2016年4月自考计算机系统结构(02325)试题及答案解析.pdf

计算机系统结构是计算机科学中的核心课程，主要研究计算机硬件与软件之间的交互以及系统性能优化。这份2016年4月的自考计算机系统结构试卷主要涵盖了以下几个关键知识点： 1. **模型机器与虚拟机**：题目中提到的“以软件为主实现的机器”，指的是通过软件模拟硬件行为的虚拟机器，它可以是模型机器或模拟机，用于执行特定的计算任务，如运行不同平台的软件。 2. **软件兼容性**：系列机软件兼容性通常指新旧版本之间的兼容性。"向下兼容"意味着新版本软件能运行在旧版本硬件或软件环境下，而"向前兼容"则指旧版本软件能在新版本硬件或软件上运行。题目中提到的正确描述应该是系列机软件必须保证向后兼容，力争向前兼容。 3. **浮点数表示**：浮点数的表示由阶值和尾数组成。题目中提到的浮点数最大阶值是2的p次方减1，因为最高位通常被用作符号位。 4. **主存地址对齐**：为了优化内存访问效率，信息在主存中的地址通常要求是信息宽度的整数倍，这样可以在一个存储周期内访问到所需信息。 5. **存储器带宽**：存储器的最大频宽是指连续访问时的传输速率，而不是瞬时或实际传输速率。 6. **总线控制**：定时查询方式的控制线数量通常与总线上的设备数有关，这里提到的线数是1加对数的上取整。 7. **存储层次**：存储层次设计主要基于CPU速度、主存类型以及程序的局部性原理，以减少访问延迟。 8. **相联存储器**：相联存储器的访问不是基于地址，而是基于内容，这意味着任何内容都可以映射到任何位置。 9. **并行处理**：互联网络在并行向量处理中的作用是连接处理器，以便它们可以同时处理数据。纵横交叉开关是一种常见的实现方式，提供了更灵活的连接。 10. **阵列机**：从指令和数据的多倍性看，阵列机属于单指令流多数据流（SIMD），其中多数据流在同一指令控制下并行处理。 非选择题部分涉及到的知识点包括： 11. **软件实现**：软件功能可以通过硬件或固件来实现，固件介于硬件和软件之间，具有硬件的即时性和软件的可编程性。 12. **指令结构**：指令由操作码和地址码组成，分别指示要执行的操作和操作数的位置。 13. **计算机应用分类**：包括数据处理、信息处理、知识处理和智能处理，这反映了计算机应用从基本的数据操作到高级的人工智能的演进。 14. **浮点数溢出处理**：浮点数下溢的处理对于系统程序员和应用程序员来说通常是透明的，由硬件自动处理。 15. **Cache优化**：Cache的命中率受到容量、块大小、组相联的组数和组内的块数的影响。 16. **并行主存系统**：单体多字、多体单字和多体多字的交叉访问设计可以提高主存系统的并行读取能力。 17. **中断系统**：中断处理分为硬件响应和软件处理两部分，它们共同协作完成中断处理。 18. **页式存储管理**：将主存和程序空间划分为固定大小的页，便于地址映射和存储分配。 19. **数据相关性**：主存空间数据相关涉及指令执行顺序，如先写后读可能导致的问题。 20. **二维数组存储**：错位存放可以并行访问行或列，但可能导致主对角线上的访问冲突。 简答题部分涉及了指令字格式优化的策略（如操作码编码、寻址方式、地址字段组合）和数据表示的原则（效率和信息量减少）。这些知识点是计算机系统结构学习的核心，旨在理解和设计高效、兼容的计算机系统。