2017年华北水利水电大学553计算机组成原理考研复试核心题库
● 摘要
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．
码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理? 为什么？ 【答案】不合理。
指令最好是半字长或单字长，设计16位比较合适。一个字符的单元字长为32
位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，所用的时间较长，不过，一条指令至 少占一个单元，若指令字长12位，一条指令只占了一个单元（32位）的12位，剩佘的22位就浪费了，这样看 来不合理，因为通常单字长指令很多，累计的浪费就很大。
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。
是7位，如果设计主存
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128个整数，
计算80个整数、
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。
第 2 页，共 11 页
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32个整数，计算128个整数，计算64个整数、计算32个
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）：
第 3 页，共 11 页
一、名词解释
1． 同时多线程
【答案】同时多线程技术是一种简单、低成本的并行技术。与单线程处理机相比，同时多线程处理机只花费很小的代 价，而性能得到很大改善。在原有的单线程处理机内部为多个线程提供各自的程序计数器、相关寄存器以及其他 运行状态信息，一个“物理”处理机被模拟成多个“逻辑”处理机，以便多个线程同步执行并共享处理机的执行 资源。应用程序无需做任何修改就可以使用多个逻辑处理机。
二、简答题
2． 某机器
中有16个通用寄存器，运行某中断处理程序时仅用到其中2个寄存器，请问响应
中断而进入该中断处理程序时是否要将通用寄存器内容保存到主存中去? 需保存几个寄存器？
【答案】（1）要将通用寄存器内容保存到主存中去。
（2）中断服务程序中要使用的通用寄存器原内容保存到存储器中，中断服务程序要动用哪个寄存器，就保存哪个，所以需要保存2个。
3． 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。
三、计算题
4． 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
第 4 页，共 11 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