2018年北京大学深圳研究生院907计算机专业基础之计算机组成原理考研核心题库
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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． 段式虚拟存储器对程序员是否透明？请说明原因。
【答案】虚拟管理是由软件（操作系统）和硬件共同完成，由于软件的介入，虚存对实现存储管理系统程序不透 明。而段是按照程序的自然分界划分的长度可以动态改变的区域。通常，程序员把子程序、操作数和常数等不同 类型的数据划分到不同的段中，并且每个程序可以有多个相同类型的段。由于分段是由程序员完成的，所以段式 虚拟存储器对程序员而言不是透明的，但虚存到实存的地址映射是由系统软件辅助完成的，故对应用程序而言， 段是虚拟存储器是“半透明”的。
二、分析题
3． 如图1所示的系统是A 、B 、C 三个设备组成的单级中断结构，它要求CPU 在执行完当前指令时转向对中断请求进行服务。现假设：
图1
为查询链中每个设备的延迟时间；
分别为设备A 、B 、C 的服务程序所需的执行时间；
第 2 页，共 41 页 为保存现场和恢复现
场所需时间主存的工作周期TM 。试问：
①分析CPU 处理设备A 、B 、C 的服务程序所需的执行时间。
注意：“中断允许”机构在确认一个新中断之前，先要让即将被中断的程序的一条指令执行完毕。
②就这个中断请求环境来说，系统在什么情况下达到中断饱和？也就是说，在确保请求服务的三个设备都不会丢失信息的条件下，允许出现中断的极限频率有多高？
③如果将系统改为多级中断系统，极限频率如何变化
【答案】①中断处理过程和各时间段如图2所示。假定三个设备同时发出中断请求，那么依次分别处理设备C 、B 、A 时间如下：
图
2
②三个设备所花的总时间为：
系统改为多级中断系统，对中断
T 是达到中断饱和的最小时间，即中断极限频率为
极限频率有影响（重新计算）。
4． 已知某机采用微程序控制方式，其控制存储器容量为
用断定方式，如下图所示。
（1）微指令中的三个字段分别应为多少位？
（2）画出围绕这种微指令格式的微程序控制器逻辑框图。
第 3 页，共 41 页 （位）。微程序可在整个控制存储器中实现转移，可控制微程序转移的条件共4个，微指令采用水平型格式，后继微指令地址采
【答案】（1）假设判别测试字段中每一位作为一个判别标志，那么由于有4个转移条件，故该字段为4位。下地址字段为9位，因为控存容量为512单元。微命令字段则是（48-4-9） =35位。
（2）对应上述微指令格式的微程序控制器逻辑框图如图所示。其中微地址寄存器对应下地址字，P 字段即为判别测试字段，控制字段即为微命字段，后两部分组成微指令寄存器。地址转移
, 逻辑的输入是指令寄存器的OP 码、各种状态条件以及判别测试字段所给的判别标志（某一位为1）
其输出修改微地址寄存器的适当位数，从而实现微程序的分支转移。就是说，此处微指令的后继地址采用断定方式。
图
三、综合应用题
5． 用定量描述法证明流水计算机比非流水计算机具有更高的吞吐率。
【答案】设流水线各段时间为则完成n 条指令在m 段流水线上共需
上吞吐量为而在等效的非流水线上所需时间为 非流水线上吞吐量为
则流水线
时，
时，
6． 已知 则可见存储周期时故流水线有更高吞吐量。 主存系统平均访问时间为而
取指并执行一条指令的时间为保护现场需恢复现场需中断周期需 求的主存存储周期主存系统平均访问时间命中率是多少？ 【答案】已知所以有 7． 在图中，假定每个设备的设备服务时间为试计算只有设备时的系统中断饱和时间。
【答案】依次处理设备A 、设备D 、设备G 的时间为：
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