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一、名词解释

1． 松耦合系统

【答案】松耦合系统又称间接耦合系统，指处理机之间物理连接的紧密程度与交互作用能力较弱，一般是通过通道或 通信线路实现处理机之间的互连，可以共享外存设备（磁盘、磁带等）。机器之间的相互作用是在文件或数据集 一级上进行。松耦合系统表现为两种形式：一种是多台计算机和共享的外存设备连接，不同机器之间实现功能上 的分工（过通信线路连接，以求得更大范围的资源共享。

能专用化），机器处理的结

果以文件或数据集的形式送到共享外存设备，供其他机器继续处理；另 一种是计算机网，机器通

二、简答题

2． 比较单总线、多总线结构的性能特点。

【答案】（1）单总线结构是通过一组总线连接整个计算机系统的各大功能部件，即各大部件之间的所有的信息传 送都通过这组总线。其结构如图1所示。优点是允许与内存之间直接交换信息，只需

分配总线使用权，不需要

设备之间或

设备

干预信息的交换，即总线资源

是由各大功能部件分时共享的。缺点是由于全部系统部件都连接在一组总线上，总线的负载很重，可能使其吞量达到饱和甚至不能胜任的程度，故多为小型机 和微型机采用。

图1 单总线结构

（2）双总线结构有两条总线，一条是内存总线，用于另一条是

构中，通道是计算机系统 中的一个独立部件，使理器，故双总线通常在大、中型计算机中采用。

内存和通道之间进行数据传送；

总线，用于多个外围设备与通道之间进行数据传送。其结构如图2所示。双总线结

的效率大为提高，并可以实现形式多样且更

为复杂的数据传送。优点是以增加通道这一设备为代价的，通道实际上是一台具有特殊功能的处

图2 双总线结构

（3）三总线结构在计算机系统各部件之间采用三条各自独立的总线来构成信息通路。这三条总线是：内存总线，

输入瑜出

于

总线和直接存储器访问

总线供

总线，如图所示。内存总线用

和各类外设之间通讯用

；

总

和内存之间传送地址、数据的控制信息

；

线使内存和高速外设之间直接传送数据。通常在三总线系统中，任一时刻只使用一种总线，但若使用多入口存储器，内存总线可与系统总线的工作效率较低。

总线同时工作，此时三总线系统比单总线系统运行得更快。

或内存间接传送，所以三总线

但是三总线系统中，设备不能直接进行信息传送，而必须经过

图3 三总线结构

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CPU 执行时间=CPU时钟周期数×CPU 时钟周期；

（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：

三、计算题

4． 某异构多核处理机由需的时间分别为

以下两种方案分配计算任务：

方案1:整数；

方案2:

计算48个整数，计算32个整数，

四个核组成，四个核各自完成一次平方运算所

现需计算一个256个整数的数组的每个整数的平方值，分别按

计算128个整数，计算128个整数，

计算64个整数、计算80个整数、

计算32个执行其他

任务（不参与计算）。

忽略访存延迟的影响。

（1）求两种方案下完成任务所需的时间。

（2）若定义各个处理机核不空闲的时间总和与各个处理机核总执行时间总和之比为处理机的利用率，求该处理机执行以上任务时的利用率。

【答案】（1）完成任务所需的时间为各个核运行时间的最大值。 方案1完成任务所需的时间为

方案2完成任务所需的时间为

（2）处理机的利用率： 方案1处理机的利用率为

方案2处理机的利用率为（

不计算在内）：