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2018年西安交通大学前沿科学技术研究院814计算机基础综合之计算机组成原理考研仿真模拟五套题

  摘要

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. AMP

【答案】同构多核处理机可以构成非对称也可以采用异构多核和共享存储器构成。

多核结构。若处理机芯片内部是同构多核,但

多核系统

每个核运行一个独立的操作系统或同一操作系统的独立实例,那就变成非对称多核。

二、简答题

3. 说明总线结构对计算机系统性能的影响。

【答案】总线结构对计算机系统的性能影响有以下四点:

(1)简化了硬件的设计。从硬件的角度看,面向总线是由总线接口代替了专门的由总线规范给出了传输线或信号的规定,并对存储器、

设备和

的规定,所以,面向总线的微型计算机设计只要按照这些规定制作插件等,将它们连入总线即可工作,而不必考虑总线的详细操作。

(2)简化了系统结构。整个系统结构清晰,连线少,底板连线可以印刷化。

(3)系统扩充性好。一是规模扩充,二是功能扩充。规模扩充仅仅需要多插一些同类型的插件;功能扩充 仅仅需要按总线标准设计一些新插件,插件插入机器的位置往往没有严格的限制。这就使系统扩充既简单又快速可靠,而且也便于查错。

(4)系统更新性能好。

存储器、

接口等都是按总线规约挂到总线上的,故只要总线

设计恰当,可以随时随着处理器芯片以及其他有关芯片的进展设计新的插件,对系统进行更新,且这种更新只需更新需要更新 的插件,其他插件和底板连线一般不需更改。

4. 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。

接口,

如何挂在总线上都作了具体插件、存储器插件以及

5. 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

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,节省了件结构稍微复杂。

6. 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。

7. 某总线在一个总线周期中并行传送8个字节的信息,假设一个总线周期等于一个总线时钟周期,总线时钟频率为

总线带宽是多少?

【答案】每个总线周期并行传送8字节,则总线带宽为:

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. 设F 为一个计算机系统中n 台处理机可以同时执行的程序的百分比,其余代码必须用单台处理机顺序执行。每台处理机的执行速率为x (MIPS ),并假设所有处理机的处理能力相同。

(1)试用参数n 、F 、x 推导出系统专门执行该程序时的有效MIPS 速率表达式。 (2)假设时间T 为

有效MIPS 表达式为

(2)在上式中代入已知条件:

求得

若期望得到的系统性能为64 MIPS, 试求F 值。

【答案】(1)设总指令数为m ,并行指令数为m (P ), 顺序指令数为m (S ),则总执行

四、综合应用题

9. 写出下列各整数的原码、反码、补码表示(用8位二进制数)。其中

是最低位。 (1)-35 (2)128 (3)-127 (4)-1 【答案】

10.已知一个带有表头结点的单链表,结点结构为

,是最高位(符号位)

假设该链表只给出了头指针list 。在

不改变链表的前提下,请设计一个尽可能高效的算法,查找链表中倒数第k 个位置上的结点(k 为正整数)。若查找成功,算法输出该结点的data 域的值,并返回1;否则,只返回0。要求:

(1)描述算法的基本设计思想; (2)描述算法的详细实现步骤;

(3)根据设计思想和实现步骤,采用程序设计语言描述算法(使用C 或C++或JA V A 语言实现),关键之处请给出简要注释。

【答案】(1)算法的基本设计思想定义两个指针变量p 和q ,初始时均指向头结点的下一个结点。p 指针沿链表移动;当p 指针移动到第k 个结点时,q 指针开始与p 指针同步移动;当{)指针移动到链表最后一个结点时,因为p 和q 相隔k ,故q 指针所指元素为倒数第k 个结点。以上过程对链表仅进行一遍扫描。

(2)算法的详细实现步骤

①count=0,p 和q 指向链表表头结点的下一个结点; ②若p 为空,转⑤;,

③若count 等于k ,则q 指向下一个结点;否则,count=count+l; ④p 指向下一个结点,转步骤②;

⑤若count 等于k ,则查找成功,输出该结点的data 域的值,返回1;否则,查找失败,返回0;

⑥算法结束。 (3)算法实现