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一、名词解释

1． 紧耦合系统

【答案】紧耦合系统又称直接耦合系统，指处理机之间物理连接的频带较高，一般是通过总线或高速开关实现互连， 可以共享主存。由于信息传输率较高，因而可以快速并行处理作业或任务。

二、简答题

2． 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。

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。

三、计算题

4． 某异构多核处理机由需的时间分别为

以下两种方案分配计算任务：

方案1:整数；

方案2:

计算48个整数，计算32个整数，

四个核组成，四个核各自完成一次平方运算所

现需计算一个256个整数的数组的每个整数的平方值，分别按

计算128个整数，计算128个整数，

计算64个整数、计算80个整数、

计算32个执行其他

任务（不参与计算）。

忽略访存延迟的影响。

（1）求两种方案下完成任务所需的时间。

（2）若定义各个处理机核不空闲的时间总和与各个处理机核总执行时间总和之比为处理机的利用率，求该处理机执行以上任务时的利用率。

【答案】（1）完成任务所需的时间为各个核运行时间的最大值。 方案1完成任务所需的时间为

方案2完成任务所需的时间为

（2）处理机的利用率： 方案1处理机的利用率为

方案2处理机的利用率为（

不计算在内）：

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。

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

2． 比较单总线、多总线结构的性能特点。

【答案】（1）单总线结构是通过一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，即各大部件之间的所有的信息传 送都通过这组总线。其结构如图1所示。优点是允许与内存之间直接交换信息，只需

分配总线使用权，不需要

设备之间或

设备

干预信息的交换，即总线资源

是由各大功能部件分时共享的。缺点是由于全部系统部件都连接在一组总线上，总线的负载很重，可能使其吞量达到饱和甚至不能胜任的程度，故多为小型机 和微型机采用。

图1 单总线结构

（2）双总线结构有两条总线，一条是内存总线，用于另一条是

构中，通道是计算机系统 中的一个独立部件，使理器，故双总线通常在大、中型计算机中采用。

内存和通道之间进行数据传送；

总线，用于多个外围设备与通道之间进行数据传送。其结构如图2所示。双总线结

的效率大为提高，并可以实现形式多样且更

为复杂的数据传送。优点是以增加通道这一设备为代价的，通道实际上是一台具有特殊功能的处

图2 双总线结构

（3）三总线结构在计算机系统各部件之间采用三条各自独立的总线来构成信息通路。这三条