2018年沈阳航空航天大学计算机学院818计算机组成原理考研仿真模拟五套题
● 摘要
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． 异构多核
【答案】异构多核处理机内的各个计算内核结构不同，地位不对等。一般多采用“主处理核+协处理核”的主从架构。 异构多核处理机的优势在于可以同时发挥不同类型处理机各自的长处来满足不同种类的应用的性能和功耗需求。
研宄表明，异构组织方式比同构的多核处理机执行任务更有效率，实现了资源的最佳化配置，而且降低了系 统的整体功耗。
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． 数字计算机有哪些主要应用？
【答案】数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
4． 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
5． 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。
6． 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。
7． 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。
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
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
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
方案2
处理机的利用率为（
不计算在内）：
四、综合应用题
9． 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为 2。请写出：
（1）最大数的二进制表示； （2）最小数的二进制表示； （3）规格化数所能表示的数的范围。 【答案】
格式（E 的取值范围：1〜254，全0和全1分别表示0和无穷大）如下。
即即
（3）规格化数所能表示数的范围：
最小的正数：阶码取最小的负数，尾数取最小的正数
即
最大的正数：阶码取最大的正数，尾数取最大的正数
即即
最大的负数：阶码取最大的正数，尾数取最大的负数
最小的负数：阶码取最小的负数，尾数取最小的负数
所以范围是：
10．若设备的优先级依次为配置图。
【答案】每个
设备有自己唯一的设备号
其中
的设备具有最高优先级。
至
扫描仪、硬盘、磁带机、打印机，请用
进行配置，画出
（1）最大数的二进制：阶码取最大的正数，尾数取最大的正数，表示为
（2）最小数的二进制：阶码取最大的正数，尾数取最大的负数，表示为
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