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)B.分屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)層次C.屬于用以建立一個(gè)用戶的應(yīng)用環(huán)境D.屬于符號(hào)化的機(jī)器指令5.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6.下列說法中正確的是（）A.不同系列的計(jì)算機(jī)具有相同的機(jī)器語(yǔ)言B.同一系列的計(jì)算機(jī)具有不同的機(jī)器語(yǔ)言C.機(jī)器語(yǔ)言是由一串二進(jìn)制數(shù)0、1組成的D.機(jī)器語(yǔ)言是由計(jì)算機(jī)硬件提供的指令系統(tǒng)7.并行處理機(jī)有16個(gè)處理單元，編號(hào)為0~15，采用單級(jí)Cube3網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，與13號(hào)處理單元相連的處理單元的編號(hào)是（）A.14B.1lC.7D.58.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中主存一輔存存儲(chǔ)層次或Cache一主存存儲(chǔ)層次常用的替換算法是（）A.隨機(jī)算法B.近期最少使用算法C.先進(jìn)后出算法D.OPT算法9.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)10.對(duì)系統(tǒng)程序員不透明的應(yīng)當(dāng)是（）A.Cache存儲(chǔ)器B.系列機(jī)各檔不同的數(shù)據(jù)通路寬度C.指令緩沖寄存器D.虛擬存儲(chǔ)器11.與全相聯(lián)映象相比，組相聯(lián)映象的優(yōu)點(diǎn)是（）A.成本低B.塊沖突概率低C.命中率高D.主存利用率高12.輸入輸出系統(tǒng)硬件的功能對(duì)（）是透明的。A.操作系統(tǒng)程序員B.應(yīng)用程序員C.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員D.機(jī)器語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)員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.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想中，較好地解決軟件和硬件功能分配的是（）A.由上往下設(shè)計(jì)B.由下往上設(shè)計(jì)C.層次設(shè)計(jì)D.由中間開始設(shè)計(jì)15.下列關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的說法，正確的是（）A.虛擬存儲(chǔ)器是提高計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的設(shè)備B.虛擬存儲(chǔ)器由RAM加上高速緩存組成C.虛擬存儲(chǔ)器的容量等于主存加上Cache的容量D.虛擬存儲(chǔ)器由物理內(nèi)存和硬盤上的虛擬內(nèi)存組成16.指令執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)異常引起的中斷是（）A.程序性中斷B.外部中斷C.輸入輸出中斷D.訪管中斷17.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18.計(jì)算機(jī)使用的語(yǔ)言是（）A.專屬軟件范疇，與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)B.分屬于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)各個(gè)層次C.屬于用以建立一個(gè)用戶的應(yīng)用環(huán)境D.屬于符號(hào)化的機(jī)器指令19.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20.下列說法中正確的是（）A.不同系列的計(jì)算機(jī)具有相同的機(jī)器語(yǔ)言B.同一系列的計(jì)算機(jī)具有不同的機(jī)器語(yǔ)言C.機(jī)器語(yǔ)言是由一串二進(jìn)制數(shù)0、1組成的D.機(jī)器語(yǔ)言是由計(jì)算機(jī)硬件提供的指令系統(tǒng)第II卷（非選擇題共60分）21.（10分）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的定義以及研究的主要內(nèi)容。22.（10分）比較直接映象、全相聯(lián)映象和組相聯(lián)映象的優(yōu)缺點(diǎn)。23.（15分）材料：某計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用層次化存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，包括高速緩存（Cache）、主存和輔存。Cache命中率為90%，訪問Cache的時(shí)間為10ns，訪問主存的時(shí)間為100ns，主存與輔存之間的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間為1000ns。當(dāng)Cache未命中時(shí)，需要從主存讀取數(shù)據(jù)并更新Cache。問題：計(jì)算該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的平均訪問時(shí)間。24.（15分）材料：在多處理機(jī)系統(tǒng)中，有兩個(gè)程序段P1和P2，它們之間存在數(shù)據(jù)相關(guān)。P1中有語(yǔ)句S1：A=B+C；P2中有語(yǔ)句S2：D=AE。問題：分析這兩個(gè)程序段并行執(zhí)行時(shí)可能出現(xiàn)的問題，并提出解決方法。25.（10分）簡(jiǎn)述虛擬存儲(chǔ)器的工作原理及其實(shí)現(xiàn)的主要技術(shù)。答案：1.A2.A3.B4.B5.A6.C7.B8.B9.B10.D11.A12.B13.D14.D15.D16.A17.B18.B19.A20.C21.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)外呈現(xiàn)的特性等。研究的主要內(nèi)容包括數(shù)據(jù)表示、尋址方式、指令系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、機(jī)器工作狀態(tài)等方面。22.直接映象優(yōu)點(diǎn)是地址變換簡(jiǎn)單，速度快；缺點(diǎn)是塊沖突概率高。全相聯(lián)映象優(yōu)點(diǎn)是塊沖突概率低，Cache利用率高；缺點(diǎn)是地址變換復(fù)雜，速度慢。組相聯(lián)映象結(jié)合了兩者優(yōu)點(diǎn)，地址變換較簡(jiǎn)單，塊沖突概率適中。23.平均訪問時(shí)間=命中時(shí)訪問時(shí)間×命中率+未命中時(shí)訪問時(shí)間×（1-命中率）。未命中時(shí)訪問時(shí)間=訪問主存時(shí)間+更新Cache時(shí)間（這里假設(shè)更新Cache時(shí)間忽略不計(jì)）。所以平均訪問時(shí)間=10ns×90%+100ns×(1-90%)=19ns。24.可能出現(xiàn)的問題：由于數(shù)據(jù)相關(guān)，P2執(zhí)行時(shí)可能讀取到P1未寫完的A值，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤。解決方法：可以通過設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖，在P1寫完A后通知P2讀??；或者采用同步機(jī)制，使P2在P1