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一、名词解释

1． SIMD

【答案】但

单指令多数据）是提高数据并行处理能力的重

功能和

的位宽。

要手段。随着超大规 模集成电路的发展，主流微处理器厂商不断地增加等问题。

2． 线程级并行

【答案】线程级并行（的空闲时间这一问题而引入的。

）技术是针对如何减少处理机执行部件

仍然存在诸多性能瓶颈，如地址不对齐、数据重组和控制相关的向量化（Control flow ）

二、简答题

3． 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。

4． CTU 的性能指标有哪些? 其概念是什么？

【答案】把运算器和控制器合在一起称为中央处理机，简称CPU 。其性能指标主要有以下几个方面：

； （1）主频：CPU 的时钟频率（CPU Clock Speed）

（2）内存总线速度：指CPU 与二级（L2）高速缓存和内存之间的通信速度；

（3）扩展总线速度：指安装在微机系统上的局部总线如VESA 或PCI 总线接口卡的工作速度；

（4）工作电压：指CPU 正常工作所需的电压；

（5）地址总线宽度：决定了CPU 可以访问的物理地址空间，对于486以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096MB 的物理空间；

（6）数据总线宽度：决定了CPU 与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据

传输的信息量。

（7）主频/时钟周期：CPU 的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主； 时钟的频率（f ）叫CPU 的主频，度量单位是MHz （兆赫兹）、GHz （吉赫兹）

，T=l/f，度量单位是主频的倒数称为CPU 时钟周期（T ）

CPU 执行时间=CPU时钟周期数×CPU 时钟周期；

5． 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。

6． 总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段? 若采用同步定时协议，请画出读数据的同步时序图。

【答案】总线的一次信息传送过程，大致分为五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、 状态返回（或错误报告）。读数据同步时序图如图所示：

图 读数据同步时序图

7． 为什么软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件? 实现这种转化的媒介是什么？

【答案】软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件原因如下：

（1）容量大、价格低、体积小、可改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质基础。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成固件。就它的功能来说，固件是软件，但从形态来说，固件又是硬件。

（2）目前在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已经是实际可行的，这又为扩大指令的功能提供了相应的物质基础。因此，本来通过软件手段来实现的某种功能，现在可以通过硬件来直

（8）CPU 执行时间：表示CPU 执行一般程序所占用的CPU 时间，可用下式计算：

接解释执行。传统的软件部分，今后完全有可能“固化”甚至“硬化”。

（3）任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。

实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。

三、计算题

8． 多处理机系统和多计算机系统的差别是什么？

【答案】多处理机系统和多计算机系统都属于多机系统，但多处理机系统和多计算机系统的差别是：

（1）多处理机是多台处理机组成的单机系统，多计算机是多台独立的计算机。

（2）多处理机中各处理机逻辑上受统一的操作系统控制，而多计算机的操作系统逻辑上是独立的。

（3）多处理机间以单一数据、向量、数组和文件交互作用，多计算机经通道或者通信线路以数据流的方式 进行交互。

（4）多处理机作业、任务、指令、数据各级并行，多计算机多个作业并行。

四、综合应用题

9． 用原码阵列除法器计算

【答案】（1）符号位

去掉符号位后

（注:先乘1个比例因子变成小数）。