2018年西安工程大学计算机科学学院408计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研强化五套模拟题
● 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． 空间并行
【答案】空间并行即资源重复。在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜，通过重复设置硬件资源，大幅度提高计 算机系统的性能。随着硬件价格的降低，资源重复在单处理机中通过部件冗余、多存储体等方式被广泛应用，而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。
二、简答题
3． 比较通道、中断三种基本方式的异同点。
的工作效率； 【答案】（1）通道方式是通过执行通道指令来实现输入/输出的，可以实现对外设的统一管理和外设与内存的数 据传送，大大提高了
（2）的，数据传送
速度很快，且传送速率仅受内存访问时间的限制，但它需要更多的硬件，适用于内存和高速外设之间大批数据交 换的场合； 中断方式是通过在响应中断时，转入中断服务程序，执行输入/输出指令来完成输入/输出
的时间开销，但是硬的，一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了方式是由控制器在获得总线控制权后，直接在内存与外设之间实现数据传送
件结构稍微复杂。
4． 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：
5． 什么是指令? 什么是程序？
【答案】（1）每一个基本操作称为一条指令。
（1）解决某一问题的一串指令序列，称为程序。
6． 比较总线和标准的性能特点。
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【答案】（1）
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。
7． 总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段? 若采用同步定时协议，请画出读数据的同步时序图。
【答案】总线的一次信息传送过程，大致分为五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、 状态返回（或错误报告）。读数据同步时序图如图所示：
图 读数据同步时序图
三、计算题
8． 把十进制数
【答案】
写成浮点表示的机器数，阶码、尾数分别用原码、反码和补码表示。设阶码4位，阶符1位，尾数15位，尾数符号1位。
四、综合应用题
9． 某计算机存储器按字节编址，虚拟（逻辑）地址空间大小为16MB ，主存（物理）地址空间大小为1MB ，页面大小为4KB ; Cache 采用直接映射方式，共8行；主存与Cache 之间交换的
块大小为32B 。系统运行到某一时刻时，页表的部分内容和Cache 的部分内容分别如a 图、b 图所示; ，图中页框号及标记字段的内容为十六进制形式。
a 图页表的部分内容
b 图Cache 的部分内容
请回答下列问题。
（1）虚拟地址共有几位，哪几位表示虚页号? 物理地址共有几位，哪几位表示页框号（物理页号）？
（2）使用物理地址访问Cache 时，物理地址应划分哪几个字段? 要求说明每个字段的位数及在物理地址中的位置。
（3）虚拟地址001C60H 所在的页面是否在主存中? 若在主存中，则该虚拟地址对应的物理地址是什么? 访问该地址时是否Cache 命中? 要求说明理由。
（4）假定为该机配置一个4路组相联的TLB ，该TLB 共可存放8个页表项，若其当前内容（十六进制）如c 图所示，则此时虚拟地址024BACH 所在的页面是否在主存中? 要求说明理由。
c 图TLB 的部分内容
【答案】（1）由于页面大小为4KB ，页内地址需要12位，所以虚拟地址24位，其中虚页号占12位；物理地址20位，其中页框号（实页号）占8位。