Bài Tập, Đề Thi Trắc Nghiệm Online – Môn Kiến Trúc Máy Tính – Đề 10

Câu 1: Xét một hệ thống máy tính sử dụng bộ nhớ cache L1 và L2. Điều gì xảy ra khi CPU cần dữ liệu và dữ liệu đó không có trong cả cache L1 và L2?

• A. CPU sẽ ngừng hoạt động cho đến khi dữ liệu được đưa vào cache L1.
• B. Dữ liệu sẽ được tìm kiếm trong cache L3 (nếu có) trước khi truy cập bộ nhớ chính.
• C. Hệ thống sẽ báo lỗi "page fault" và yêu cầu hệ điều hành can thiệp.
• D. CPU sẽ truy cập bộ nhớ chính để lấy dữ liệu, sau đó dữ liệu có thể được đưa vào cả cache L1 và L2.

Câu 2: Trong kiến trúc Von Neumann, điều gì là đặc trưng cơ bản nhất?

• A. Sử dụng nhiều bộ xử lý trung tâm (CPU).
• B. Sử dụng chung một không gian bộ nhớ duy nhất cho cả dữ liệu và chương trình.
• C. Bộ nhớ được phân chia thành các khối có kích thước cố định.
• D. Dữ liệu và chương trình được lưu trữ riêng biệt trong các bộ nhớ khác nhau.

Câu 3: Pipeline (ống dẫn lệnh) trong CPU giúp tăng hiệu năng bằng cách nào?

• A. Giảm độ trễ của từng lệnh riêng lẻ.
• B. Tăng tốc độ xung nhịp của CPU.
• C. Cho phép nhiều giai đoạn khác nhau của các lệnh khác nhau được thực hiện đồng thời.
• D. Đơn giản hóa bộ giải mã lệnh.

Câu 4: Điều gì là vai trò chính của bộ phận "Control Unit" (Khối Điều khiển) trong CPU?

• A. Điều phối và kiểm soát hoạt động của tất cả các thành phần khác trong CPU để thực hiện lệnh.
• B. Thực hiện các phép tính số học và logic.
• C. Lưu trữ tạm thời dữ liệu và lệnh đang được xử lý.
• D. Truy xuất lệnh từ bộ nhớ.

Câu 5: Xét một hệ thống bộ nhớ ảo. Khi một chương trình cố gắng truy cập một địa chỉ bộ nhớ ảo không được ánh xạ tới bộ nhớ vật lý, điều gì xảy ra?

• A. Chương trình sẽ tiếp tục thực thi với dữ liệu từ bộ nhớ cache.
• B. Một "page fault" xảy ra, hệ điều hành phải can thiệp để tải trang dữ liệu cần thiết từ bộ nhớ thứ cấp (ví dụ: ổ cứng) vào bộ nhớ chính.
• C. CPU sẽ tự động tìm kiếm dữ liệu trong các khu vực bộ nhớ ảo khác.
• D. Hệ thống sẽ báo lỗi tràn bộ nhớ.

Câu 6: Trong kiến trúc máy tính, thuật ngữ "Instruction Set Architecture" (ISA) đề cập đến điều gì?

• A. Cách các thành phần phần cứng vật lý được kết nối với nhau.
• B. Tốc độ xung nhịp và hiệu năng của CPU.
• C. Tập hợp các lệnh mà CPU có thể hiểu và thực thi, bao gồm định dạng lệnh, chế độ địa chỉ, và các loại dữ liệu.
• D. Kích thước và tốc độ của bộ nhớ cache.

Câu 7: Ưu điểm chính của kiến trúc bộ nhớ cache so với việc chỉ sử dụng bộ nhớ chính là gì?

• A. Giảm thời gian truy cập bộ nhớ trung bình do cache có tốc độ truy cập nhanh hơn và lưu trữ dữ liệu thường xuyên được sử dụng.
• B. Tăng dung lượng bộ nhớ hệ thống.
• C. Giảm chi phí sản xuất bộ nhớ.
• D. Đơn giản hóa thiết kế bộ nhớ.

Câu 8: Phương pháp "Direct Memory Access" (DMA) giúp cải thiện hiệu năng hệ thống như thế nào?

• A. Tăng tốc độ xử lý của CPU.
• B. Tăng dung lượng bộ nhớ chính.
• C. Giảm độ trễ truy cập bộ nhớ cache.
• D. Cho phép các thiết bị ngoại vi truyền dữ liệu trực tiếp đến hoặc từ bộ nhớ chính mà không cần sự can thiệp liên tục của CPU, giải phóng CPU cho các tác vụ khác.

Câu 9: Trong hệ thống BUS của máy tính, BUS địa chỉ (Address Bus) được sử dụng để làm gì?

• A. Truyền dữ liệu giữa CPU và bộ nhớ.
• B. Xác định vị trí bộ nhớ hoặc thiết bị ngoại vi mà CPU muốn truy cập.
• C. Gửi các tín hiệu điều khiển như đọc/ghi.
• D. Cung cấp nguồn điện cho các thành phần.

Câu 10: Điều gì là mục tiêu chính của việc sử dụng bộ nhớ đệm (buffer) trong hoạt động nhập/xuất (I/O)?

• A. Tăng tốc độ xử lý của CPU.
• B. Giảm dung lượng bộ nhớ chính cần thiết.
• C. Giảm sự khác biệt về tốc độ giữa CPU và các thiết bị I/O chậm hơn, cho phép truyền dữ liệu hiệu quả hơn.
• D. Đơn giản hóa việc lập trình I/O.

Câu 11: Trong kiến trúc máy tính, "RISC" là viết tắt của cụm từ nào và đặc trưng của kiến trúc này là gì?

• A. Reduced Instruction Set Computing; Sử dụng tập lệnh phức tạp, nhiều chế độ địa chỉ.
• B. Complex Instruction Set Computing; Sử dụng tập lệnh đơn giản, ít chế độ địa chỉ.
• C. Complex Instruction Set Computing; Sử dụng tập lệnh phức tạp, nhiều chế độ địa chỉ.
• D. Reduced Instruction Set Computing; Sử dụng tập lệnh đơn giản, ít chế độ địa chỉ, tập trung vào tốc độ thực thi lệnh.

Câu 12: Xét một hệ thống với bộ nhớ cache 2-way set associative. Nếu một khối bộ nhớ có thể được đặt vào bất kỳ vị trí nào trong hai vị trí (slot) cụ thể của cache set, điều này giúp cải thiện điều gì so với direct-mapped cache?

• A. Tăng tốc độ truy cập bộ nhớ cache.
• B. Giảm xung đột cache (cache collision) do tăng tính linh hoạt trong việc đặt khối bộ nhớ vào cache.
• C. Tăng dung lượng bộ nhớ cache hiệu dụng.
• D. Đơn giản hóa thiết kế mạch điều khiển cache.

Câu 13: Trong ngữ cảnh của bộ nhớ cache, chính sách "write-back" hoạt động như thế nào?

• A. Mọi thay đổi dữ liệu trong cache đều được ghi ngay lập tức xuống bộ nhớ chính.
• B. Dữ liệu chỉ được ghi vào cache, không bao giờ ghi xuống bộ nhớ chính.
• C. Dữ liệu thay đổi trong cache chỉ được ghi xuống bộ nhớ chính khi khối cache đó cần phải được thay thế (ví dụ, khi cache miss xảy ra và cần chỗ cho khối mới).
• D. Chính sách này không liên quan đến việc ghi dữ liệu, mà chỉ quản lý việc đọc dữ liệu từ cache.

Câu 14: Điều gì KHÔNG phải là lợi ích của việc sử dụng đa luồng (multithreading) trong kiến trúc bộ xử lý?

• A. Tăng thông lượng (throughput) của hệ thống bằng cách tận dụng thời gian chờ của một luồng để thực thi các luồng khác.
• B. Cải thiện khả năng phản hồi của ứng dụng, đặc biệt là các ứng dụng tương tác.
• C. Tận dụng tốt hơn các tài nguyên của bộ xử lý, đặc biệt là trong các hệ thống đa nhân.
• D. Giảm độ phức tạp của thiết kế phần cứng bộ xử lý.

Câu 15: Trong các hệ thống RAID (Redundant Array of Independent Disks), RAID 5 cung cấp khả năng chịu lỗi và cải thiện hiệu suất đọc dữ liệu bằng cách nào?

• A. Phân tán dữ liệu và thông tin chẵn lẻ (parity) trên tất cả các ổ đĩa. Nếu một ổ đĩa bị lỗi, dữ liệu có thể được tái tạo từ thông tin chẵn lẻ trên các ổ đĩa còn lại.
• B. Sao chép toàn bộ dữ liệu trên mỗi ổ đĩa (mirroring).
• C. Chia dữ liệu thành các khối và lưu tuần tự trên các ổ đĩa (striping).
• D. Sử dụng một ổ đĩa dự phòng nóng (hot spare) để thay thế ngay lập tức khi có ổ đĩa bị lỗi.

Câu 16: Xét một CPU với kiến trúc siêu vô hướng (superscalar). Điều gì là đặc trưng chính của kiến trúc này?

• A. Sử dụng một tập lệnh đơn giản (RISC).
• B. Có khả năng thực thi nhiều lệnh đồng thời trong một chu kỳ xung nhịp bằng cách sử dụng nhiều đơn vị thực thi song song.
• C. Sử dụng bộ nhớ cache lớn.
• D. Tối ưu hóa cho việc xử lý đồ họa.

Câu 17: Trong kiến trúc máy tính song song, "Flynn"s Taxonomy" phân loại các kiến trúc dựa trên hai khía cạnh chính nào?

• A. Số lượng CPU và tốc độ xung nhịp.
• B. Kích thước bộ nhớ cache và băng thông bộ nhớ.
• C. Dòng lệnh (Instruction Stream) và Dòng dữ liệu (Data Stream).
• D. Loại bộ nhớ và giao thức kết nối.

Câu 18: Trong kiến trúc máy tính, "Amdahl"s Law" được sử dụng để tính toán điều gì?

• A. Mức tiêu thụ điện năng của CPU.
• B. Độ trễ truy cập bộ nhớ cache.
• C. Tốc độ xung nhịp tối đa của CPU.
• D. Giới hạn tăng tốc tối đa có thể đạt được khi song song hóa một chương trình, dựa trên tỷ lệ phần trăm tuần tự của chương trình đó.

Câu 19: Điều gì là vai trò của "Memory Management Unit" (MMU) trong hệ thống bộ nhớ ảo?

• A. Thực hiện việc ánh xạ địa chỉ ảo (virtual address) sang địa chỉ vật lý (physical address), và quản lý việc bảo vệ bộ nhớ.
• B. Quản lý bộ nhớ cache.
• C. Điều khiển việc truy cập bộ nhớ chính.
• D. Tăng tốc độ truy cập bộ nhớ.

Câu 20: Trong kiến trúc CPU, "branch prediction" (dự đoán rẽ nhánh) là một kỹ thuật được sử dụng để cải thiện hiệu năng của pipeline như thế nào?

• A. Giảm độ trễ của từng lệnh.
• B. Giảm số lần pipeline bị dừng (pipeline stall) do các lệnh rẽ nhánh, bằng cách dự đoán hướng rẽ nhánh và nạp lệnh trước.
• C. Tăng tốc độ xung nhịp của CPU.
• D. Đơn giản hóa bộ giải mã lệnh.

Câu 21: Giả sử bạn có một hệ thống bộ nhớ cache direct-mapped với 16 dòng cache và kích thước khối cache là 4 byte. Địa chỉ bộ nhớ 0x23 (hệ thập lục phân) sẽ được ánh xạ vào dòng cache nào?

• A. Dòng 1
• B. Dòng 2
• C. Dòng 3
• D. Dòng 4

Câu 22: Trong kiến trúc máy tính, "cache coherence" (tính nhất quán cache) là vấn đề gì và tại sao nó quan trọng trong các hệ thống đa bộ xử lý?

• A. Vấn đề về tốc độ truy cập cache chậm khi có nhiều bộ xử lý.
• B. Vấn đề về việc cache bị đầy và cần phải thay thế dữ liệu.
• C. Vấn đề về việc dữ liệu trong cache bị lỗi do nhiễu điện từ.
• D. Vấn đề xảy ra khi nhiều bộ xử lý có cache riêng và cùng chia sẻ bộ nhớ chính. Nếu một bộ xử lý thay đổi dữ liệu trong cache của nó, các cache khác có thể chứa dữ liệu cũ, dẫn đến sự không nhất quán. Cache coherence đảm bảo dữ liệu nhất quán trên tất cả các cache.

Câu 23: Điều gì là động lực chính thúc đẩy sự phát triển của kiến trúc máy tính hướng tới tính song song ngày càng cao?

• A. Giảm chi phí sản xuất chip.
• B. Nhu cầu ngày càng tăng về hiệu năng tính toán cao hơn để giải quyết các bài toán phức tạp và chạy các ứng dụng đòi hỏi nhiều tài nguyên, trong khi tốc độ xung nhịp của bộ xử lý đơn nhân đã đạt đến giới hạn vật lý.
• C. Đơn giản hóa thiết kế phần cứng.
• D. Giảm mức tiêu thụ điện năng của máy tính.

Câu 24: Trong kiến trúc bộ nhớ, "locality of reference" (tính cục bộ tham chiếu) là nguyên tắc cơ bản cho phép bộ nhớ cache hoạt động hiệu quả. Tính cục bộ tham chiếu bao gồm hai dạng chính nào?

• A. Tính cục bộ về thời gian (temporal locality) và tính cục bộ về không gian (spatial locality).
• B. Tính cục bộ về dữ liệu (data locality) và tính cục bộ về lệnh (instruction locality).
• C. Tính cục bộ cấp trang (page locality) và tính cục bộ cấp khối (block locality).
• D. Tính cục bộ đọc (read locality) và tính cục bộ ghi (write locality).

Câu 25: Xét một hệ thống sử dụng bộ nhớ chính 64-bit addressable. Nếu kích thước trang bộ nhớ ảo là 4KB, hỏi cần bao nhiêu bit để biểu diễn offset trong một trang?

• A. 10 bits
• B. 12 bits
• C. 16 bits
• D. 20 bits

Câu 26: Trong kiến trúc máy tính, "system call" (lời gọi hệ thống) là gì và tại sao chúng cần thiết?

• A. Một loại lệnh đặc biệt để tăng tốc độ xử lý của CPU.
• B. Một cơ chế bảo vệ bộ nhớ khỏi các truy cập trái phép.
• C. Một giao diện lập trình cho phép các chương trình người dùng yêu cầu các dịch vụ từ hệ điều hành (kernel), như thao tác file, quản lý tiến trình, và giao tiếp mạng. Chúng cần thiết vì các thao tác này thường yêu cầu quyền đặc quyền mà chương trình người dùng thông thường không có.
• D. Một phương pháp để quản lý bộ nhớ cache hiệu quả hơn.

Câu 27: Điều gì KHÔNG phải là một kiểu bộ nhớ chính (main memory) thường được sử dụng trong máy tính?

• A. DRAM (Dynamic Random Access Memory)
• B. SRAM (Static Random Access Memory)
• C. ROM (Read-Only Memory)
• D. SSD (Solid State Drive)

Câu 28: Trong kiến trúc máy tính, "interrupt" (ngắt) là cơ chế cho phép điều gì?

• A. CPU tự động chuyển sang chế độ tiết kiệm điện khi không có tác vụ.
• B. Các thiết bị ngoại vi hoặc sự kiện phần mềm báo hiệu cho CPU biết cần phải xử lý một sự kiện quan trọng, tạm dừng công việc hiện tại và chuyển sang xử lý ngắt.
• C. CPU tự động sửa lỗi khi phát hiện lỗi phần cứng.
• D. Hệ điều hành phân chia thời gian CPU cho các tiến trình khác nhau.

Câu 29: Xét một hệ thống sử dụng kiến trúc CISC. Lệnh "MOV AX, [BX+SI+disp]" minh họa cho đặc điểm nào của CISC?

• A. Sử dụng các lệnh phức tạp, có nhiều chế độ địa chỉ phức tạp (trong ví dụ này là chế độ địa chỉ base+index+displacement).
• B. Sử dụng các lệnh đơn giản, thực hiện các thao tác cơ bản.
• C. Tập trung vào việc thực thi lệnh nhanh chóng.
• D. Sử dụng ít thanh ghi hơn so với kiến trúc RISC.

Câu 30: Giả sử một chương trình có 80% phần tuần tự và 20% phần song song hóa được. Theo Amdahl"s Law, tăng tốc tối đa có thể đạt được khi chạy chương trình này trên một hệ thống với số lượng bộ xử lý vô hạn là bao nhiêu?

• A. Gấp đôi (2x)
• B. Gấp 4 lần (4x)
• C. Gấp 5 lần (5x)
• D. Gấp 10 lần (10x)