中科院计算机技术研究所1995年硕士生入学试题 计算机原理
一.填空(每空1分共15分)
1.布尔代数有三个重要的运算法则,即_____,_____和_____.
2.常用的数字逻辑电路分为两类,他们是_____电路和_____电路.
3.冯.诺依曼机体系结构的思想主要之点是____概念.
4.微指令由控制字段和下址字段组成,其基本的控制字段编译法由___,___,___.
5.提高除法运算速度(快速除法),可采用___,___,___和___等.
6.在动态MOS存储器中,采用异步刷新的方法,其优点是_____,而缺点是____.
二.选择题(每题1.5分,共15分)
1.用一位奇偶校验法,能检测出一位存储器错的百分比是:
(1).0%
(2).25%
(3).50%
(4).100%
2.若阶码为三位,用补码表示;尾数7位,用原码表示,其中一位为符号位;以2位底.则
十进制数27/64的浮点规格化数是:
(1)0101011011
(2)0100110110
(3)0111110110
(4)0001011011
3.CRAY-1是下述那种计算机?
(1).阵列计算机
(2)并行计算机
(3)并行加流水线计算机
(4)数据流计算机
4.程序运行时,磁盘与主机之间数据传送是通过下列那种方式进行的?
(1)中断方式
(2)DMA方式
(3)陷阱
(4)程序直接控制
5.8086读写一个以奇数地址开始的双字,最少需几个线周期?
(1)1
(2)2
(3)3
(4)4
6.在存储系统中,增加Cache,是为了:
(1)提高主存速度
(2)扩充存储系统的容量
(3)提高存储系统供数率
(4)方便用户编程
7.在指令格式中采用扩展操作码的设计方案是为了:
(1)减少指令字长度
(2)增加指令字长度
(3)保持指令字长度不变
(4)保持指令字长度不变,而增加寻址空间
8.当今设计高性能计算机的重要技术途径是:
(1)提高主频
(2)扩大存储容量
(3)采用非冯.诺依曼结构.
(4)采用并行处理
9.在计算机系统中表征系统运行时间状态的部件是
(1)程序计数器
(2)累加计数器
(3)中断计数器
(4)程序状态字
10.在大型机上不采用标准总线结构的主要原因是:
(1)成本高
(2)模块化强
(3)利用率低
(4)数据传输率低
三.名词和术语解释(每题3分,共15分)
1. MIPS和MFLOPS
2.CISC 和 RISC
3.程序中断和过程调用
4.多道程序设计和分时系统
5.紧密耦合多机系统和松散耦合多机系统
四.综合解答题(每题5分,共20分)
1.画出控制中央处理器和主存之间数据传送的连接线(含数据线和控制线),并说明
读数和存储过程.
2.在下表中对比INTEL286,386,486处理器的异同:
特点 处理器 286 386 486
运算功能上
内总线宽度
主时钟
相同点
3.画出在磁表面记录时,数据011001110 的NRE-1,FM,MFM(不必压缩)刷的写入电
流波.
4.简要说明完成一次中断处理步骤,或画出其流程(可实现中断嵌套).
五.设计计算题:(共35分)
1.用补码不恢复余数法求x/y=? x=0.1000 y=-0 (8分)
2.设有主存M1和辅存M2构成的二级存储体系,其中和M2的读出时间分别为10^(-6)
s和10^(-3)s.经实测该存储系统的平均读出时间为10^(-4)s.今欲使其减小为10^(-5)
秒,试给出两种改进设计的实现方法.(10分)
3.对于表达式F=Σ(i=0 to k-1)xi*yi,在计算机中可以用硬件软件和固件分别实现.式
述其实现方岸及原理示意,并就性能,成本及应用方面加以简单比较.(10分)
4.设定九个任务的优先图如下:(9520.bmp)
且每个任务均一拍完成.现将这组任务分配给三个处理机运行.试求出最小完成时间
和处理机利用率.若将这组任务分配给两个处理机,其最小完成时间和设备利用率又
是多少?(7分)
中科院计算机技术研究所1995年硕士生入学试题 计算机原理参考答案
一.填空
1.对偶原理,置换原理,反演法则.
2.组合逻辑,时序逻辑
3.存储程序
4.直接控制法,字段直接控制法,字段间接编译法
5.跳"0"跳"1"法,迭代除法,阵列除法器,查表法
6.取消了机器的死区,其控制线路极其复杂
二.选择
1.(4)
2.(3)
3.(3)
4.(2)
5.(3)
6.(3)
7.(3)
8.(4)
9.(4)
10.(4)
三.名词解释
1.MIPS即"百万条指令/s",他是表征计算机定点处理速度的指标.
MFLOPS即"百万次浮点操作/s",他是表征计算机浮点运算速度的指标,也是科学计
算中的重要性能指标.
2.CISC是传统计算机指令系统的设计策略,即为了增强功能而不断扩充指令系统的
指令操作种类和增加指令操作功能,使得计算机的指令系统及其硬件控制越来越复
杂.
RISC采用了与CISC相反的设计方法,称为简化指令集计算机,即指令系统压缩到最
基本的规模,其指令执行周期绝大多数为一拍,这样可以充分利用有限的硬件资源,
有效提高了计算机系统的内在性能.
3.程序中断是在程序执行过程中,由于意外原因而引起的中断,他是随机产生的.
过程调用是程序员根据需要而事先安排的.
4.多道程序是几道程序同时驻留在内存中,按程序优先次序依次执行;当正在执行的
程序被中断后转入下一程序执行.
而分时方式是按时间片依次轮流执行的,当本道程序所用时间片结束时即转入下道
程序运行.
5.紧密耦合多机系统是共巷存储的多处理机系统,松散耦合多机系统是分布存储的.
四.综合解答
1.读数过程:(1)送地址(2)读(3)接收数据
存数过程:(1)送地址(2)送数(3)写
图 (9521.bmp)
2.对比
286 386 486
运算功能上 16位定点处理器 32位定点 64位浮点
内存线宽度 16 32 64
主时钟 8--20M 16--33M 33-66M
相同点 程序指令兼容
3.图(9522.bmp)
4.略.
五.设计计算题
2.解:
设主存的命中率为H,M1,M2的读出时间为TM1,TM2,则系统平均读出时间为
TA=H*TM1+(1-H)*TM2
欲减少TA,可考虑增大H,降低TM1及TM2
(1)提高H
原H=(TA-TM2)/(TM1-TM2)=0.901
欲使TA=10^(-5),代入上式,得H=0.991
即通过改进调度算法提高命中率H为0.991
(2)减小TH
TM1=(TA-(1-H)TM2)/H=-0.988*10^(-6)
即此方法不可能实现.
(3)减少TM2
TM2=(TA-HTM1)/(1-H)=10^(-4) s
通过提高辅存速度(10 times)可实现TA=10^(-5)
3.(1)硬件实现用流水线加法器和乘法器组成乘加宏流水线运算器:
(9523.bmp)特点:性能很高,成本高,用于高性能计算机中.
(2)软件实现:用循环程序实现
特点:灵活通用
速度不高
成本较低
i<- 0
zi<- 0
lable: 取xi
乘yi
加zi
存F
i<- i+1
判i=<n
转移goto lable
停机
(3)固件实现:将程序固化:特点:速度较高,不便修改,专用.
4(1)三个处理机运行
T1 T4 T7 T9
T2 T5 T1
T3 T4
最小完成时间为5拍,设备利用率μ=9/15=.6
(2)二个处理机运行
P1 T1 T2 T4 T6 T7 T9
P2 T3 T5 T8
最小完成时间为6拍
μ=9/12=.75 |
京ICP证040377 北京通信管理局
