2025年04月高等教育自学考试《02325计算机系统结构》试题
一、单选题
下列每小题的选项中，只有一项是最符合题意的正确答案，多选、错选或不选均不得分。
参考答案A
增大时，在尾数位数一定的情况下，能表示的数的个数减少，可表示的数变得更稀疏，这会导致运算中的精度损失减少。 但同时，由于数变得稀疏，对于相同的尾数表示范围，相对误差会增大，即表示的精度降低。答案：A参考答案D
参考答案D
参考答案C
参考答案C
。2.然后根据Cube₃函数规则： 交换第3位（从右往左第3位，这里是1），得到新二进制数。原二进制数
交换第3位后变为
。 再将 转化为十进制，
。 所以13号处理器连接到的处理器号数是5号。答案：C参考答案B
参考答案C
参考答案A
且规格化的浮点数，其尾数形式为
（x为0或1）。 当尾数位数m = 4时，最小的非负规格化尾数就是0.1000。2.将二进制尾数转换为十进制： 二进制数0.1000转换为十进制，根据二进制小数转换公式
（这里
）。 则
。答案：A参考答案D
参考答案A
二、填空题
请输入正确的答案，多个答案中间用分号隔开。
参考答案直连,交换（顺序可更改）
参考答案效率,并行度
参考答案数组多路通道,选择通道（顺序可更改）
参考答案FIFO（先进先出）,LRU（或近期最少使用）（顺序可更改）
参考答案高级语言,操作系统（次序可更改）
参考答案数值,非数值
参考答案指令流,数据流（顺序可更改）
参考答案部件级流水,处理机级流水
参考答案同构型,异构型（顺序可更改）
参考答案由上而下（或由顶向底）,由下而上（或由底向顶）（顺序可更改）
三、简答题
主观题不参与评分，请参考答案自行评分。
参考答案（1）归约机应当是面向函数式语言,或以函数式语言为机器语言的非Neumann型机器;<br />（2）具有大容量物理存储器并采用大虚存容量的虚拟存储器,具备高效的动态存储分配和管理的软、硬件支持;<br />（3）处理部分应当是一种有多个处理器或多个处理机并行的结构形式;<br />（4）采用适合于函数式程序运行的多处理器（机）互连的结构,最好采用树形方式的互连结构或多层次复合的互连结构形式;<br />（5）尽量把运行各种的结点机紧靠该进程所需用的数据安排, 并使运行时需相互通信的进程所占用的处理机也靠近,让各处理机的负荷平衡。
参考答案（1）超标量处理机是利用资源重复, 设置多个执行部件寄存器堆端口;<br />（2）超流水处理机是着重开发时间并行, 在公共的硬件上采用较短的时钟周期, 深度流水来提高速度, 需使用高速的时钟机制来实现。
参考答案阻塞式网络产生阻塞的原因是组成互连网络的开关状态数不够多。<br />解决方法是:可以采用循环多级网络的方法来处理,在互连网络的输出端设置锁存器,使数据在时间上顺序通行两次。 将 \（log _{2} ~N\） 级的N个入端和N个出端的互连网络和它的逆网络连在一起,省去中间完全重复的一级,得到总级数为 \（2 log _{2} ~N-1\） 级的全排列网络。
参考答案以软件为基础实现多 Cache 的一致性的处理方法的优点是可以降低硬件的复杂性,降低对互连网络通信量的要求,因而性价比较高;<br />其缺点是软件的可靠性及编译程序的编写困难。<br />应用场合是处理机数较多的多处理机系统上。
参考答案（1）确定指令系统时,只选择使用频度很高的指令,再增加少量能有效支持操作系统、高级语言实现及其他功能的指令;<br />（2）减少指令系统所用寻址方式种类;<br />（3）让所有指令都在一个机器周期内完成;<br />（4）扩大通用寄存器数,尽量减少访存;<br />（5）大多数指令都用硬联控制实现,少数指令用微程序实现;<br />（6）通过精简指令和优化设计编译程序,简单有效地支持高级语言。
四、简单应用题
主观题不参与评分，请参考答案自行评分。
（1）最小阶值;
（2）最大阶值;
（3）阶的个数;
（4）最大尾数值;
（5）可表示的最小值;
（6）可表示的最大值;
（7）可表示数的个数。
参考答案依题意 \（p=4\） , \（r_{m}=8\） , \（m=15\） 则 \（m'=m /[log _{2} r_{m}]=5\） <br />（1）最小阶值:0<br />（2）最大阶值: \（2^{p}-1=2^{4}-1=15\） <br />（3）阶的个数: \（2^{p}=16\） <br />（4）最大尾数值: \（1-r_{m}^{-m'}=1-8^{-5}\） <br />（5）可表示的最小值: \（r_{m}^{-1}=8^{-1}=1 / 8\） <br />（6）可表示的最大值: \（r_{m}^{2 p-1} \cdot（1-r_{m}^{-m'}）=8^{15} \times（1-8^{-5}）\） <br />（7）可表示的数的个数: \（2^{p} \cdot r_{m}^{m'}（1-\frac{1}{r_{m}}）=7 ×2^{6}\）
（1）设计合理的算法,使得完成计算的时间最少。
（2）画出流水线完成该计算的时空图,并求出计算时间。
参考答案（1）解题算法为 \（（a_{1} ×b_{1}+a_{2} ×b_{2}）+（a_{3} ×b_{3}+a_{4} ×b_{4}）\） <br />（2）完成该运算的时空图如答 27图所示。（7分,每错一处扣1分,扣满7分为止）<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193224827211776.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />计算时间为14Δt ｡
五、综合应用题
主观题不参与评分，请参考答案自行评分。
（1）写出延迟禁止表,冲突向量。
（2）画出流水线状态转移图。
（3）求出最小平均间隔拍数及其最佳调度方案。
参考答案（1）延迟禁止表 \（F={1,5}\） ,冲突向量 \（C=（10001）\） ;<br />（2）流水线状态转移图如答 28图;（3分,错1处扣1分,扣满为止）<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193225062092800.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />（3）各种调度方案的平均间隔拍数如答 28 表所示。（3分,错1处扣1分,扣满为止）<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193225133395968.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />从答 28 表可得最小平均间隔拍数2,最佳调度方案为每隔2拍送一条指令。
\（C = A * B\）
\（D = A + B\）
\（G = E * C\）
\（H = F + D\）
\（I = G + H\）
（1） 利用FORK、JOIN语句将其改写成可在多处理机上并行执行的程序。
（2） 假设乘法运算时间比加法运算时间长,画出该程序在有两台处理机的系统上运行的时间关系图。
参考答案（1）改写后的程序为:（5分,每错一处扣1分,扣满5分为止）<br />FORK 20<br />10 C=A*B<br />JOIN 2<br />GOTO 30<br />20 D=A+B<br />JOIN 2<br />30 FORK 50<br />40 G=E*C<br />JOIN 2<br />GOTO 60<br />50 H=F+D<br />JOIN 2<br />60 I=G+H<br />（2）在两台处理机的系统上运行的时间关系图如答29 图所示。（5分,每错一处扣1分,扣满5分为止） <img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193225213087744.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">