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一、名词解释

1． 紧耦合系统

【答案】紧耦合系统又称直接耦合系统，指处理机之间物理连接的频带较高，一般是通过总线或高速开关实现互连， 可以共享主存。由于信息传输率较高，因而可以快速并行处理作业或任务。

2． SMP 【答案】

机系统：

①有两个以上功能相似的处理机。 ②这些处理机共享同一主存和

③所有处理机共享对

通道。

④所有处理机能完成同样的功能。 ⑤系统被一个集中式操作系统文件级和数 据元素级的交互。

控制。提供各处理机及其程序之间的作业级、任务级、设施，以总线或其他内部连接机制互连在一起；这样，存储器存取时间 对每个处理机都是大致相同的。 设备的访问，或通过同一通道，或通过提供到同一设备路径的不同既指计算机硬件体系结构，也指反映此体系结构的操作系统行为。定义为具有如下特征的独立计算

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． “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。

5． 什么是存储容量? 什么是单元地址? 什么是数据字? 什么是指令字？

【答案】（1）存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

（2）每个存储单元的编号，称为单元地址。

（3）如果某字代表要处理的数据，称为数据字。

（4）如果某字代表一条指令，称为指令字。

6． 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。

7． 比较单总线、多总线结构的性能特点。

【答案】（1）单总线结构是通过一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，即各大部件之间的所有的信息传 送都通过这组总线。其结构如图1所示。优点是允许与内存之间直接交换信息，只需分配总线使用权，不需要设备之间或设备干预信息的交换，即总线资源是由各大功能部件分时共享的。缺点是由于全部系统部件都连接在一组总线上，总线的负载很重，可能使其吞量达到饱和甚至不能胜任的程度，故多为小型机 和微型机采用。

图1 单总线结构

（2）双总线结构有两条总线，一条是内存总线，用于

另一条是

构中，通道是计算机系统 中的一个独立部件，使

理器，故双总线通常在大、中型计算机中采用。 内存和通道之间进行数据传送；总线，用于多个外围设备与通道之间进行数据传送。其结构如图2所示。双总线结的效率大为提高，并可以实现形式多样且更为复杂的数据传送。优点是以增加通道这一设备为代价的，通道实际上是一台具有特殊功能的处

图2 双总线结构

（3）三总线结构在计算机系统各部件之间采用三条各自独立的总线来构成信息通路。这三条总线是：内存总线，

输入瑜出

于总线和直接存储器访问总线供总线，如图所示。内存总线用

和各类外设之间通讯用；总和内存之间传送地址、数据的控制信息

；线使内存和高速外设之间直接传送数据。通常在三总线系统中，任一时刻只使用一种总线，但若使用多入口存储器，内存总线可与

系统总线的工作效率较低。

总线同时工作，此时三总线系统比单总线系统运行得更快。或内存间接传送，所以三总线但是三总线系统中，设备不能直接进行信息传送，而必须经过

图3 三总线结构

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，计算80个整数、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

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32个