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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。

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． 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。

4． 计算机的系统软件包括哪几类? 说明它们的用途。

【答案】系统软件用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途。它包括以下四类：

（1）各种服务性程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等；

（2）语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序等，用于把源程序翻译或解释成目的程序；

（3）操作系统，用来管理计算机资源（如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序）和自动调度用

户的作业程序，而使多个用户能有效地共用一套计算机系统；

，实现有组织地、动态地存储大量相关数据，方便多用户访（4）数据库管理系统（DBMS ）

问计算机软、硬件资源。

5． 比较数字计算机和模拟计算机的特点。

【答案】（1）模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的，用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式；

（2）数字计算机是在算盘的基础上发展起来的，采用数字表示数量的大小，其主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算，用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制

的控制方式；

（3）与模拟计算机相比，数字计算机的精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

6． 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。

7． 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。这三条总线是：内存总线，

输入瑜出

于总线和直接存储器访问总线供

总线，如图所示。内存总线用

和各类外设之间通讯用

；总和内存之间传送地址、数据的控制信息

；

线使内存和高速外设之间直接传送数据。通常在三总线系统中，任一时刻只使用一种总线，但若使用多入口存储器，内存总线可与

系统总线的工作效率较低。

总线同时工作，此时三总线系统比单总线系统运行得更快。或内存间接传送，所以三总线但是三总线系统中，设备不能直接进行信息传送，而必须经过

图3 三总线结构

三、计算题

8． 已知用二进制形式求（x ×y ）浮，保留4位有效数位。

第2步将被乘数与乘数的指数部分相加

用移码表不则为第3步将x 与y 的有效数位相乘：

【答案】第1步用二进制形式表示x 和y :

乘积为

溢也无下溢。 我们只需4位有效数位，故结果修正为已经规格化了。由于移码表示时，第4步规格化，并检因此既无上查是否溢出上步乘积结果为

第5步舍入操作：舍入到4位有效数字

这一步无需做任何操作，结果仍为

第6步确定乘积符号：由于x 和Y 符号相反，乘积为负数，即为

四、综合应用题

9． 指令流水线有取指译码执行访存 写回寄存器堆五个过程段，共有20条指令连续输入此流水线。 （1）画出流水处理的时空图，假设时钟周期为

（3）求流水线的加速比。

【答案】（1）若流水操作周期为每条指令都包含五个过程段。如图所示。 （2）求流水线的实际吞吐率（单位时间里执行完毕的指令数）。