2017年华中师范大学信息管理学院408计算机学科专业基础综合[专业硕士]之计算机组成原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、分析题
1． 比较同步定时与异步定时的优缺点。
【答案】同步定时协议采用公共时钟，具有较高的传输频率。但由于同步总线必须按最慢的模块来设计公共时钟，当各功能模块存取时间相差很大时，会大大损失总线效率。
异步定时的优点是总线周期长度可变，不把响应时间强加到功能模块上，因而允许快速和慢速的功能模块都能连接到同一总线上。但缺点是：总线复杂，成本较高。
2． 图（a ）是有四个部件（控制器）共享总线的、分布式同步SBI 总线定时示意图，每个控制器对应一根数据传送请求线TR ，其优先权次序是
完成一个数据传送。
最高，最低；这四条线又都接到各个控制器，每个控制器内部有一个自己是否可用总线的判别电路。公共时钟信号的周期为T , 每个周期可
图
（1）叙述某个控制器要求使用SBI 总线进行数据传送的实现过程。
（2）图（b ）是图（a ）系统的一个数据传送序列的时序图，试分析其总线控制过程。
【答案】（1）某个控制器要求使用SBI 总线进行数据传送的步骤如下：
①控制器在决定要进行数据传送的下一个周期T ，在本设备对应的请求线上发出TR 信号。 ②在该周期末尾判断优先权更高的TR 线状态。
③ 如果没有更高的TR 请求，则撤掉本身的TR 请求，在下一周期进行数据传送；如果有更高的TR 请求， 则不撤掉本身的TR 请求，继续做步骤②。
（2）图（b ）的时序图表示一个有三个设备先后控制总线，且设备2连续传送两个数据的数传序列。 三个设备（控制器）控制总线的过程如下：
①控制器3在②在
③在
④在期进行数据传送。 结束时，控制器2
识别是高的，所以继续保持，在为高，等待传送机会；而控制器在周期进行数据传送。
以占用T5周1识别没有更高级的请求，故撤去周期进行数据传送。 周期传送数据的同时，升高周期发总线请求控制器1和控制器2在周期发总线请求和 在周结束时，控制器3的判别电路识别没有优先权更高的TR 请求，因而撤掉结束时，控制器2识别没有更高级的请求，便撤掉具有最尚优先权。 ⑤控制器2希望连续传送两个数据，所以在期传送第二个数据，因为
图（a ）中，控制器4没有信号，这是因为它的优先级最低，其他控制器不必获得TR 信号，控制器4传送数据前不需要发请求信号，在没有任何TR 请求的下一周期便可传送数据。不固定分配给任何控制器，只给需连续传送数据（并已获得总线控制制权）的控制器用。
3． 某磁盘里，平均找道时间为20ms , 平均旋转等待时间为7ms , 数据传输率为磁盘机上存放着500个文件，每个文件的平均长度为1MB 。现需将所有文件逐一读出并检查更新，然后写回磁盘机，每个文件平均需要2ms 的额外处理时间。问：
（1）检查并更新所有文件需要占用多少时间？
（2）若磁盘机的旋转速度和数据传输率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间是多少？
【答案】（1）每次磁盘读写的时间=找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为
（2）若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为3.5ms ; 若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为
4． 回答下列问题：
①某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz , 求总线带宽是多少？
②如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz , 求总线带宽是多少？ ③分析哪些因素影响带宽？
【答案】①设总线带宽用表示，总线时钟周期用
故总的文件更新时间为
表示，一个总线周期传送的数据量
用D 表示，根据定义可得：
②因为64位=8B, 所以
③总线带宽是总线能提供的数据传送速率，通常用每秒钟传送信息的字节数（或位数）来表示。
影响总线带宽的主要因素有：总线宽度、传送距离、总线发送和接收电路工作频率限制以及数据传送形式。
5． CD-ROM 光盘的外缘有5mm 宽的范围因记录数据困难，一般不使用，故标准的播放时间为60min 。计算模式1和2情况下光盘存储容量是多少？
【答案】扇区总数
模式1存放计算机程序和数据，其存储容量为模式2存放声音、图像等多媒体数据，其存储容量为
6． 某32位机共有微操作控制信号52个，构成5个相斥类的微命令组，各组分别包含4个、5个、8个、15 个和20个微命令。己知可判定的外部条件有CY 和ZF 两个，微指令字长29位。
（1）给出采用断定方式的水平型微指令格式。
（2）控制存储器的容量应为多少位？
【答案】（1）微指令的格式如下所示（注意各控制字段中应包含一种不发出命令的情况，条件测试字段包含一种 不转移的情况）。
（2）控存容量为
二、计算题
7． 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。
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