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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． 说明软件发展的演变过程。

【答案】软件的发展演变主要有以下几个过程：

（1）在早期的计算机中，人们是直接用机器语言即机器指令代码来编写程序的，这种方式编写的程序称为手编程序；

（2）后来，为了编写程序方便和提高机器的使用效率，人们使用一些约定的文字、符号和数字按规定的格式来表示各种不同的指令，然后再用这些特殊符号表示的指令来编写程序，这就是汇编程序；

（3）为了进一步实现程序自动化和便于程序交流，使不熟悉具体计算机的人也能很方便地使用计算机，人们又创造了各种接近于数学语言的算法语言；

（4）随着计算机技术的日益发展，原始的操作方式越来越不适应，特别是用户直接使用大型机器并独占机器，无论是对机器的效率来说还是对方便用户来说都不适宜，于是人们又创造出操作系统；

（5）随着计算机在信息处理、情报检索及各种管理系统中应用的发展，要求大量处理某些数据，建立和检索大量的表格。这些数据和表格按一定的规律组织起来，使得处理更方便，检索更迅速，用户使用更方便，于是出现了数据库，数据库和数据库管理软件组成了数据库管理系统。

4． 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。

5． “计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价吗? 用学科角度和计算机系统的层次结构来说明你的观点。

【答案】“计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价不等价，原因如下：

（1）计算机应用是一个学科的名词，它包含计算机网络、信息管理、数据库技术、人工智能、计算机辅助设计等多个领域；

（2）应用计算机，从计算机层次结构的角度来看，不同的应用者，应用的方法和目标是不同的，如CPU 的设计者是在微程序级应用计算机，目的是为后面的应用者提供功能强大的指令系统；而操作系统的设计者是在汇编语言级应用计算机，目的是扩展硬件功能，为后面的应用者提供良好的操作环境和手段。

6． 说明存储器总线周期与总线周期的异同点。

总线周期用于对接口中的端口进行读写。 【答案】存储总线周期用于对内存读写，

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、综合应用题

8． 某机器字长为32位，主存容量为

器间接寻址、立即、直接等寻址方式。（1）指令格式如何安排？

（2）能否增加其他寻址方式？

【答案】（1）由题意知，主存容量为地址至少需要20位表示，而机器字长为32位。50种操作码至少需要6位表示；四种寻址方式至少需要2位表示；源操作数和目的操作数放在16个通用寄存器中，各需4位；剩 下16位表示形式地址D 。

寄存器寻址方式，有效地址

寄存器间接寻址方式，有效地址

立即寻址方式。

直接寻址方式，有效地址

单字长指令，有50种操作码，采用寄存器寻址、寄存中有和16个通用寄存器。问：

（2）当D 变成23位时，寻址模式变成3位，可有更多的寻址方式。可使用

相对寻址方式，或者直接增加间接寻址方式

9 设包含4个数据元素的集合．

为

：

法，查找成功时的平均查找长度为2.2。请回答, 寄存器，增加各元素的查找概率依次将S 保存在一个长度为4的顺序表中，采用折半查找

（1）若采用顺序存储结构保存S , 且要求平均查找长度更短，则元素应如何排列？应使用何种查找方法？查找成功时的平均查找长度是多少？

（2）若采用链式存储结构保存S , 且要求平均查找长度更短，则元素应如何排列？应使用何种查找方法？查找成功时的平均查找长度是多少？

【答案】（1）由于个元素的查找概率不同，很自然的把查找小的位置用于存放查找概率大的元素，故要使查找长度更短，应该采用顺序存储结构，数据元素按其查找概率降序排列。这样查找成功时的平均查找长度

ASL=

（2）链式存储则可以采用二叉链表存储结构，构造二叉排序树，元素存储方式见下图，

10．某计算机字长为32位，主存容量为64KB ，采用单字长单地址指令，共有40条指令。试采用直接、立 即、变址、相对四种寻址方式设计指令格式。 采用二叉排序树的查找方法，查找成功时的平均查找长

度

【答案】由题意知，40条指令至少需要6位OP ; 四种寻址方式至少需要2位表示；主存容量为64K 字，故地址 至少需要16位表示，而机器字长为32位，故设计指令格式如下：

时，直接寻址方式，有效地址

时，立即寻址方式，操作数=D;

时，变址寻址方式，有效地址

时，相对寻址方式，有效地址