2018年西安交通大学机械工程学院814计算机基础综合之计算机组成原理考研强化五套模拟题
● 摘要
一、名词解释
1． 空间并行
【答案】空间并行即资源重复。在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜，通过重复设置硬件资源，大幅度提高计 算机系统的性能。随着硬件价格的降低，资源重复在单处理机中通过部件冗余、多存储体等方式被广泛应用，而多处理机本身就是实施“资源重复”原理的结果。
2． 多处理机
【答案】多处理机指由两台以上处理机组成的计算机系统。每个处理机都有各自的控制和运算部件，可独立地执行程 序，而共享公共的主存储器和外围设备。处理机之间是通过网络实现通讯的。整个计算机系统都在统一的操作系 统控制下工作，按照多指令流、多数据流的模式实现对作业、任务、程序段的并行处理。
二、简答题
3． 数字计算机有哪些主要应用？
【答案】数字计算机的主要应用有：科学计算、自动控制、测量和测试、信息处理、教育和卫生、家用电器、人工智能。
4． 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。
5． 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。
6． 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。
7． 总线中三种桥的名称是什么? 它们的功能是什么？
【答案】（1）总线体系结构中的三种桥，即桥、总线桥、 桥。（2）桥连接两条总线，使彼此间相互通信。桥又是一个总线转换部件，可以把一条总线的地址空间映射到 另一条总线的地址空间上，从而使系统中的任意一个总线主设备都能看到通向的一份地址表。
三、计算题
8． 某处理机主频为40MHz ，数据总线64位，总线仲裁和地址传送需要2个时钟周期，cache 行大小为32字节，主存访问时间为100ns 。
（1） cache 读操作缺失的延迟时间是多少？
（2）总线带宽是多少？
（3）如果用该处理机组成多处理机系统，并将一个cache 行的数据传输至另一个处理机，已知通信建立时间为2两，处理机间数据传输带宽为
多少？
【答案】（1）时钟周期=
需次总线传输。
cache 读操作缺失延迟=总线仲裁时间+主存读操作时间+总线传输时间
（2）总线带宽
远程操作的总延迟时间=通信建立时间+处理机间数据传输时间
（3）有效数据传输带宽
一次总线传输的字节数=64/8=8，一个cache 行
那么远程操作的有效数据传输带宽是
四、综合应用题
9． 指令格式结构如下所示，试分析指令格式寻址方式特点。
【答案】该指令格式及寻址方式特点如下：
①双字长二地址指令。两个操作数地址均由8种寻址方式和8个寄存器构成。 ②操作码字段OP 有4位，故可指定
10．用多路发
画出多路条指令。 ③根据寻址方式的不同，指令可以是RR 型、RS 型、也可以是SS 型。 控制器控制光盘、软盘、打印机三个设备同时工作。光盘以的间隔向控制器发请求，打印机以控制器的工作时空图。 的间隔向控制器请求，软盘以【答案】
的间隔发DMA 请求。请
11．设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：
（1）该存储器能存储多少个字节的信息？
（2）如果存储器由位芯片组成，需要多少片？
由于字长为32位，
则存储容量为（3）需要多少位地址作芯片选择？ 【答案】（1） 20
位地址的存储器的存储空间为
（2）所需的片数为
（3）
芯片地址线位数为19根，存储器地址线20根，剩佘一根地址线用于芯片选择。