2017年西安交通大学机械工程学院814计算机基础综合之计算机组成原理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、名词解释
1． 松耦合系统
【答案】松耦合系统又称间接耦合系统，指处理机之间物理连接的紧密程度与交互作用能力较弱，一般是通过通道或 通信线路实现处理机之间的互连，可以共享外存设备（磁盘、磁带等）。机器之间的相互作用是在文件或数据集 一级上进行。松耦合系统表现为两种形式：一种是多台计算机和共享的外存设备连接，不同机器之间实现功能上 的分工（通信线路连接，以求得更大范围的资源共享。
2． 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。
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。
，机器处理的结果能专用化）
以文件或数据集的形式送到共享外存设备，供其他机器继续处理；另 一种是计算机网，机器通过
二、简答题
3． 说明存储器总线周期与
4． 比较通道、
总线周期的异同点。
总线周期用于对接口中的端口进行读写。
【答案】存储总线周期用于对内存读写，
中断三种基本
方式的异同点。
的工作效率；
【答案】（1）通道方式是通过执行通道指令来实现输入/输出的，可以实现对外设的统一管理和外设与内存的数 据传送，大大提高了
（2）的，数据传送
速度很快，且传送速率仅受内存访问时间的限制，但它需要更多的硬件，适用于内存和高速外设之间大批数据交 换的场合；
中断方式是通过
在响应中断时，转入中断服务程序，执行输入/输出指令来完成输入/输出
的时间开销，但是硬
的，一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了
方式是由
控制器在获得总线控制权后，直接在内存与外设之间实现数据传送
件结构稍微复杂。
5． 某机器中有16个通用寄存器，运行某中断处理程序时仅用到其中2个寄存器，请问响应中断而进入该中断处理程序时是否要将通用寄存器内容保存到主存中去? 需保存几个寄存器？
【答案】（1）要将通用寄存器内容保存到主存中去。
（2）中断服务程序中要使用的通用寄存器原内容保存到存储器中，中断服务程序要动用哪个寄存器，就保存哪个，所以需要保存2个。
6． 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。
7． 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
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． 某计算机的CPU 主频为500MHz ，CPI 为5（即执行每条指令平均需要5个时钟周期）。假定某外设的数据传输率为0.5MB/S，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。
（1）在中断方式下，CPU 用于该外设I/O的时间占整个CPU 时间的百分比是多少？ （2）当该外设的数据传输率达到5MB/S时，改用DMA 方式传送数据。假定每次DMA 传送块大小为5000B ，且DMA 预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU 用于该外设I/0时间占整个CPU 时间的百分比是多少？（假设DMA 与CPU 之间没有访存冲突）
【答案】（1）已知主频为500MHz ，则时钟周期=l÷500MHz=2ns，因为CPI=5，所以每条指，数据传输率为0.5MB/S，所以传送令平均5×2=10ns。又已知每中断一次传送32位（4个字节）时间
CPU 用于该外设I/0共需20条指令（中断服务程序包括18条指令+其他开
CPU 用于该外设I/0的时间占整个CPU 时间的百分比，销折合2条指令）花费时间=20xl0=200ns。=200/8000x100%=0.025x100%=2.5%。
（2）改用DMA 方式传送数据，数据传输率为5MB/s，传送5000B 的时间=5000B+5MB/s=lms。预处理和后处理的总开销时间
用于该外设I/0时间占整个CPU 时间的百分比=
预处理和后处理的总开销时间+传送数据的时间=1/1000x100%=0.001x100%=0.1%。
10．已知x 和y ，用变形补码计算同时指出结果是否溢出。
【答案】采用双符号位判断是否溢出。
结果未溢出
结果未溢出
结果未溢出
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