2017年郑州大学联合培养单位安阳师范学院944计算机学科专业基础综合[专硕]之计算机组成原理考研仿真模拟题
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2017年郑州大学联合培养单位安阳师范学院944计算机学科专业基础综合（含数据结构、计算
机组成原理、操作系统、计算机网络）[专业硕士]之计算机组成原理考研仿真模拟题（一） .... 2 2017年郑州大学联合培养单位安阳师范学院944计算机学科专业基础综合（含数据结构、计算
机组成原理、操作系统、计算机网络）[专业硕士]之计算机组成原理考研仿真模拟题（二） .... 6 2017年郑州大学联合培养单位安阳师范学院944计算机学科专业基础综合（含数据结构、计算
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机组成原理、操作系统、计算机网络）[专业硕士]之计算机组成原理考研仿真模拟题（五） .. 21
一、名词解释
1． AMP
【答案】同构多核处理机可以构成非对称
也可以采用异构多核和共享存储器构成。
2． 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
或局部存储器互连。 多核结构。若处理机芯片内部是同构多核，但多核系统每个核运行一个独立的操作系统或同一操作系统的独立实例，那就变成非对称多核。
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． 比较总线和标准的性能特点。
总线是当前使用的总线，是一个高带宽且与处理器无关的标准总线，又是【答案】（1
）
重要的层次总线。它采用同步定时协议和集中式仲裁策略，并具有自动配置能力，适合于低成本的小系统，因此在微型机系统中得到 了广泛的应用。
（2）正在发展的标准，追求高端服务器市场的最新规范，是一种基于开关的体
总线，数系结构，可连接多达64000个服务器、存储系统、网络设备，能替代当前服务器中的
据传输率达30GB/S，因此适合于高成本的较大规模计算机系统。
5． 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
6． “计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价吗? 用学科角度和计算机系统的层次结构来说明你的观点。
【答案】“计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价不等价，原因如下：
（1）计算机应用是一个学科的名词，它包含计算机网络、信息管理、数据库技术、人工智能、计算机辅助设计等多个领域；
（2）应用计算机，从计算机层次结构的角度来看，不同的应用者，应用的方法和目标是不同的，如CPU 的设计者是在微程序级应用计算机，目的是为后面的应用者提供功能强大的指令系统；而操作系统的设计者是在汇编语言级应用计算机，目的是扩展硬件功能，为后面的应用者提供良好的操作环境和手段。
7． 为什么在页式虚拟存储器地址变换时可以用物理页号与页内偏移量直接拼接成物理地址，而在段式虚拟 存储器地址变换时必须用段起址与段内偏移量相加才能得到物理地址？
【答案】由于物理页与虚拟页的页面大小相同，且为2的整数次幂，所以页式虚拟存储器地址变换时可以用物理 页号与页内偏移量直接拼接成物理地址。而段式虚拟存储器的各段大小不同，且段起始地址任意，所以必须用段 起址与段内偏移量相加才能得到物理地址。
三、计算题
8． 某异构多核处理机由
需的时间分别为
以下两种方案分配计算任务：
方案1:
整数；
方案2:计算48个整数，计算128个整数，
四个核组成，四个核各自完成一次平方运算所现需计算一个256个整数的数组的每个整数的平方值，分别按计算32个整数，计算128个整数，计算64个整数、计算80个整数、计算32个执行其他任务（不参与计算）。
忽略访存延迟的影响。
（1）求两种方案下完成任务所需的时间。
（2）若定义各个处理机核不空闲的时间总和与各个处理机核总执行时间总和之比为处理机的利用率，求该处理机执行以上任务时的利用率。
【答案】（1）完成任务所需的时间为各个核运行时间的最大值。
方案1完成任务所需的时间为
方案2完成任务所需的时间为
（2）处理机的利用率：
方案1处理机的利用率为
方案2
处理机的利用率为（
不计算在内）：
四、综合应用题
9． 画出分布式仲裁器逻辑电路图。
【答案】如图所示:
图 分布式仲裁器逻辑电路
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
（2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。