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发信人: caeser_zy(^*^金牛座BB仔) 整理人: jasminwen(2003-04-13 18:15:46), 站内信件 |
| 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= 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 ----   |
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