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2023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.
从计算机系统执行程序的角度来看，并行性等级最高的是
  • A.指令内部并行
  • B.指令之间并行
  • C.任务或进程之间并行
  • D.作业或程序之间并行

参考答案D

解析作业或程序包含多个任务或进程，任务或进程又包含多条指令，指令还有内部操作。层次越高，并行处理的范围越大，并行性等级越高。作业或程序之间并行涉及的范围最大。答案：D
2.
按指令流和数据流的多倍性对计算机系统分类，相联处理机所属系统为
  • A.SISD系统
  • B.SIMD 系统
  • C.MISD系统
  • D.MIMD 系统

参考答案B

解析相联处理机主要特点是多个处理单元并行工作，但受同一控制部件控制，按同一指令流操作，符合单指令流多数据流（SIMD）的特点。答案：B
3.
浮点数系统使用的阶基rp＝2，阶值位数p＝2，尾数位数m＝4，尾数基值rm＝2时，在非负阶正尾数、规格化的情况下可表示的最大尾数值是
  • A.1/2
  • B.3/4
  • C.7/8
  • D.15/16

参考答案D

解析尾数位数m = 4，尾数基值题目图片，在规格化情况下，对于二进制尾数，规格化形式为0.1xxxx。 要得到最大尾数值，后面m - 1位都取1，即0.1111。 转化为十进制：题目图片。答案：D
4.
在机器指令系统的设计、发展和改进上的途径和方向的种类数为
  • A.2
  • B.3
  • C.4
  • D.5

参考答案A

解析机器指令系统设计发展改进主要有增强原有指令功能和增加新指令，通常可归结为2种途径方向。答案：A
5.
实现中断响应次序的技术是
  • A.随机方法
  • B.排队器硬件
  • C.排队器软件
  • D.频率统计方法

参考答案B

解析实现中断响应次序一般靠硬件排队器来确定先后顺序。随机方法、频率统计方法与中断响应次序确定无关；软件排队器速度慢，效率不如硬件排队器，通常不用于实现中断响应次序。答案：B
6.
采用集中式总线定时查询方式，外部设备数为8时，需要的总线数量是
  • A.3
  • B.4
  • C.5
  • D.6

参考答案C

解析集中式总线定时查询方式中，用于设备地址选择的线数量决定于设备数量。因为题目图片（N是设备数，n是地址线数量），这里N = 8，题目图片，所以需要3根地址线来选择8个外部设备，再加上一根总线忙（BS）线和一根总线请求（BR）线。 总共需要的总线数量为3 + 1+1 = 5根。答案：C
7.
主存中任意一块都可映像装入到Cache中任意一块位置的映像方式是
  • A.直接映像
  • B.块相联映像
  • C.组相联映像
  • D.全相联映像

参考答案D

解析全相联映像允许主存中任意一块装入Cache中任意一块位置。直接映像主存块只能对应Cache特定块；组相联映像是主存块按规则对应Cache的某组内的块；块相联映像说法不准确。答案：D
8.
下列属于局部相关处理方法的是
  • A.猜测法
  • B.延迟转移
  • C.提前形成条件码
  • D.设置相关直接通路

参考答案D

解析局部相关处理方法主要是解决流水线中相邻指令之间的相关问题。 设置相关直接通路是一种典型的局部相关处理方法，它通过在硬件上设置专门的通路，使得前一条指令产生的结果能够直接快速地提供给下一条需要该结果的指令，减少相关带来的流水线停顿。 猜测法通常用于控制相关等情况，不是针对局部数据相关。 延迟转移主要用于控制相关处理，通过将转移指令后面的指令延迟执行来避免流水线断流，不属于局部相关处理。 提前形成条件码更多是为了尽早确定转移方向，主要用于控制相关，而非局部数据相关。答案：D
9.
编号为0，1，…，15的16个处理器，当互连网络函数为PM2（-1），时，8号处理器连接到的处理器的号数是
  • A.6
  • B.7
  • C.8
  • D.9

参考答案A

解析1.首先明确题目图片函数的计算公式：对于编号为i的处理器，经过题目图片互连网络函数后连接到的处理器编号题目图片（k是使得题目图片的最大整数）。2.对于8号处理器，因为题目图片，这里k = 3。3.那么按照公式计算，连接到的处理器编号题目图片，但选项中无此答案，考虑可能出题者的思路是将16个处理器编号看作循环编号（0 - 15循环），8 - 8 = 0相当于16，在0 - 15循环编号体系中16等同于0，题目图片在循环体系下还可写成8 - 8+16 = 8 ，同样无此选项；再看k = 2时，题目图片，j = 8 - 4 = 4，无此选项；当k = 1时，题目图片，j = 8 - 2 = 6。答案：A
10.
通过共享主存实现处理机间通信的计算机系统是
  • A.向量处理机
  • B.标量处理机
  • C.紧耦合多处理机
  • D.松耦合多处理机

参考答案C

解析紧耦合多处理机通过共享主存实现处理机间通信，各处理机之间的耦合度高，共享资源多；向量处理机和标量处理机主要针对数据处理类型，并非处理机间通信方式；松耦合多处理机一般通过消息传递等方式通信，不通过共享主存。答案：C

二、填空题

请输入正确的答案，多个答案中间用分号隔开。

11.
只有二进制机器指令，即传统所讲的______与______直接对应，方可直接被硬件识别和执行。

参考答案机器语言，机器硬件

12.
实现软件移植的主要技术有______、______、模拟和仿真。

参考答案统一高级语言，采用系列机（次序可更改）

13.
用标志符数据表示可能带来的两个问题：增加程序所占用的______空间和降低指令的______。

参考答案主存，执行速度

14.
浮点数尾数下溢处理的主要方法有：______、舍入法、______和查表舍入法。

参考答案截断法，恒置“1”法（次序可更改）

15.
程序员编程用的地址称为______地址，程序在主存中的地址称为______地址。

参考答案逻辑，物理

16.
指令系统的改进是以不删改原有______为前提的，通过增加少量强功能新指令代替常用______，保证软件向后兼容且编制的程序效率更高。

参考答案指令系统，指令串

17.
中断系统的软、硬件功能分配实质上是______程序软件和______硬件的功能分配。

参考答案中断处理，中断响应

18.
I／O系统的I／O处理机方式可分为______方式和______方式。

参考答案通道，外围处理机（次序可更改）

19.
对Cache存储器而言，地址映像就是将每个______按某种规则装入______中。

参考答案主存块，高速缓冲存储器（或Cache）

20.
归约机采用需求驱动，执行的______序列取决于对______的需求。

参考答案操作，数据

三、简答题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

21.
简述软件移植方法中，模拟方法的缺点。

参考答案模拟程序的编制非常复杂和费时；虚拟机的每条机器指令不能直接被宿主机的硬件执行，需要经相应的由多条宿主机机器指令构成的解释程序来解释，使得模拟的运行速度显著降低，实时性变差。

22.
简述设计新的指令系统的一般步骤。

参考答案（1）根据应用，初拟出指令的分类和具体的指令；<br />（2）试编出用该指令系统设计的各种高级语言的编译程序；<br />（3）对各种算法编写大量的测试程序并进行模拟测试，看指令系统的操作码和寻址方式效能是否都比较高；<br />（4）将程序中高频出现的指令串复合改成一条强功能的新指令，即改用硬件方式实现；将频度很低的指令的操作改成用基本的指令组成的指令串来完成，即用软件方式实现。

23.
简述RISC技术的优点。

参考答案（1）简化指令系统设计，适合VLSI实现；<br />（2）提高计算机的执行速度和效率；<br />（3）降低设计成本，提高系统的可靠性；<br />（4）可直接支持高级语言的实现，简化编译程序的设计。<br />（每点2分，任意写出其中3点即满分）

24.
简述总线控制的独立请求方式的优点。

参考答案总线分配速度快，所有部件的总线请求同时送到总线控制器，不用查询；控制器可以使用程序可控的预定方式、自适应方式、循环方式或它们的混合方式灵活确定下一个使用总线的部件；能方便地隔离失效部件的请求。

25.
简述SIMD系统的互连网络设计目标。

参考答案（1）结构不要过分复杂，以降低成本；<br />（2）互连要灵活，以满足算法和应用的需要；<br />（3）处理单元间信息交换所需要的传送步数要尽可能少，以提高速度性能；<br />（4）使用规整单一的基本构件组合而成，或者经多次通过或者经多级连接来实现复杂的互连，使模块性好，以便于用VLSI实现并满足系统的可扩充性。<br />（每点2分，任意写出其中3点即满分）

四、简单应用题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

26.
若计算机共有5级中断，中断响应优先次序为1→2→3→4→5，现要求实际的中断处理次序为3→1→2→4→5。设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位（令“1”对应屏蔽，“0”对应于开放）。

参考答案中断程序的中断屏蔽位设置如表所示。<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193285158080512.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">

27.
通道型I/0系统由一个字节多路通道A（其中包括两个子通道A1和A2）、两个数组多路通道B1和B2及一个选择通道C构成，各通道所接设备和设备的数据传送速率如题27表所示。
题目图片
（1）分别求出各通道应具有多大设计流量，才不丢失信息。
（2）设I/0系统流量占主存流量的1/3时才算流量平衡，则主存流量应达到多少？

参考答案<img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193285388767232.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">

五、综合应用题

主观题不参与评分，请参考答案自行评分。

28.
现设流水线由5段组成，段号k分别为1~5,任务经过流水线总共需要9拍，其预约表如题28表所示。
题目图片
（1）写出延迟禁止表F、冲突向量C；
（2）画出流水线状态转移图；
（3）求出最佳调度方案、最小平均延迟及流水线的最大吞吐率。

参考答案（1）延迟禁止表F＝{1，3，4，8}<br />冲突向量C＝（10001101）<br />（2）流水线状态转移如答28图所示。（5分，错1处扣1分，扣满为止）<br /><img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193285598482432.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;"><br />（3）从状态转移图可看出，最佳调度方案为（2，5）<br />则，最小平均延迟为3.5拍<br />最大吞吐率为：T<sub>pmax</sub>＝1／3.5（任务／拍）

29.
求A1，A2，…， A8的累加和，有如下程序；
S1  A1=A1+A2
S2  A3=A3+A4
S3  A5=A5+A6
S4  A7=A7+A8
S5  A1=A1+A3
S6  A5=A5+A7
S7  A1=A1+A5
写出用 FORK，JOIN语句表示其并行任务的派生和汇合关系的程序，以假想使此程序能在多处理机上运行。

参考答案<img src="https://img.huikao8.com/huixue_img/importSubject/1972193285678174208.png" alt="题目图片" style="max-width:100%;height:auto;vertical-align:middle;">