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一、简答题

1． 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。

2． 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。

3． 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。

4． 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

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

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。

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

5． 什么是指令? 什么是程序？

【答案】（1）每一个基本操作称为一条指令。 （1）解决某一问题的一串指令序列，称为程序。

二、分析题

6． 某计算机系统的内存储器由cache 和主存构成，cache 的存取周期为45ns , 主存的存取周期为200ns 。已知在一段给定的时间内，CPU 共访问内存4500次，其中340次访问主存。问：

（1）cache 的命中率是多少？

（2）CPU 访问内存的平均时间是多少纳秒？ （3）cache-主存系统的效率是多少？ 【答案】（1）cache 的命中率

（2）CPU 访存的平均时间

（3）cache-主存系统的效率

7． 设变量h 放在寄存器代码。C 赋值语句是；

【答案】虽然C 语句只有一个相加的操作，但是两个操作数均在存储器中，因此需要更多的ARM 指令。首先用取字（LDR

）指令访问存储器单元存器

最后用存字（STR ）指令将

寄存器，位移量为

然后用ADD 指令将

放在寄

中的结果写到存储器单元

此时寄存器作为基地址

数组A 的基值放在寄存器r3, 请将下面c 语句翻译成ARM 汇编语言

因ARM 也是字节寻址。3条ARM 汇编语言指令形式如下：

，颜色为真彩色，帧频为75Hz （逐行扫描）（24位）

8． 某光栅扫描显示器的分辨率为

显示存储器为双端口存储器。回归和消隐时间忽略不计。

（1）每一像素允许的读出时间是多少？ （2）刷新带宽是多少？ （3）显示总带宽是多少？

【答案】（1）每一像素允许的读出时间为

（2）刷新带宽一分辨率×颜色深度×帧频

（3）显示总带宽=刷新带宽

9． 设一个按位编制的虚拟存储器，它可以满足1K 个任务的需要，但在一段较长的时间内一般只有四个任务在使用，故用容量为四行的相连存储器组硬件来缩短被变换的虚地址中的用户位数，每个任务的程序空间最大可达4096个页，每页为512字节，实主存容量为220位，设快表用CAM 存储器构成，行数为22, 快表的地址是经过散列技术形成的。为减少散列冲突，配有两套独立的相等比较器电路（这时快表的每行包含两个单元，各存放一个进行地址交换的表目）。请设计该地址变换机构：

（1）画出其虚实地址经快表变换的逻辑示意图； （2）求相连存储器组中每个寄存器的相连比较位数； （3）求散列变换硬件的输入位数和输出位数； （4）求每个相等比较器的位数； （5）求快表的总位数。