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一、名词解释

1． 同构多核

【答案】同构多核处理机内的所有计算内核结构相同，地位对等，它大多由通用的处理机核心构成，每个处理机核心 可以独立地执行任务，其结构与通用单核处理机结构相近。同构多核处理机的各个核心之间可以通过共享存储器 互连，也可以通过

2． 同时多线程

或局部存储器互连。

【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

3． 比较单总线、多总线结构的性能特点。

【答案】（1）单总线结构是通过一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，即各大部件之间的所有的信息传 送都通过这组总线。其结构如图1所示。优点是允许与内存之间直接交换信息，只需

分配总线使用权，不需要

设备之间或

设备

干预信息的交换，即总线资源

是由各大功能部件分时共享的。缺点是由于全部系统部件都连接在一组总线上，总线的负载很重，可能使其吞量达到饱和甚至不能胜任的程度，故多为小型机 和微型机采用。

图1 单总线结构

（2）双总线结构有两条总线，一条是内存总线，用于另一条是

构中，通道是计算机系统 中的一个独立部件，使理器，故双总线通常在大、中型计算机中采用。

内存和通道之间进行数据传送；

总线，用于多个外围设备与通道之间进行数据传送。其结构如图2所示。双总线结

的效率大为提高，并可以实现形式多样且更

为复杂的数据传送。优点是以增加通道这一设备为代价的，通道实际上是一台具有特殊功能的处

图2 双总线结构

（3）三总线结构在计算机系统各部件之间采用三条各自独立的总线来构成信息通路。这三条总线是：内存总线，

输入瑜出

于

总线和直接存储器访问

总线供

总线，如图所示。内存总线用

和各类外设之间通讯用；

总

和内存之间传送地址、数据的控制信息

；

线使内存和高速外设之间直接传送数据。通常在三总线系统中，任一时刻只使用一种总线，但若使用多入口存储器，内存总线可与系统总线的工作效率较低。

总线同时工作，此时三总线系统比单总线系统运行得更快。

或内存间接传送，所以三总线

但是三总线系统中，设备不能直接进行信息传送，而必须经过

图3 三总线结构

4． 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。

5． 在一个进程的执行过程中，是否其所有页面都必须处在主存中？

【答案】在有虚拟存储管理系统中，程序不是一次整体装入内存才运行，所以不是所有页面都必须处在主存中， 而是根据程序的局部性，有的页面在主存，有的页面在辅存。

6． 计算机的系统软件包括哪几类? 说明它们的用途。

【答案】系统软件用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途。它包括以下四类：

（1）各种服务性程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等；

（2）语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序等，用于把源程序翻译或解释成目的程序；（3）操作系统，用来管理计算机资源（如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序）和自动调度用

户的作业程序，而使多个用户能有效地共用一套计算机系统；

，实现有组织地、动态地存储大量相关数据，方便多用户访（4）数据库管理系统（DBMS ）

问计算机软、硬件资源。

7． 总线的一次信息传送过程大致分哪几个阶段? 若采用同步定时协议，请画出读数据的同步时序图。

【答案】总线的一次信息传送过程，大致分为五个阶段：请求总线、总线仲裁、寻址（目的地址）、信息传送、 状态返回（或错误报告）。读数据同步时序图如图所示：

图 读数据同步时序图

三、计算题

8． 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。 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

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