2018年西安交通大学研究生院(苏州)814计算机基础综合[专业硕士]之计算机组成原理考研核心题库
● 摘要
一、名词解释
1． 时间并行
【答案】时间并行即时间重叠。让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以 加快硬件周转而赢得处理速度。其实质就是把一件工作按功能分割为若干个相互联系的部分，每一部分指定专门 的部件完成，各部分执行过程在时间上重叠起来，使所有部件依次分工合作完成完整的工作。典型应用就是流水 线技术。
2． AMP
【答案】同构多核处理机可以构成非对称
也可以采用异构多核和共享存储器构成。
多核结构。若处理机芯片内部是同构多核，但多核系统每个核运行一个独立的操作系统或同一操作系统的独立实例，那就变成非对称多核。
二、简答题
3． 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。
4． 说明总线结构对计算机系统性能的影响。
【答案】总线结构对计算机系统的性能影响有以下四点：
（1）简化了硬件的设计。从硬件的角度看，面向总线是由总线接口代替了专门的
由总线规范给出了传输线或信号的规定，并对存储器、设备和
的规定，所以，面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作插件等，将它们连入总线即可工作，而不必考虑总线的详细操作。
（2）简化了系统结构。整个系统结构清晰，连线少，底板连线可以印刷化。
（3）系统扩充性好。一是规模扩充，二是功能扩充。规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件；功能扩充 仅仅需要按总线标准设计一些新插件，插件插入机器的位置往往没有严格的限制。这就使系统扩充既简单又快速可靠，而且也便于查错。
（4）系统更新性能好。存储器、接口等都是按总线规约挂到总线上的，故只要总线设计恰当，可以随时随着处理器芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件，对系统进行更新，且这种更新只需更新需要更新 的插件，其他插件和底板连线一般不需更改。
第 2 页，共 27 页 接口，如何挂在总线上都作了具体插件、存储器插件以及
5． 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。
6． “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。
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． 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
时间T 为
有效MIPS 表达式为
（2）在上式中代入已知条件：
第 3 页，共 27 页 若期望得到的系统性能为64 MIPS, 试求F 值。 【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 ），则总执行
求得
四、综合应用题
9． 某局域网采用CSMA/CD协议实现介质访问控制，数据传输率为10Mbps ，主机甲和主机乙之间的距离为2km ，信号传播速度是200000km/S。请回答下列问题，要求说明理由或写出计算过程。
（1）若主机甲和主机乙发送数据时发生冲突，则从开始发送数据时刻起，到两台主机均检测到冲突时刻止，最短需经过多长时间? 最长需经过多长时间？（假设主机甲和主机乙发送数据过程中，其他主机不发送数据）
（2）若网络不存在任何冲突与差错，主机甲总是以标准的最长以太网数据帧（1518字节）向主机乙发送数据，主机乙每成功收到一个数据帧后立即向主机甲发送一个64字节的确认帧，主机甲收到确认帧后方可发送下一个数据帧，此时主机甲的有效数据传输速率是多少？（不考虑以太网帧的前导码）
【答案】（1）当甲乙两台主机同时向对方发送数据时，两台主机均检测到冲突的时间最短
：
当一台主机发送的数据就要到达另一台主机时，另一台主机才发
送数据，两台主机均检测到冲突的时间最长：
=1500B=1500x8bit=12000bit；发送1518B 的发送时间
间
=2km/200000km/s
的有效数据传输率为
10．执行一段程序时，
存储周期为
【答案】主存慢于则确认帧的发送时
间发送1518B 所用的总时间为9.33Mbps 。 完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，
已知求主存系统的效率和平均访问时间。
数据帧的传播时确认帧的传播时
间主机甲（2）有效数据传输速率=发送的有效数据/发送有效数据所用的总时间。发送的有效数据主存存储周期为的命中率为的倍率为主存系统效率e 为
平均访问时间
11．在图中，假定为取指并执行一条指令的时间为保护现场需 恢复现场需中断周期需每个设备的设备服务时间为试计算只有设备
第 4 页，共 27 页 时的系统中断饱和时间。 【答案】依次处理设备A 、设备D 、设备G 的时间为：
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