2018年广东技术师范学院工程(专业学位)855计算机组成原理[专业硕士]考研核心题库
● 摘要
一、名词解释
1. 松耦合系统
【答案】松耦合系统又称间接耦合系统,指处理机之间物理连接的紧密程度与交互作用能力较弱,一般是通过通道或 通信线路实现处理机之间的互连,可以共享外存设备(磁盘、磁带等)。机器之间的相互作用是在文件或数据集 一级上进行。松耦合系统表现为两种形式:一种是多台计算机和共享的外存设备连接,不同机器之间实现功能上 的分工(
过通信线路连接,以求得更大范围的资源共享。
2. 时间并行
【答案】时间并行即时间重叠。让多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分,以 加快硬件周转而赢得处理速度。其实质就是把一件工作按功能分割为若干个相互联系的部分,每一部分指定专门 的部件完成,各部分执行过程在时间上重叠起来,使所有部件依次分工合作完成完整的工作。典型应用就是流水 线技术。
能专用化),机器处理的结果以文件或数据集的形式送到共享外存设备,供其他机器继续处理;另 一种是计算机网,机器通
二、简答题
3. 计算机的系统软件包括哪几类? 说明它们的用途。
【答案】系统软件用来简化程序设计,简化使用方法,提高计算机的使用效率,发挥和扩大计算机的功能及用途。它包括以下四类:
(1)各种服务性程序,如诊断程序、排错程序、练习程序等;
(2)语言程序,如汇编程序、编译程序、解释程序等,用于把源程序翻译或解释成目的程序;
(3)操作系统,用来管理计算机资源(如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序)和自动调度用
户的作业程序,而使多个用户能有效地共用一套计算机系统;
(4)数据库管理系统(DBMS ),实现有组织地、动态地存储大量相关数据,方便多用户访问计算机软、硬件资源。
4. 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。
5. 比较通道、中断三种基本方式的异同点。
的工作效率; 【答案】(1)通道方式是通过执行通道指令来实现输入/输出的,可以实现对外设的统一管理和外设与内存的数 据传送,大大提高了
(2)的,数据传送
速度很快,且传送速率仅受内存访问时间的限制,但它需要更多的硬件,适用于内存和高速外设之间大批数据交 换的场合; 中断方式是通过在响应中断时,转入中断服务程序,执行输入/输出指令来完成输入/输出
的时间开销,但是硬的,一般适用于随机出现的服务,且一旦提出要求应立即进行,节省了
件结构稍微复杂。
6. 比较数字计算机和模拟计算机的特点。
【答案】(1)模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的,用电压表示数据,采用电压组合和测量值的计算方式,盘上连线的控制方式;
(2)数字计算机是在算盘的基础上发展起来的,采用数字表示数量的大小,其主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算,用数字0和1表示数据,采用数字计数的计算方式,程序控制的控制方式;
(3)与模拟计算机相比,数字计算机的精度高,数据存储量大,逻辑判断能力强。
7. 什么是指令? 什么是程序?
【答案】(1)每一个基本操作称为一条指令。
(1)解决某一问题的一串指令序列,称为程序。
方式是由控制器在获得总线控制权后,直接在内存与外设之间实现数据传送
三、计算题
8. 某处理机主频为40MHz ,数据总线64位,总线仲裁和地址传送需要2个时钟周期,cache 行大小为32字节,主存访问时间为100ns 。
(1) cache 读操作缺失的延迟时间是多少?
(2)总线带宽是多少?
(3)如果用该处理机组成多处理机系统,并将一个cache 行的数据传输至另一个处理机,已知通信建立时间为2两,处理机间数据传输带宽为
多少?
【答案】(1)时钟周期=
需次总线传输。
cache 读操作缺失延迟=总线仲裁时间+主存读操作时间+总线传输时间
那么远程操作的有效数据传输带宽是一次总线传输的字节数=64/8=8,一个cache 行
(2)总线带宽
远程操作的总延迟时间=通信建立时间+处理机间数据传输时间
(3)有效数据传输带宽
四、综合应用题
9. 设有6个有序表A 、B 、C 、D 、E 、F , 分别含有10、35、40、50、60和200个数据元素,各表中元素按升序排列。要求通过5次两两合并,将6个表最终合并成1个升序表,并在最坏情况下比较的总次数达到最小。请回答下列问题。
(1)给出完整的合并过程,并求出最坏情况下比较的总次数。
(2)根据你的合并过程,描述个不等长升序表的合并策略,并说明理由。
【答案】(1)6个表的合并顺序如下图所示。
图
对应于合并过程的哈夫曼树
根据上图中的哈夫曼树,6个序列的合并过程为:
第1次合并:表A 与表B 合并,生成含45个元素的表AB ;
第2次合并:表AB 与表C 合并,生成含85个元素的表ABC ;
第3次合并:表D 与表E 合并,生成含110个元素的表DE ;
第4次合并:表ABC 与表DE 合并,生成含195个元素的表ABCDE ;
第5次合并:表ABCDE 与表F 合并,生成含395个元素的最终表。
由于合并两个长度分别为m 和n 的有序表,最坏情况下需要比较m+n-1次,故最坏情况下比较的总次数计算如下:
第1次合并:最多比较次数=10+35-1=44;
第2次合并:最多比较次数=45+40-1=84;
第3次合并:最多比较次数=50+60-1=109;
第4次合并:最多比较次数=85+110-1=194;
44+84+109+194+394=825。 第5次合并:最多比较次数=195+200-1=394; 比较的总次数最多为:
(2)各表的合并策略是:在对多个有序表进行两两合并时,若表长不同,则最坏情况下总的
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