2018年四川省培养单位光电技术研究所408计算机学科专业基础综合之计算机组成原理考研核心题库
● 摘要
一、名词解释
1. 松耦合系统
【答案】松耦合系统又称间接耦合系统,指处理机之间物理连接的紧密程度与交互作用能力较弱,一般是通过通道或 通信线路实现处理机之间的互连,可以共享外存设备(磁盘、磁带等)。机器之间的相互作用是在文件或数据集 一级上进行。松耦合系统表现为两种形式:一种是多台计算机和共享的外存设备连接,不同机器之间实现功能上 的分工(
过通信线路连接,以求得更大范围的资源共享。
2. SIMD
【答案】
但单指令多数据)是提高数据并行处理能力的重功能和的位宽。
要手段。随着超大规 模集成电路的发展,主流微处理器厂商不断地增加等问题。
能专用化),机器处理的结果以文件或数据集的形式送到共享外存设备,供其他机器继续处理;另 一种是计算机网,机器通仍然存在诸多性能瓶颈,如地址不对齐、数据重组和控制相关的向量化(Control flow )
二、简答题
3. 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。
4. CTU 的性能指标有哪些? 其概念是什么?
【答案】把运算器和控制器合在一起称为中央处理机,简称CPU 。其性能指标主要有以下几个方面:
(1)主频:CPU 的时钟频率(CPU Clock Speed);
(2)内存总线速度:指CPU 与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度;
(3)扩展总线速度:指安装在微机系统上的局部总线如VESA 或PCI 总线接口卡的工作速度;
(4)工作电压:指CPU 正常工作所需的电压;
(5)地址总线宽度:决定了CPU 可以访问的物理地址空间,对于486以上的微机系统,地址线的宽度为32位,最多可以直接访问4096MB 的物理空间;
(6)数据总线宽度:决定了CPU 与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据 传输的信息量。
(7)主频/时钟周期:CPU 的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率(f )叫CPU 的主频,度量单位是MHz (兆赫兹)、GHz (吉赫兹);
主频的倒数称为CPU 时钟周期(T ),T=l/f,度量单位是
CPU 执行时间=CPU时钟周期数×CPU 时钟周期;
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. 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。
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。
(8)CPU 执行时间:表示CPU 执行一般程序所占用的CPU 时间,可用下式计算:
三、综合应用题
8. 现有如下6条指令序列:
请画出:(1)按序发射按序完成各段推进情况图。(2)按序发射按序完成的流水线时空图。
【答案】(1)如图1所示:
图1 按序发射按序完成各段推进情况图
(2)如图2所示:
图2 按序发射按序完成的流水线时空图
9. 利用上题表达式,假设【答案】在上式中代入已知条件:
求得 要求得到的系统性能为试求F 值。
10.将下面一条ARM 汇编语言指令翻译成用十进制和二进制表示的机器语言指令:
【答案】是32位计算机,按其指令机器格式,十进制和二进制表示的机器语言是:
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