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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． 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。

4． 数字计算机如何分类? 分类的依据是什么？

【答案】数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，分类依据是计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性。

5． 某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的信息，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

总线带宽是多少？

【答案】每个总线周期并行传送8字节，则总线带宽为：

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，内存总线可与系统总线的工作效率较低。

总线同时工作，此时三总线系统比单总线系统运行得更快。

或内存间接传送，所以三总线

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

图3 三总线结构

7． 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。

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． 参见图的数据通路。画出存数指令

的指令周期流程图。其含义是将寄存器R1的

内容 传送至（R2）为地址的数存单元中。标出各微操作信号序列。

图

【答案】

模型