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一、名词解释

1． 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。

2． 同时多线程

【答案】同时多线程技术是一种简单、低成本的并行技术。与单线程处理机相比，同时多线程处理机只花费很小的代 价，而性能得到很大改善。在原有的单线程处理机内部为多个线程提供各自的程序计数器、相关寄存器以及其他 运行状态信息，一个“物理”处理机被模拟成多个“逻辑”处理机，以便多个线程同步执行并共享处理机的执行 资源。应用程序无需做任何修改就可以使用多个逻辑处理机。

二、简答题

3． 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？

【答案】（1）取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器； （1）执行器周期中从内存读出的信息流是数据流，它流向运算器。 4．

总线中三种桥的名称是什么? 它们的功能是什么？ 【答案】（1）

总线体系结构中的三种桥，即

桥、

总线桥、

桥。

（2）桥连接两条总线，使彼此间相互通信。桥又是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到 另一条总线的地址空间上，从而使系统中的任意一个总线主设备都能看到通向的一份地址表。

5． 冯•诺依曼型计算机的主要设计思想是什么? 它包括哪些主要组成部分？

【答案】冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是存储程序并按地址顺序执行，它由运算器，控制器，存储器，适配器及I/O设备组成。

6． 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，

总线周期用于对接口中的端口进行读写。

7． 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。

三、计算题

8． 设F 为一个计算机系统中n 台处理机可以同时执行的程序的百分比，其余代码必须用单台处理机顺序执行。每台处理机的执行速率为x （MIPS ），并假设所有处理机的处理能力相同。

（1）试用参数n 、F 、x 推导出系统专门执行该程序时的有效MIPS 速率表达式。 （2）假设间T 为

有效MIPS 表达式为

（2）在上式中代入已知条件：

求得

若期望得到的系统性能为64 MIPS, 试求F 值。

，则总执行时【答案】（1）设总指令数为m ，并行指令数为m （P ）, 顺序指令数为m （S ）

四、综合应用题

9． 假定在一个8位字长的计算机中运行下列C 程序段：

若编译器编译时将8个8位寄存器分别分配给变量x 、y 、m 、n 、zl 、z2、kl 和k2。请回答下列问题。（提示：带符号整数用补码表示）

（1）执行上述程序段后，寄存器Rl 、R5和R6的内容分别是什么？（用十六进制表示） （2）执行上述程序段后，变量m 和kl 的值分别是多少？（用十进制表示）

（3）上述程序段涉及带符号整数加/减、无符号整数加/减运算，这四种运算能否利用同一个加法器及辅助电路实现? 简述理由。

（4）计算机内部如何判断带符号整数加/减运算的结果是否发生溢出? 上述程序段中，哪些带符号整数运算语句的执行结果会发生溢出？

【

答

案

】

（

1

）

无

符

号

整

（2）m 的机器数与x 的机器数相同为示）时，其值为-1111010B=-112；

（3）四种运算可以利用同一个加法器及辅助电路实现，n 位加法器实现的是模无符号整数加法运算。对于无符号整数a 和b , a+b可以直接用加法器实现，而带

符

号

整

数

用

补

码

表

示

，

补

码

加

减

运

算

公

实现；对于式

为

：

解释为带符号整数（用补码表示）时，

数

运

算

，

其值为-1111010B=-412; 同理kl=（m-n ）=（x-y ）=90H=10010000B, 解释为带符号整数（用补码表

，所以四种运算都可在n 位加法器中实现。

（4）判断溢出的方法有3种：一位符号位、进位位和双符号位。上述程序段中只有intk2=m+n语句会发生溢出，因为2个带符号整数均为负数，它们相加之后，结果小于8位二进制所能表示的最小负数。

10．某磁盘存储器转速为3000转/分，共有4个记录面，每道记录信息为122888，最小磁道直径为230mm ， 共有275道。问：

（1）磁盘存储器的存储容量是多少？ （2）最高位密度与最低位密度是多少？ （3）磁盘数据传输率是多少？ （4）平均等待时间是多少？ （5）给出一个磁盘地址格式方案。 【答案】

（1

）磁盘存储器的存储容量（2）最小磁道半径高位密度

最大半径

低位密度

转/秒

，

所以扇区地址为5位；

字节/道，所

以

故最大磁道长度为

所以最

故最小磁道长度为

所以最

（3）根据公式磁盘数据传输

率

（4）平均等待时间=旋转一圈时间的一半（5）设每个扇区为512字区，则

因记录面为4，所盘面地址为2位，道数为275，所以柱面地址为9位，因此整个磁盘地址格式为16位，即柱面号（9位）盘面号（2位）扇区号（5位）。