2017年中央民族大学信息工程学院856计算机学科专业综合之计算机组成原理考研导师圈点必考题汇编
● 摘要
一、分析题
1． 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。
2． —磁带机有9道磁道，带长700m , 带速2m/ s，每个数据块1KB , 块间间隔14mm 。若数据传输率为
试求：
（1）记录位密度。
（2）若带首尾各空2m ，求此带最大有效存储容量。 【答案】（1）由于数据传输率（2）传送一个数据块所需时间为
一个数据块占用长度为
每块间隙
数据块总数为
故磁带存储器有效存储容量为
3． 某磁盘里，平均找道时间为20ms , 平均旋转等待时间为7ms , 数据传输率为写回磁盘机，每个文件平均需要2ms 的额外处理时间。问：
（1）检查并更新所有文件需要占用多少时间？
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其中D 为记录位密度，vS 线速度，故
磁盘机
上存放着500个文件，每个文件的平均长度为1MB 。现需将所有文件逐一读出并检查更新，然后
（2）若磁盘机的旋转速度和数据传输率都提高一倍，检查并更新全部文件的时间是多少？ 【答案】（1）每次磁盘读写的时间=找道时间+等待时间+数据传输时间，故总的文件更新时间为
（2）若磁盘机的旋转速度提高一倍，则平均旋转等待时间缩短为3.5ms ; 若磁盘机的数据传输率都提高一倍，则变为
故总的文件更新时间为
4． 假设一条指令的指令周期分为取指令、指令译码、执行指令三个子过程段，且这三个子过程延迟时间相等，即每个子过程延迟时间都为T 。假设某程序共同n=10000条指令，请写出如下两种情况下CPU 执行该程序所需的时间，画出时空图。
（1）指令顺序执行方式； （2）指令流水执行方式。
【答案】（1）指令顺序执行方式如图1所示。
图1指令顺序执行方式
执行n 条指令的总时间为：线中同时有3 条指令在执行，故
其中2T 是填满流水线的时间。
（2）指令流水执行方式如图2所示。执行n 条指令的总时间为：2T 时间延迟后，CPU 流水
图2指令流水执行方式
5． 浮点数四则运算的基本公式如下：
其中
.
算器的逻辑结构图。
【答案】浮点乘法和除法相对来说比较简单，因为尾数和阶码可以独立处理：浮点乘法只需对尾数作定点乘和阶码作定点加，而浮点除法只需对尾数作定点除和阶码作定点减即可。不论乘
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试画出浮点运
法和除法，需将结果规格化。
浮点加减法较复杂，原因在于尾数相加或减之前必须对阶。为此，将较小的阶码X 。
对应的尾数
（1）计算（2）将
（3）计算
（4）将结果规格化。
图为浮点运算器的结构图。该运算器由两个相对独立的定点运算器组成。阶码部件只进行加、减操作，
实现对阶（求阶差）和阶码加减法操作部件完成。寄存器
尾数部分可进行加、减、乘、除运算，
并与阶码部件协同完成对阶和规格化等功能。尾数的加、减由加法器完成，尾数乘除由高速乘除
和积商寄存器本身具有移位功能，以便完成对阶和规格化等操作。
移
右移
位以得到一个新的尾数
.
这样就能与
进行运算。因
此浮点加减法需要四步运算：
； （定点减法）位以形成.
； （定点加法或减法）
图
6． CPU 执行一段程序时，cache 完成存取的次数为3800次，主存完成存取的次数为200次，已知cache 存取周期为50ns , 主存为250ns ，求cache-主存系统的效率和平均访问时间。
【答案】cache 的命中率
cache-主存系统效率e 为
平均访问时间
为
二、计算题
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