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2018年北京市培养单位光电研究院863计算机学科综合(专业)之计算机组成原理考研强化五套模拟题

  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(

过通信线路连接,以求得更大范围的资源共享。

2. 空间并行

【答案】空间并行即资源重复。在并行性概念中引入空间因素,以数量取胜,通过重复设置硬件资源,大幅度提高计 算机系统的性能。随着硬件价格的降低,资源重复在单处理机中通过部件冗余、多存储体等方式被广泛应用,而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。 能专用化),机器处理的结果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

二、简答题

3. 总线中三种桥的名称是什么? 它们的功能是什么?

【答案】(1)总线体系结构中的三种桥,即桥、总线桥、 桥。(2)桥连接两条总线,使彼此间相互通信。桥又是一个总线转换部件,可以把一条总线的地址空间映射到 另一条总线的地址空间上,从而使系统中的任意一个总线主设备都能看到通向的一份地址表。

4. 码是7位,如果设计主存单元字长为32位,指令字长为12位,是否合理? 为什么?

【答案】不合理。

指令最好是半字长或单字长,设计16位比较合适。一个字符的

单元字长为32

位,则一个单元可以放四个字符,这也是可以的,只是在存取单个字符时,所用的时间较长,不过,一条指令至 少占一个单元,若指令字长12位,一条指令只占了一个单元(32位)的12位,剩佘的22位就浪费了,这样看 来不合理,因为通常单字长指令很多,累计的浪费就很大。 是7位,如果设计主存

5. 段式虚拟存储器对程序员是否透明?请说明原因。

【答案】虚拟管理是由软件(操作系统)和硬件共同完成,由于软件的介入,虚存对实现存储管理系统程序不透 明。而段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常,程序员把子程序、操作数和常数等不同 类型的数据划分到不同的段中,并且每个程序可以有多个相同类型的段。由于分段是由程序员完成的,所以段式 虚拟存储器对程序员而言不是透明的,但虚存到实存的地址映射是由系统软件辅助完成的,故对应用程序而言, 段是虚拟存储器是“半透明”的。

6. 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,内存总线可与总线同时工作,此时三总线系统比单总线系统运行得更快。

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

系统总线的工作效率较低。

或内存间接传送,所以三总线

图3 三总线结构

7. 什么是内存? 什么是外存? 什么是CTU? 什么是适配器? 简述其功能。

【答案】(1)内存是指计算机内部的半导体存储器;半导体存储器的存储容量有限,因此计算机中又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器,称为外存储器,简称外存。内存和外存共同用来保存二进制数据。

(2)把运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU 。它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。

(3)适配器是指连接主机与外设的一个中间电路,也称作接口,其作用相当于一个转换器,它可以保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。

三、分析题

8. CPU 执行一段程序时,cache 完成存取的次数为3800次,主存完成存取的次数为200次,已知cache 存取周期为50ns , 主存为250ns ,求cache-主存系统的效率和平均访问时间。

【答案】cache 的命中率

cache-主存系统效率e 为

平均访问时间为