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2024年04月高等教育自学考试《02325计算机系统结构》试题

02325计算机系统结构 / 历年真题　共 29 题　更新于 2026-09-28

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。

1.
下列属于总线标准的是
  • A.吞吐率
  • B.速率
  • C.流量
  • D.电气

参考答案D

解析总线标准一般包含机械、电气、功能、时间等方面标准。吞吐率、速率、流量都主要是衡量数据传输相关的指标，并非总线标准范畴。电气属于总线标准规定的一个方面。答案：D
2.
“一次重叠”中消除“指令相关”,下列方法中最佳的是
  • A.不准在程序执行过程中修改指令
  • B.增设相关专用通路
  • C.推后下一条指令的执行
  • D.推后下一条指令的分析

参考答案A

解析在“一次重叠”中，不准在程序执行过程中修改指令可有效避免指令相关问题，这种方式简单直接且能从根源上防止相关问题产生。而增设专用通路、推后指令执行或分析更多是应对数据相关等其他情况，对消除指令相关并非最佳。答案：A
3.
在流水处理机中，与流水线最大吞吐率高低有关的是
  • A.各子过程的时间
  • B.最快子过程的时间
  • C.最慢子过程的时间
  • D.最后子过程的时间

参考答案C

解析流水线最大吞吐率取决于流水线中最慢的子过程，因为最慢子过程会限制整体的处理速度。答案：C
4.
在主存设计上，属于计算机系统结构应考虑的内容是
  • A.频宽的确定
  • B.采用多体交叉还是单体交叉存储器
  • C.容量和编址方式
  • D.采用MOS还是TTL

参考答案C

解析计算机系统结构主要研究计算机系统的外特性，即计算机系统中各层次界面的定义及其上下的功能分配。 容量和编址方式属于计算机系统结构层面的内容，它对程序员是可见的，影响到软件的编写和程序的运行。 频宽的确定、采用多体交叉还是单体交叉存储器、采用MOS还是TTL这些更多涉及计算机组成原理或实现技术等方面，对程序员相对透明。答案：C
5.
在16个处理器中，用单级立方体互连函数Cube,可与7号处理器相连的处理器号是
  • A.0
  • B.10
  • C.12
  • D.15

参考答案D

解析单级立方体互连函数Cube题目图片（i表示二进制位序号），对于有n个处理器（题目图片），其原理是将处理器编号的二进制表示中第i位取反来得到相连处理器编号。这里n = 16，则k = 4，7的二进制表示为0111。 单级立方体互连函数Cube通常指Cube题目图片，将0111的最低位取反，得到0110，0110转换为十进制是6；但一般也会考虑Cube题目图片，0111次低位取反得0011，转换为十进制是3；考虑Cube题目图片，0111第三位取反得1111，转换为十进制是15；考虑Cube题目图片，0111最高位取反得1111（同样是15） 。答案：D
6.
Cache存储器设计中的重要问题是采用什么样的取算法可以提高
  • A.容量
  • B.速度
  • C.价格
  • D.命中率

参考答案D

解析Cache存储器旨在提高CPU访问数据的速度，而取算法的关键作用是提升Cache命中CPU所需数据的概率，即命中率，命中率提高能更好发挥Cache加速作用。容量、价格并非取算法主要影响因素，Cache本身速度主要由硬件特性决定，非取算法主导。答案：D
7.
由于掉电引起的中断是
  • A.程序性中断
  • B.机器校验中断
  • C.外中断
  • D.访管中断

参考答案B

解析掉电属于硬件故障导致的中断，机器校验中断通常与硬件故障相关。程序性中断多由程序执行错误等程序方面问题引发；外中断一般指来自外部设备的中断，和掉电这种硬件故障关联不大；访管中断是用户程序主动请求操作系统服务引发的中断。所以掉电引起的中断是机器校验中断。答案：B
8.
从计算机系统结构上讲，机器语言程序员能看到的机器属性是
  • A.计算机硬件的全部组成
  • B.计算机各部件的硬件实现
  • C.编程要用到的硬件组织
  • D.计算机软件所要完成的功能

参考答案C

解析机器语言程序员主要关注编程时涉及的硬件组织，如寄存器、指令系统等，并非计算机硬件的全部组成及各部件硬件实现细节，软件功能也不是机器语言程序员从系统结构角度能看到的机器属性。答案：C
9.
能够被硬件识别并执行的程序是
  • A.微指令程序
  • B.高级语言程序
  • C.汇编语言程序
  • D.人工智能语言程序

参考答案A

解析微指令程序是直接由硬件识别并执行的，高级语言程序、汇编语言程序、人工智能语言程序都需要经过翻译等处理才能被硬件执行。答案：A
10.
ILLIA CIV是一种
  • A.阵列处理机
  • B.超标量处理机
  • C.流水线处理机
  • D.多处理机

参考答案A

解析ILLIAC IV是典型的阵列处理机，它将大量处理单元按一定方式排列成阵列，共同对数据进行并行处理。答案选A。

二、填空题

请输入正确的答案，多个答案中间用分号隔开。

11.
标量流水线处理机解决全局相关问题的方法包括______、加快和提前形成条件码、______和加快短循环程序的处理。

参考答案猜测法，延迟转移（顺序可更改）<br />解析：标量流水线处理机解决全局相关问题的方法包括猜测法、加快和提前形成条件码、 延迟转换和加快短循环程序的处理。

12.
CRAY-1向量处理机有一个显著特点是只要不出现______冲突和______冲突，均可使有数据相关的向量指令能在大部分时间并行执行。

参考答案功能部件使用，源寄存器（顺序可更改）<br />解析：CRAY-1向量处理机有一个显著特点是只要不出现功能部件使用冲突和源寄存器冲突，均可使 有数据相关的向量指令能在大部分时间并行执行。

13.
总线按在系统中的位置分______级、板级和______级。

参考答案芯片，系统<br />解析：总线按在系统中的位置分芯片级、板级和系统级。

14.
计算机系统结构是对计算机系统中______的定义及其上下的______分配。

参考答案各级界面，功能（顺序不能更改）<br />解析：计算机系统结构是对计算机系统中各级界面的定义及其上下的功能分配。

15.
任务粒度的大小会影响多处理机的性能，对于处理机之间通信较少的应用程序宜用______处理，而要求冗长的计算宜用______处理。（注：填“粗粒度”或“细粒度”）

参考答案细粒度，粗粒度（顺序不能更改）<br />解析：任务粒度的大小会影响多处理机的性能，对于处理机之间通信较少的应用程序宜用细粒度处理，而要求冗长的计算宜用粗粒度处理。（注：填“粗粒度”或“细粒度”）

16.
阵列处理机的两种构形的主要差别在于______的组成方式和______的作用不同。

参考答案存储器，互连网络（顺序不能更改）<br />解析：阵列处理机的两种构形的主要差别在于存储器的组成方式和互连网络的作用不同。

17.
指令系统的设计包括指令______和指令______的设计。

参考答案功能，格式（顺序不能更改）.<br />解析：指令系统的设计包括指令功能和指令格式的设计。

18.
构成计算机系统的多个处理机之间的流水称为______流水，处理机的各部件之间的流水则称为______流水。

参考答案系统级（或宏），处理机级（顺序不能更改）<br />解析：构成计算机系统的多个处理机之间的流水称为系统级（宏）流水，处理机的各部件之间的 流水则称为处理机级流水。

19.
根据机器内部对函数表达式所用不同的存储方式划分，归约机的归约方式可以分为______和______两类。

参考答案串归约，图归约（顺序可更改）<br />解析：根据机器内部对函数表达式所用不同的存储方式划分，归约机的归约方式可以分为串归约和图归约两类

20.
中断响应次序是用______硬件实现，中断处理次序可以通过设置的______寄存器的值加以改变。

参考答案排队器，中断级屏蔽位（顺序不能更改）<br />解析：中断响应次序是用排队器硬件实现，中断处理次序可以通过设置的中断级屏蔽位寄存器的值加以改变。

三、简答题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

21.
简述阵列处理机与流水线处理机的区别。

参考答案（1）阵列处理机利用的是资源重复，流水线处理机利用的是时间重叠;<br />（2）阵列处理机利用的是并行性中的同时性，流水线处理机利用的是并行性中的并发性;<br />（3）阵列处理机使用简单、规整的互连网络来确定处理单元之间的连接，流水线处理机的功能部件一般比较固定。

22.
简述中断系统的作用。

参考答案中断系统的作用是对程序的监视和跟踪、人机联系、故障处理、多道程序和分时处理、实时处理、目态程序和操作系统的联系、I/O处理、多处理机系统中各机的联系等。（6分，以上8点任写6点即可得6分）。

23.
简述多处理机的概念并根据硬件构形不同写出多处理机的两种类型。

参考答案多处理机是指有两台以上的处理机，共享I/O子系统，机间经共享主存或高速通信网络通信，在统一操作系统控制下，协同求解大而复杂问题的计算机系统。根据硬件构形不同，多处理机可分紧耦合和松耦合两种。

24.
简述设计多处理机的目的。

参考答案设计多处理机的目的：<br />（1）通过多台处理机对多个作业、任务进行并行执行来提高解题速度，从而提高系统的整体性能;<br />（2）使用冗余的多个处理机通过重新组织来提高系统的可靠性、适应性和可用性。

25.
简述多处理机并行任务派生FORK的表述形式和含义（以M.E.Conway提出的形式进行说明）。

参考答案多处理机并行任务派生FORK语句的形式为FORKm，其中m为新进程开始的标号;执行FORKm语句时，派生出标号为m开始的新进程，具体为：准备好这个新进程启动和执行所必需的信息;如果是共享主存，则产生存储器指针、映像函数和访问权数据;将空闲的处理机分配给派生的新进程，如果没有空闲处理机，则让他们排队等待;继续在原处理机上执行FORK语句的原进程。

四、简单应用题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

26.
有10台外设，各设备要求传送信息的工作速率如题26表所示。
题目图片
现设计的通道在数据传送期，每选择一次设备需2μs,每传送一个字节数据需要0.5μs。若用作字节多路通道，则：
（1）通道工作时的最高流量是多少?
（2）如果希望同时不少于5台设备挂在此通道上，最好多挂一些，且高速设备尽量多挂一些，请问应选哪些设备挂在此通道上?为什么?
（3）如果定长块大小为512B,求通道工作时的最高流量。
（4）请问应选哪些设备挂在此通道上?为什么?

参考答案<img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193248093016064.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">

27.
实现8个处理单元互连的PM2I单级网络，要求：
（1）写出所有单级PM2I互连函数的一般式。
（2）5号处理单元用PM2I单级网络可将数据直接传送到哪些处理单元上?
（3）该PM2I单级网络中两个处理单元的最大距离是多少?

参考答案（1）该PM2I单级网络共有5种不同的互连函数。<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193248193679360.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />（2）5号处理单元可直接将数据送到1、3、4、6、7号处理单元上。<br />（3）该PM2I单级网络中两个处理单元的最大距离是4。

五、综合应用题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

28.
题目图片
（1）试用FORK、JOIN语句将其改写成可在多处理机上并行执行的程序。
（2）画出该程序在2台处理机的系统上运行的时间关系示意图。

参考答案解：（1）改写的并行程序为<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193248319508480.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />（2）在2台处理机的系统上运行的时间关系图如答28图所示。<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193248361451520.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">

29.
若计算机有4级中断，中断响应的优先次序为1→2→3→4。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题29表所示。
题目图片
（1）求中断处理次序。
（2）如果所有的中断处理各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对于中断处理时间少得多。当计算机正在运行用户程序时，同时发生第3、4级中断请求，过两个单位时间后，又发生第2级中断请求，再过两个单位时间后，发生第1级中断请求。画出程序运行过程示意图。

参考答案（1）中断处理次序为1→2→4→3。<br />（2）程序运行过程示意图如答29图所示。在该图中，粗短线表示交换程序状态字的时间。（8分，每错一处扣1分，扣满8分为止）<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193248483086336.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">