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一、名词解释

1． SIMD

【答案】

但单指令多数据）是提高数据并行处理能力的重功能和的位宽。

要手段。随着超大规 模集成电路的发展，主流微处理器厂商不断地增加等问题。

2． 同时多线程

【答案】同时多线程技术是一种简单、低成本的并行技术。与单线程处理机相比，同时多线程处理机只花费很小的代 价，而性能得到很大改善。在原有的单线程处理机内部为多个线程提供各自的程序计数器、相关寄存器以及其他 运行状态信息，一个“物理”处理机被模拟成多个“逻辑”处理机，以便多个线程同步执行并共享处理机的执行 资源。应用程序无需做任何修改就可以使用多个逻辑处理机。

仍然存在诸多性能瓶颈，如地址不对齐、数据重组和控制相关的向量化（Control flow ）

二、简答题

3． 比较数字计算机和模拟计算机的特点。

【答案】（1）模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，运算过程也是连续的，用电压表示数据，采用电压组合和测量值的计算方式，盘上连线的控制方式；

（2）数字计算机是在算盘的基础上发展起来的，采用数字表示数量的大小，其主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算，用数字0和1表示数据，采用数字计数的计算方式，程序控制的控制方式；

（3）与模拟计算机相比，数字计算机的精度高，数据存储量大，逻辑判断能力强。

4． 在虚存实现过程中，有些页面会在内存与外存之间被频繁地换入和换出，使系统效率急剧下降。这种现 象称为颠簸。请解释产生颠簸的原因，并说明防止颠簸的办法。

【答案】产生颠簸的原因主要有：

（1）分配的页面数太少；

（2）替换策略不佳。

防止颠簸的办法：

（1）适当增加分配给用户程序的页面数；

（2）选取或更好的替换策略。

5． “计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价吗? 用学科角度和计算机系统的层次结构来说明你的观点。

【答案】“计算机应用”与“应用计算机”在概念上等价不等价，原因如下：

（1）计算机应用是一个学科的名词，它包含计算机网络、信息管理、数据库技术、人工智能、计算机辅助设计等多个领域；

（2）应用计算机，从计算机层次结构的角度来看，不同的应用者，应用的方法和目标是不同的，如CPU 的设计者是在微程序级应用计算机，目的是为后面的应用者提供功能强大的指令系统；而操作系统的设计者是在汇编语言级应用计算机，目的是扩展硬件功能，为后面的应用者提供良好的操作环境和手段。

6． 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。

7． 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。

三、计算题

8． 已知用二进制形式求（x ×y ）浮，保留4位有效数位。

第2步将被乘数与乘数的指数部分相加

用移码表不则为第3步将x 与y 的有效数位相乘： 【答案】第1步用二进制形式表示x 和y :

乘积为

溢也无下溢。 我们只需4位有效数位，故结果修正为已经规格化了。由于移码表示时，第4步规格化，并检

因此既无上查是否溢出上步乘积结果为

第5步舍入操作：舍入到4位有效数字

这一步无需做任何操作，结果仍为

第6步确定乘积符号：由于x 和Y 符号相反，乘积为负数，即为

四、综合应用题

9． 设阶码3位，尾数6位，按浮点运算方法，完成下列取值的

【答案】（1）设尾数和尾数均以补码表示，阶码采用双符号位，尾数采用单符号位，则它们的浮点表示分别为：

的计算过程如下：

①求阶差并对阶

为-1，x 阶码小，根据小阶向大阶看齐的原则，应使

②尾数求和

即

③规格化：尾数运算结果的符号位与最高有效位的数据相同，应该执行左规格化处理，尾数每左移一次，相应阶码减1，所以结果尾数为1.010010，阶码为

④舍入处理

本题不需要进行舍入操作。

⑤判溢出：阶码两符号位为11，结果未溢出。

故最后结果为

真值为

求的计算过程与

的计算过程的差别在于尾数求差这一步，如下所示

运算：

右移1位，加1，则