2018年西安交通大学软件学院814计算机基础综合之计算机组成原理考研仿真模拟五套题
● 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． 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。
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． 什么是存储容量? 什么是单元地址? 什么是数据字? 什么是指令字？
【答案】（1）存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
（2）每个存储单元的编号，称为单元地址。
（3）如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
（4）如果某字代表一条指令，称为指令字。
4． 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。
5． 比较总线和标准的性能特点。
【答案】（1）总线是当前使用的总线，是一个高带宽且与处理器无关的标准总线，又是重要的层次总线。它采用同步定时协议和集中式仲裁策略，并具有自动配置能力，适合于低成本的小系统，因此在微型机系统中得到 了广泛的应用。
（2）正在发展的标准，追求高端服务器市场的最新规范，是一种基于开关的体
总线，数系结构，可连接多达64000个服务器、存储系统、网络设备，能替代当前服务器中的
据传输率达30GB/S，因此适合于高成本的较大规模计算机系统。
6． 何谓分布式仲裁? 画出逻辑结构示意图进行说明。
【答案】分布式仲裁不需要集中的总线仲裁器，每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有 总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行 比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤消它的仲裁号。最后，获胜者的仲裁号保留在仲 裁总线上。显然，分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。逻辑结构如图所示：
图 分布式仲裁的逻辑结构示意图
7． 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。
三、计算题
8． 某处理机主频为40MHz ，数据总线64位，总线仲裁和地址传送需要2个时钟周期，cache 行大小为32字节，主存访问时间为100ns 。
（1） cache 读操作缺失的延迟时间是多少？
（2）总线带宽是多少？
（3）如果用该处理机组成多处理机系统，并将一个cache 行的数据传输至另一个处理机，已知通信建立时间为2两，处理机间数据传输带宽为
多少？
【答案】（1）时钟周期=
需次总线传输。
cache 读操作缺失延迟=总线仲裁时间+主存读操作时间+总线传输时间
（2）总线带宽
远程操作的总延迟时间=通信建立时间+处理机间数据传输时间
（3）有效数据传输带宽
一次总线传输的字节数=64/8=8，一个cache 行
那么远程操作的有效数据传输带宽是
四、综合应用题
9． 某计算机有如下部件：
令寄存器m ，通用寄存器
（2）画出移位器，主存M ，主存数据寄存器暂存器C 和D 。 指令的指令周期流程图。
的A ， B 两个输入端上，将所有寄存器都主存地址寄存器指（1）请将各逻辑部件组成一个数据通路，并标明数据流动方向。 【答案】（1）将C ，D 两个暂存器直接接到
双向接到单总线上，如图1所示。
图1 数据通路
（2）如图2所示：