2017年西安石油大学计算机学院824计算机组成原理考研强化模拟题
● 摘要
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． 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。
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． 比较总线和标准的性能特点。
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【答案】（1
）
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。
4． 指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据？
【答案】（1）取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器；
（1）执行器周期中从内存读出的信息流是数据流，它流向运算器。
5． 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。
6． 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。
7． 为什么软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件? 实现这种转化的媒介是什么？
【答案】软件能够转化为硬件，硬件能够转化为软件原因如下：
（1）容量大、价格低、体积小、可改写的只读存储器提供了软件固化的良好物质基础。现在已经可以把许多复杂的、常用的程序制作成固件。就它的功能来说，固件是软件，但从形态来说，固件又是硬件。
（2）目前在一片硅单晶芯片上制作复杂的逻辑电路已经是实际可行的，这又为扩大指令的功能提供了相应的物质基础。因此，本来通过软件手段来实现的某种功能，现在可以通过硬件来直接解释执行。传统的软件部分，今后完全有可能“固化”甚至“硬化”。
（3）任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可以由软件来完成。
实现这种转化的媒介是软件与硬件的逻辑等价性。
三、综合应用题
8． 若设备的优先级依次为
配置图。
【答案】每个设备有自己唯一的设备号其中的设备具有最高优先级。
扫描仪、硬盘、磁带机、打印机，请用进行配置，画出
9． 某计算机的CPU 主频为500MHz ，CPI 为5（即执行每条指令平均需要5个时钟周期）。假定某外设的数据传输率为0.5MB/S，采用中断方式与主机进行数据传送，以32位为传输单位，对应的中断服务程序包含18条指令，中断服务的其他开销相当于2条指令的执行时间。请回答下列问题，要求给出计算过程。
（1）在中断方式下，CPU 用于该外设I/O的时间占整个CPU 时间的百分比是多少？
（2）当该外设的数据传输率达到5MB/S时，改用DMA 方式传送数据。假定每次DMA 传送块大小为5000B ，且DMA 预处理和后处理的总开销为500个时钟周期，则CPU 用于该外设I/0时间占整个CPU 时间的百分比是多少？（假设DMA 与CPU 之间没有访存冲突）
【答案】（1）已知主频为500MHz ，则时钟周期=l÷500MHz=2ns，因为CPI=5，所以每条指
，数据传输率为0.5MB/S，所以传送令平均5×2=10ns。又已知每中断一次传送32位（4个字节）
时间CPU 用于该外设I/0共需20条指令（中断服务程序包括18条指令+其他开
CPU 用于该外设I/0的时间占整个CPU 时间的百分比，销折合2条指令）花费时间=20xl0=200ns。
=200/8000x100%=0.025x100%=2.5%。
（2）改用DMA 方式传送数据，数据传输率为5MB/s，传送5000B 的时间=5000B+5MB/s=lms。
预处理和后处理的总开销时间用于该外设I/0时间占整个CPU 时间的百分比=预处理和后处理的总开销时间+传送数据的时间=1/1000x100%=0.001x100%=0.1%。
10．参见图的数据通路，画出取数指令的指令周期流程图，其含义是将
数存单元的内容取至寄存器中，标出各微操作控制信号序列。
为地址
图
【答案】
模型