中科院计算机技术研究所1995年计算机原理 参考答案
中科院计算机技术研究所1995年计算机原理 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=
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