2017年西安交通大学机械工程学院814计算机基础综合之计算机组成原理考研仿真模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 时间并行
【答案】时间并行即时间重叠。让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以 加快硬件周转而赢得处理速度。其实质就是把一件工作按功能分割为若干个相互联系的部分，每一部分指定专门 的部件完成，各部分执行过程在时间上重叠起来，使所有部件依次分工合作完成完整的工作。典型应用就是流水 线技术。
2． 紧耦合系统
【答案】紧耦合系统又称直接耦合系统，指处理机之间物理连接的频带较高，一般是通过总线或高速开关实现互连， 可以共享主存。由于信息传输率较高，因而可以快速并行处理作业或任务。
二、简答题
3． 什么是内存? 什么是外存? 什么是CTU? 什么是适配器? 简述其功能。
【答案】（1）内存是指计算机内部的半导体存储器；半导体存储器的存储容量有限，因此计算机中又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。内存和外存共同用来保存二进制数据。
（2）把运算器和控制器合在一起称为中央处理器，简称CPU 。它用来控制计算机及进行算术逻辑运算。
（3）适配器是指连接主机与外设的一个中间电路，也称作接口，其作用相当于一个转换器，它可以保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式发送或接收信息。
4． 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
5． 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）
，T=l/f，度量单位是主频的倒数称为CPU 时钟周期（T ）
CPU 执行时间=CPU时钟周期数×CPU 时钟周期；
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． 说明存储器总线周期与总线周期的异同点。
【答案】存储总线周期用于对内存读写，
总线周期用于对接口中的端口进行读写。 （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、计算题
8． 如果一条指令的执行过程分为取指令、指令分析、指令执行三个子过程，且取指令、分析指令、执行指令三个过程段的时间都是
n=2000条指令所用的总时间。
【答案】①顺序执行方式
：
②流水执行方式：
分别求指令顺序执行、指令流水执行两种方式执行
四、综合应用题
9． 有一个处理机，
主存容量
【答案】
内存中共有
有行。一块有
所以
其中个字。
即10000h 内字长18，块大小168，个块。
容易行。 个，即
若采用直接映射式，请给出2个不同标记的内存地址，它们映射到同一个中可以存放的内存块数为的行号i 和主存块号j 有如下的函数关系
所以内存中的第0块，第m 块，第2m 块，... 将映射到第一行。 即第0块、第4096块将映射到同一行，它们的内存地址为OOOOOh 和
存地址将映射到同一行。
10．某机器采用四体交叉存储器，今执行一段小循环程序，此程序放在存储器的连续地址单元中。假设每条 指令的执行时间相等，而且不需要到存储器存取数据，请问在下面两种情况中（执行的指令数相等），程序运行的时间是否相等？
（1）循环程序由6条指令组成，重复执行80次。
（2）循环程序由8条指令组成，重复执行60次。
【答案】设取指周期为T ，总线传送周期为指令执行时间为
可以看出指令如果仅仅是串行执行器真正的执行时间相同，但是由于采用了四体交叉存储器，故程序运行时 间不相等。
11．假设计算机系统采用CSCAN （循环扫描）磁盘调度策略。使用2KB 的内存空间记录16384个磁盘块的空闲状态。
（1）请说明在上述条件下如何进行磁盘空闲状态的管理。
（2）设某单面磁盘旋转速度为每分钟6000转，每个磁道有100个扇区，相邻磁道间的平均移动时间为lms 。若在某时刻，磁头位于100号磁道处，并沿着磁道号增大的方向移动（如下图
，磁道号请求队列为50，90，30，120，对请求队列中的每个磁道需要读取1个随机分布的所示）
扇区，则读完这4个扇区总共需要多少时间? 要求给出计算过程。
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