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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． 同时多线程

【答案】同时多线程技术是一种简单、低成本的并行技术。与单线程处理机相比，同时多线程处理机只花费很小的代 价，而性能得到很大改善。在原有的单线程处理机内部为多个线程提供各自的程序计数器、相关寄存器以及其他 运行状态信息，一个“物理”处理机被模拟成多个“逻辑”处理机，以便多个线程同步执行并共享处理机的执行 资源。应用程序无需做任何修改就可以使用多个逻辑处理机。

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． 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。

4． CTU 的性能指标有哪些? 其概念是什么？

【答案】把运算器和控制器合在一起称为中央处理机，简称CPU 。其性能指标主要有以下几个方面：

（1）主频：CPU 的时钟频率（CPU Clock Speed）；

（2）内存总线速度：指CPU 与二级（L2）高速缓存和内存之间的通信速度；

（3）扩展总线速度：指安装在微机系统上的局部总线如VESA 或PCI 总线接口卡的工作速度；

（4）工作电压：指CPU 正常工作所需的电压；

（5）地址总线宽度：决定了CPU 可以访问的物理地址空间，对于486以上的微机系统，地

址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096MB 的物理空间；

（6）数据总线宽度：决定了CPU 与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据 传输的信息量。

（7）主频/时钟周期：CPU 的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率（f ）叫CPU 的主频，度量单位是MHz （兆赫兹）、GHz （吉赫兹）；

主频的倒数称为CPU 时钟周期（T ），T=l/f，度量单位是

CPU 执行时间=CPU时钟周期数×CPU 时钟周期；

5． 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。

6． 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。

7． 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。

（8）CPU 执行时间：表示CPU 执行一般程序所占用的CPU 时间，可用下式计算：

三、综合应用题

8． 某计算机字长16位，采用16位定长指令字结构，部分数据通路结构如下图所示，图中所有控制信号为1时表示有效，为0时表示无效，例如控制信号MDRinE 为1表示允许数据从DB 打入MDR ，MDRin 为1表示允许数据从内总线打入MDR 。假设MAR 的输出一直处于使能状态。加法指令“ADD （R1），R0”的功能为（R0）+（（R1））—（R1），即将R0中的数据与R1的内容所指主存单元的数据相加，并将结果送入R1的内容所指主存单元中保存。

下表给出了上述指令取指和译码阶段每个节拍（时钟周期）的功能和有效控制信号，请按表中描述方式用表格列出指令执行阶段每个节拍的功能和有效控制信号。

【答案】执行阶段每个节拍（时钟周期）的功能和有效控制信号见下表。