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一、简答题

1． 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。

2． 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。

二、分析题

3． 通道有几种类型？简述其特点。

【答案】（1）选择通道

又称高速通道，在物理上可接多个设备，但逻辑上只能接一个设备，主要用于连接高速外设。但外设的辅助操作时间长，此期间内通道处于等待状态，利用率不高。

（2）数组多路通道

不仅在物理上可接多个设备，逻辑上也可接多个设备。既保留了选择通道高速传送数据的优点，又充分利用了控制性操作的时间间隔为其他设备服务，通道效率充分得到发挥。

（3）字节多路通道

主要用于连接大量低速设备。物理上、逻辑上均可连接多个设备。不仅允许多个设备同时操作，也允许它们同时进行传输型操作。各设备与通道间的数据传送以字节为单位交替进行。

4． 比较同步定时与异步定时的优缺点。

【答案】同步定时协议采用公共时钟，具有较高的传输频率。但由于同步总线必须按最慢的模块来设计公共时钟，当各功能模块存取时间相差很大时，会大大损失总线效率。

异步定时的优点是总线周期长度可变，不把响应时间强加到功能模块上，因而允许快速和慢速的功能模块都能连接到同一总线上。但缺点是：总线复杂，成本较高。

三、综合应用题

5． 已知存储周期主存存储周期主存系统平均访问时间主存系统平均访问时间为而

求的命中率是多少？ 【答案】已知所以有

6． 如果一条指令的执行过程分为取指令、指令译码、指令执行三个子过程，每个子过程时间都

为

（1）请分别画出指令顺序执行和流水执行方式的时空图。

（2）计算两种情况下执行n=1000条指令所需的时间。

（3）流水方式比顺序方式执行指令的速度提高了几倍？

【答案】①设三个子过程为取指令执行方式时空图如图（a ）和（b ）所示。

指令译码指令执行则指令顺序执行和流水

图 指令执行方式时空图

①顺序执行方式：

流水执行方式：

②加速比：

7． 某页式存储管理，页大小为倍 逻辑地址空间包含16页，物理地址空间共有8页。逻辑地

所以逻辑地址空间为逻辑地址应用 址应有多 少位？主存物理空间有多大？ 【答案】逻辑地址空间包含16页，

页大小为

4+11=15位，物理空间共有8页，页大小为 所以主存物理空间

8． 有一个字长为32位的浮点数，符号位1位；阶码8位，用移码表示；尾数23位，用补码表示；基数为 2。请写出：

（1）最大数的二进制表示；

（2）最小数的二进制表示；

（3）规格化数所能表示的数的范围。 【答案】格式（E 的取值范围：1〜254，全0和全1分别表示0和无穷大）如下。

即

即

（3）规格化数所能表示数的范围：

最小的正数：阶码取最小的负数，尾数取最小的正数

即

最大的正数：阶码取最大的正数，尾数取最大的正数

即

即 最大的负数：阶码取最大的正数，尾数取最大的负数

最小的负数：阶码取最小的负数，尾数取最小的负数

所以范围是：至

9． 系统中有多个生产者进程和消费者进程，共享用一个可以存1000个产品的缓冲区（初始为空），当缓冲区为未满时，生产者进程可以放入一件其生产的产品，否则等待；当缓冲区为未空时，消费者进程可以取走一件产品，否则等待。要求一个消费者进程从缓冲区连续取出10件产品后，其他消费者进程才可以取产品，请用信号量P , V （wait ，signed ）操作实现进程间的互斥和同步，要求写出完整的过程；并指出所用信号量的含义和初值

【答案】设置5个信号量

empty :表示缓冲区是否为空，初值为1000

full ：表示缓冲区是否为满，初值为0

mutexl :生产者之间的互斥信号，初值为1

mutex2:消费者之间的互斥信号，初值为1

available :当前消费者能否访问缓冲区，初值为1

（1）最大数的二进制：阶码取最大的正数，尾数取最大的正数，表示为

（2）最小数的二进制：阶码取最大的正数，尾数取最大的负数，表示为