2017年西安科技大学计算机科学与技术学院408计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 同构多核
【答案】同构多核处理机内的所有计算内核结构相同，地位对等，它大多由通用的处理机核心构成，每个处理机核心 可以独立地执行任务，其结构与通用单核处理机结构相近。同构多核处理机的各个核心之间可以通过共享存储器 互连，也可以通过
2． 空间并行
或局部存储器互连。
【答案】空间并行即资源重复。在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜，通过重复设置硬件资源，大幅度提高计 算机系统的性能。随着硬件价格的降低，资源重复在单处理机中通过部件冗余、多存储体等方式被广泛应用，而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。
二、简答题
3． 在一个进程的执行过程中，是否其所有页面都必须处在主存中？
【答案】在有虚拟存储管理系统中，程序不是一次整体装入内存才运行，所以不是所有页面都必须处在主存中， 而是根据程序的局部性，有的页面在主存，有的页面在辅存。
4． 说明存储器总线周期与总线周期的异同点。
【答案】存储总线周期用于对内存读写， 5．
总线周期用于对接口中的端口进行读写。
码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理? 为什么？ 【答案】不合理。
指令最好是半字长或单字长，设计16位比较合适。一个字符的
是7位，如果设计主存
单元字长为32
位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，所用的时间较长，不过，一条指令至 少占一个单元，若指令字长12位，一条指令只占了一个单元（32位）的12位，剩佘的22位就浪费了，这样看 来不合理，因为通常单字长指令很多，累计的浪费就很大。
6． 数字计算机有哪些主要应用？
【答案】数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
7． 何谓分布式仲裁? 画出逻辑结构示意图进行说明。
【答案】分布式仲裁不需要集中的总线仲裁器，每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有 总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行 比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤消它的仲裁号。最后，获胜者的仲裁号保留在仲 裁总线上。显然，分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。逻辑结构如图所示：
图 分布式仲裁的逻辑结构示意图
三、综合应用题
8． 设计一个算功能。
【答案】8种功能运算，需要采取的控制端个数为3个，通过对控制端信号的逻辑组成产生相应运算功能的逻辑 编码，其对应关系如表所示。
表
如图所示。
（4位），完成加、减、取反、取补、逻辑乘、逻辑加、传送、加1等8种运
图
9． 要求用
位芯片设计时执行读操作，当
位的存储器。芯片有两个控制端：当有
效时，该片选中。当时执行写操作。
所用芯片存位的芯片，然后
用
通过位扩展为
【答案】设计的存储器单元数为1M ，字长为32，故地址线为20根储单元数为256K ，字长为16位，故占用的地址线为18位
由此需要字位同时扩展来构成存储器。先将2片将4个这样的芯片通过位扩展即可得到
其存储器结构如图所示。
位的存储器。另外高地址的两条地址线被
作2-4译码器的输入，用于产生片选信号，选定某一芯片。
10．指令流水线有取指
译码执行访存
写回寄存器堆五个过程段，共有
20条指令连续输入此流水线。
（1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为（3）求流水线的加速比。 【答案】（1）若流水操作周期为
每条指令都包含五个过程段。如图所示。
（2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。
图 流水线时空图
（2）流水线实际吞吐率：（3）流水线各段时间均
为
万条指令/秒。
则完成20条指令在5段流水线上共
需
则流水线加速比
而在等效的非流水线上所需时间为