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一、名词解释

1． 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。

2． 异构多核

【答案】异构多核处理机内的各个计算内核结构不同，地位不对等。一般多采用“主处理核+协处理核”的主从架构。 异构多核处理机的优势在于可以同时发挥不同类型处理机各自的长处来满足不同种类的应用的性能和功耗需求。

研宄表明，异构组织方式比同构的多核处理机执行任务更有效率，实现了资源的最佳化配置，而且降低了系 统的整体功耗。

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

件结构稍微复杂。

4． 什么是存储容量? 什么是单元地址? 什么是数据字? 什么是指令字？

【答案】（1）存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。

（2）每个存储单元的编号，称为单元地址。

（3）如果某字代表要处理的数据，称为数据字。

（4）如果某字代表一条指令，称为指令字。

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

5． 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。

6． 冯•诺依曼型计算机的主要设计思想是什么? 它包括哪些主要组成部分？

【答案】冯. 诺依曼型计算机的主要设计思想是存储程序并按地址顺序执行，它由运算器，控制器，存储器，适配器及I/O设备组成。

7． 比较总线和标准的性能特点。

【答案】（1

）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。

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． 设某机字长为32位，中有16个32位通用寄存器，设计一种能容纳64种操作的指令系

型指令的最大存储空间是多少？

16个通用寄存器至少需要4位表示；机器字统。如果采用通用寄存器作基址寄存器，则【答案】由题意知，64种操作至少需要6位

最大存储空间是

长为32位，剩下22位用作形式地址。基址寄存器为32位，D 为22位，故最大的存储空间为故

10．1）某16位计算机主存按字节编码。存取单位为16位；采用16位定长指令格式；CPU 采用单总线结构，主要部分如下图1所示。图中为通用寄存器；T 为暂存器；SR 为移位寄存器，可实现直送（mov ）、左移一位（left ）、右移一位（right ）3种操作，控制信号为Srop , SR 的输出信号Srout 控制；ALU 可实现直送A （mova ）、A 加B （add ）、A 减B （sub ）、A 与B （and ）、A 或B （or ）、非A （not ）、A 加1（inc ）7种操作，控制信号为ALUop 。

图1

请回答下列问题。

（1）图1中哪些寄存器是程序员可见的？为何要设置暂存器T?

（2）控制信号ALUop 和SRop 的位数至少各是多少？

（3）控制信号Srout 所控制部件的名称或作用是什么？

（4）端点中，哪些端点须连接到控制部件的输出端？

中相应的端点之间添加必要的连线。写出连（5）为完善单总线数据通路，需要在端点

线的起点和终点，以正确表示数据的流动方向。

（6）为什么二路选择器MUX 的一个输入端是2?

2）题1）中描述的计算机，其部分指令执行过程的控制信号如如图2所示。