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一、简答题

1． 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。

2． 在虚存实现过程中，有些页面会在内存与外存之间被频繁地换入和换出，使系统效率急剧下降。这种现 象称为颠簸。请解释产生颠簸的原因，并说明防止颠簸的办法。

【答案】产生颠簸的原因主要有：

（1）分配的页面数太少；

（2）替换策略不佳。

防止颠簸的办法：

（1）适当增加分配给用户程序的页面数；

（2）选取或更好的替换策略。

3． 什么是内存? 什么是外存? 什么是CTU? 什么是适配器? 简述其功能。

【答案】（1）内存是指计算机内部的半导体存储器；半导体存储器的存储容量有限，因此计算机中又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。内存和外存共同用来保存二进制数据。

（2）把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU 。它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。

（3）适配器是指连接主机与外设的一个中间电路，也称作接口，其作用相当于一个转换器，它可以保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。

4． 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

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。

第 2 页，共 43 页 是7位，如果设计主存

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

件结构稍微复杂。

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

二、分析题

6． CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次数为200次，已知cache 存取周期为50ns , 主存为250ns ，求cache-主存系统的效率和平均访问时间。

【答案】cache 的命中率

cache-主存系统效率e 为

平均访问时间为

7． 通道有几种类型？简述其特点。

【答案】（1）选择通道

又称高速通道，在物理上可接多个设备，但逻辑上只能接一个设备，主要用于连接高速外设。但外设的辅助操作时间长，此期间内通道处于等待状态，利用率不高。

（2）数组多路通道

不仅在物理上可接多个设备，逻辑上也可接多个设备。既保留了选择通道高速传送数据的优点，又充分利用了控制性操作的时间间隔为其他设备服务，通道效率充分得到发挥。

（3）字节多路通道

主要用于连接大量低速设备。物理上、逻辑上均可连接多个设备。不仅允许多个设备同时操作，也允许它们同时进行传输型操作。各设备与通道间的数据传送以字节为单位交替进行。

8． 如图是一个二维中断系统，请问：

①在中断情况下，CPU 和设备的优先级如何考虑？请按降序排列各设备的中断优先级。

第 3 页，共 43 页

②若CPU 现执行设备B 的中断服务程序，IM2, IM1，IMO 的状态是什么？如果CPU 执行设备D 的中断服务程序，IM2，IM1，IMO 的状态又是什么？

③每一级的IM 能否对某个优先级的个别设备单独进行屏蔽？如果不能，采取什么方法可达到目的？

④若设备C 一提出中断请求，CPU 立即进行响应，如何调整才能满足此要求？

图

【答案】①在中断情况下，CPU 的优先级最低。各设备优先次序是：A-B-C-D~E-F-G-H-I。 ②执行设备B 的中断服务程序时IM2、IM1、IM0=111; 执行设备D 的中断服务程序时 IM2、IM1、IM0=011。

③每一级的IM 标志不能对某优先级的个别设备进行单独屏蔽。可将接口中的EI （中断允许>标志清“0”，它禁止设备发出中断请求。

④要使C 的中断请求及时得到响应，可将C 从第二级提出，单独放在第三级上，使第二级的优先级最高，即令IM3=0即可。

9． —磁带机有9道磁道，带长700m , 带速2m/ s，每个数据块1KB , 块间间隔14mm 。若数据传输率为试求：

（1）记录位密度。

（2）若带首尾各空2m ，求此带最大有效存储容量。

【答案】（1）由于数据传输率

（2）传送一个数据块所需时间为

一个数据块占用长度为

每块间隙数据块总数为

第 4 页，共 43 页 其中D 为记录位密度，vS 线速度，故