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一、名词解释

1． 空间并行

【答案】空间并行即资源重复。在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜，通过重复设置硬件资源，大幅度提高计 算机系统的性能。随着硬件价格的降低，资源重复在单处理机中通过部件冗余、多存储体等方式被广泛应用，而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。

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． 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。

4． 数字计算机有哪些主要应用？

【答案】数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。

5． 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。

6． 段式虚拟存储器对程序员是否透明？请说明原因。

【答案】虚拟管理是由软件（操作系统）和硬件共同完成，由于软件的介入，虚存对实现存储管理系统程序不透 明。而段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常，程序员把子程序、操作数和常数等不同 类型的数据划分到不同的段中，并且每个程序可以有多个相同类型的段。由于分段是由程序员完成的，所以段式 虚拟存储器对程序员而言不是透明的，但虚存到实存的地址映射是由系统软件辅助完成的，故对应用程序而言， 段是虚拟存储器是“半透明”的。

7． 比较通道、中断三种基本方式的异同点。

的工作效率； 【答案】（1）通道方式是通过执行通道指令来实现输入/输出的，可以实现对外设的统一管理和外设与内存的数 据传送，大大提高了

（2）的，数据传送

速度很快，且传送速率仅受内存访问时间的限制，但它需要更多的硬件，适用于内存和高速外设之间大批数据交 换的场合； 中断方式是通过

件结构稍微复杂。

在响应中断时，转入中断服务程序，执行输入/输出指令来完成输入/输出的时间开销，但是硬的，一般适用于随机出现的服务，且一旦提出要求应立即进行，节省了方式是由控制器在获得总线控制权后，直接在内存与外设之间实现数据传送

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

方案2处理机的利用率为（

不计算在内）：

计算32个整数，计算128个整数，计算64个整数、计算32个四个核组成，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

四、综合应用题

9． 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

10．某公司网络拓扑图如下图所示，路由器R1通过接口El 、E2分别连接局域网1、局域网2，通过接口10连接路由器R2，并通过路由器R2连接域名服务器与互联网。R1的10接口的IP 地址是202.118.2.1；R2的10接口的IP 地址是202.118.2.2，11接口的IP 地址是130.11.120.1，E0接口的IP 地址是202.118.3.1；域名服务器的IP 地址是202.118.3.2。

（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