2017年山西大学计算机组成原理复试实战预测五套卷
● 摘要
一、名词解释
1． 异构多核
【答案】异构多核处理机内的各个计算内核结构不同，地位不对等。一般多采用“主处理核+协处理核”的主从架构。 异构多核处理机的优势在于可以同时发挥不同类型处理机各自的长处来满足不同种类的应用的性能和功耗需求。
研宄表明，异构组织方式比同构的多核处理机执行任务更有效率，实现了资源的最佳化配置，而且降低了系 统的整体功耗。
二、简答题
2． 码是7位，如果设计主存单元字长为32位，指令字长为12位，是否合理? 为什么？
【答案】不合理。
指令最好是半字长或单字长，设计16位比较合适。一个字符的
单元字长为32
位，则一个单元可以放四个字符，这也是可以的，只是在存取单个字符时，所用的时间较长，不过，一条指令至 少占一个单元，若指令字长12位，一条指令只占了一个单元（32位）的12位，剩佘的22位就浪费了，这样看 来不合理，因为通常单字长指令很多，累计的浪费就很大。
3． CTU 的性能指标有哪些? 其概念是什么？
【答案】把运算器和控制器合在一起称为中央处理机，简称CPU 。其性能指标主要有以下几个方面：
（1）主频：CPU 的时钟频率（CPU Clock Speed）；
（2）内存总线速度：指CPU 与二级（L2）高速缓存和内存之间的通信速度；
（3）扩展总线速度：指安装在微机系统上的局部总线如VESA 或PCI 总线接口卡的工作速度；
（4）工作电压：指CPU 正常工作所需的电压；
（5）地址总线宽度：决定了CPU 可以访问的物理地址空间，对于486以上的微机系统，地址线的宽度为32位，最多可以直接访问4096MB 的物理空间；
（6）数据总线宽度：决定了CPU 与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据 传输的信息量。
（7）主频/时钟周期：CPU 的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率（f ）叫CPU 的主频，度量单位是MHz （兆赫兹）、GHz （吉赫兹）；
主频的倒数称为CPU 时钟周期（T ），T=l/f，度量单位是
是7位，如果设计主存
（8）CPU 执行时间：表示CPU 执行一般程序所占用的CPU 时间，可用下式计算：
CPU 执行时间=CPU时钟周期数×CPU 时钟周期；
三、计算题
4． 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
一、名词解释
1． 同构多核
【答案】同构多核处理机内的所有计算内核结构相同，地位对等，它大多由通用的处理机核心构成，每个处理机核心 可以独立地执行任务，其结构与通用单核处理机结构相近。同构多核处理机的各个核心之间可以通过共享存储器 互连，也可以通过
或局部存储器互连。
二、简答题
2． 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。
3． “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。
三、计算题
4． 用IEEE754标准求32位除法计算结果。
【答案】