2018年甘肃省培养单位近代物理研究所866计算机原理之计算机组成原理考研仿真模拟五套题
● 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。
2． 线程级并行
【答案】线程级并行（
的空闲时间这一问题而引入的。
）技术是针对如何减少处理机执行部件
二、简答题
3． 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。
4． 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。
5． 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是7位，如果设计主存接口，如何挂在总线上都作了具体插件、存储器插件以及
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。
6． 数字计算机有哪些主要应用？
【答案】数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
7． “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。
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． 设有 段指令流水线，它们是取指令、译码、执行、存结果，各流水段的持续时间均为出。
条指令，请画出指令流水线时空图。 （1）连续输入
（2）推导流水线实际容吐率的公式P ，它定义为单位时间输出的指令数。
（3）推导流水线的加速比公式S ，它定义为顺序执行n 条指令所用的时间与流水执行n 条指令所用的时间之比。
【答案】（1）设
图如图所示。
个，流水段为取指译码执行存结果指令流水线时空
图
（2）从图看出，用个时钟周期
因此流水线完成n 条指令所需的总时间为
条指令流水时空图 完成第1条指令，其余 个时钟周期完成条指令。
根据定义，吞吐率P 为
（3）顺序执行n 条指令所用的总时间为
根据定义，加速比的公式为