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一、名词解释

1． 多处理机

【答案】多处理机指由两台以上处理机组成的计算机系统。每个处理机都有各自的控制和运算部件，可独立地执行程 序，而共享公共的主存储器和外围设备。处理机之间是通过网络实现通讯的。整个计算机系统都在统一的操作系 统控制下工作，按照多指令流、多数据流的模式实现对作业、任务、程序段的并行处理。

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． 现代计算机系统如何进行多级划分? 这种分级观点对计算机设计会产生什么影响？

【答案】（1）现代计算机系统可分为五个层次

① 第一级是微程序设计级或逻辑电路级，是一个实在的硬件级，由硬件直接执行；② ② 第二级是一般机器级，称为机器语言级，也是硬件级，它由微程序解释机器指令系统； ③ 第三级是操作系统级，它由操作系统程序实现；

④第四级是汇编语言级，由汇编程序支持和执行，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性；

⑤第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设置的。

（2）对计算机设计产生的影响

①用这种用一系列的级来组成计算机的概念和技术，对了解计算机如何组成提供了一种好的结构和体制；

②而且用这种分级的观点来设计计算机，对保证产生一个良好的系统结构也是很有帮助的。

4． 总线中三种桥的名称是什么? 它们的功能是什么？

【答案】（1）总线体系结构中的三种桥，即桥、总线桥、 桥。（2）桥连接两条总线，使彼此间相互通信。桥又是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到 另一条总线的地址空间上，从而使系统中的任意一个总线主设备都能看到通向的一

份地址表。

5． 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。

6． 比较总线和标准的性能特点。

【答案】（1）总线是当前使用的总线，是一个高带宽且与处理器无关的标准总线，又是重要的层次总线。它采用同步定时协议和集中式仲裁策略，并具有自动配置能力，适合于低成本的小系统，因此在微型机系统中得到 了广泛的应用。

（2）正在发展的标准，追求高端服务器市场的最新规范，是一种基于开关的体

总线，数系结构，可连接多达64000个服务器、存储系统、网络设备，能替代当前服务器中的

据传输率达30GB/S，因此适合于高成本的较大规模计算机系统。

7． 何谓分布式仲裁? 画出逻辑结构示意图进行说明。

【答案】分布式仲裁不需要集中的总线仲裁器，每个潜在的主方功能模块都有自己的仲裁号和仲裁器。当它们有 总线请求时，把它们唯一的仲裁号发送到共享的仲裁总线上，每个仲裁器将仲裁总线上得到的号与自己的号进行 比较。如果仲裁总线上的号大，则它的总线请求不予响应，并撤消它的仲裁号。最后，获胜者的仲裁号保留在仲 裁总线上。显然，分布式仲裁是以优先级仲裁策略为基础。逻辑结构如图所示：

图 分布式仲裁的逻辑结构示意图

三、计算题

8． 某处理机主频为40MHz ，数据总线64位，总线仲裁和地址传送需要2个时钟周期，cache 行大小为32字节，主存访问时间为100ns 。

（1） cache 读操作缺失的延迟时间是多少？

（2）总线带宽是多少？

（3）如果用该处理机组成多处理机系统，并将一个cache 行的数据传输至另一个处理机，已知通信建立时间为2两，处理机间数据传输带宽为

多少？

【答案】（1）时钟周期=

需次总线传输。

cache 读操作缺失延迟=总线仲裁时间+主存读操作时间+总线传输时间

（2）总线带宽

远程操作的总延迟时间=通信建立时间+处理机间数据传输时间

（3）有效数据传输带宽

一次总线传输的字节数=64/8=8，一个cache 行

那么远程操作的有效数据传输带宽是

四、综合应用题

9． 用

（1）-5

（2）-1.5

（3）384

（4）1/16

（5）-1/32 【答案】

10．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

位浮点格式表示如下的数：

（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