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1、(la)题1：简单说明.诺依曼计算机体系的特点. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成 采用存储程序的方式。 数据以 2 进制表示。题 2 ：什么是摩尔定律？ 摩尔定律一般表述为“集成电路的集成度每18 个月翻一番”。题 3 ：给出 IEEE、ACM 的中英文名称 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, 电气电子工程师协会 ) ACM (Association for Computing Machinery，美国计算机学会)(1b) 题 1：将计算机系统中某一功能的处理速度提高到原来的20 倍，但
2、该功能的处理时间 仅占整个系统运行时间的 40%，则采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高多 少？解 由题可知，可改进比例 = 40% = 0.4， 部件加速比 = 20根据 Amdahl 定律可知：总莎速比=可-1.613“ 6 - 20采用此提高性能的方法后，能使整个系统的性能提高到原来的1.613倍。题 2：某计算机系统采用浮点运算部件后，使浮点运算速度提高到原来的20 倍，而系统运 行某一程序的整体性能提高到原来的5倍，试计算该程序中浮点操作所占的比例。 解：由题可知，部件加速比 = 20，系统加速比 = 5根据 Amdahl 定律可知5(1 -可改进比例)+可改讐比例由此可得
3、：可改进比例 = 84.2% 即程序中浮点操作所占的比例为84.2%。(2a) 题 1： ( 1)某总线在一个总线周期中并行传送4 个字节的数据，假设一个总线周期等 于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz,贝9：总线带宽是多少?；(2)如果一个总线 周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz,则总线带宽是多少？解: (1)设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用 D 表示。根据定义可得Dr = D/T = DX1/T = DXf =4B X33X 1000000/s=132MB/s64位=8B，Dr= DXf =8B X66X 100000
4、0/s=528MB/s简答题 2：高速串行传输为什么替代了并行传输-并行传输在高频时代出现了两个问题： 1：同步 2：信号之间的电磁干扰 (另外还有制造成本问题)(4a)题1：根据给出的图，能指出记录方式(04a)题 2： 7200 转/分的硬盘，平均等待时间是多少？ 解答： 7200 RPM=120Rev/sec1 revolution=1/120 sec=8.33milliseconds1 / 2 rotation = 4.16 ms题 3 ：简单描述 CAV 和 CLV 磁盘片转动的角速度是恒定的，用恒定角速度(constant angular velocity，CAV)表 示。光盘的光
5、学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的,用恒定线速度(constant linear velocity， CLV)表示。(5a)题1：例6.1假设一台计算机的I/O处理时间占响应时间的10%,当I/O性能保持不变, 而对CPU的性能分别提高10倍和100倍时,该计算机系统的总体性能会发生什么样的变化？解 假设改进前程序的执行时间为1 个单位时间。如果CPU的性能提高10倍，程序的执行时间(包含I/O处理时间)减少为： (110%) / 10 + 10% = 0.19即整机性能只能提高到原来的约5倍，约50%的CPU性能被浪费在I/O处理上。 如果CPU的性能提高100倍，程序的执行时间减少为：
6、(1 10%) / 100 + 10% = 0.109这表示整机性能只能提高约10倍，约90%的性能被浪费在没有改进的I/O处理上。(5a1) 题 2：给出中断实现的整个过程1. 中断请求：向中断源发出请求2. 中断判优：若同时有多个中断源申请中断，则对其排队判优。3中断响应：在允许中断的情况下，CPU执行完一条指令后开始响应中断，进 入中断响应周期，包括关中断、保存现场，进入相应的中断服务程序。4. 中断服务：执行中断服务程序5. 中断返回：恢复现场，返回主程序断点。题 3：简单叙述 DMA 接口功能(1) 向CPU申请DMA传送(2) 处理总线控制权的转交(3) 管理系统总线、控制 数据传
7、送(4) 确定数据传送的首地址和长度;修正传送过程中的数据地址和长度(5) DMA 传送结束时，给出操作完成信号(5a)综合题2：假定硬盘传输数据以32位的字为单位，传输速度为1 MB/S, CPU的时钟频率 为 50MHZ.(1) 采用程序查询的输入输出方式，一个查询操作需要100个时钟周期，求CPU为I/O查询 所花费的时间比率，假定进行足够的查询以避免数据丢失。(2) 采用中断方法进行控制，每次传输的开销(包括中断处理)为 100 个时钟周期，求 CPU 为传输硬盘数据花费的时间比重。采用DMA控制器进行输入输出操作，假定DMA的启动操作需要1000个时钟周期，DMA 完成时处理中断需要
8、500个时钟周期，如果平均传输的数据长度为4KB,问在硬盘工作时处 理器将用多少时间比率进行输入输出操作，忽略DMA申请使用总线的影响。采用程序杳询的输入输出方式，帳盘杳询的速率MB/4B=256K 每秒査询次数h沓询的时钟周期数为 256Kk10O25&00Kp占用的CPU时间比率为:2560CK1/50M=50IH1oC2)采用申断方祛进行控制： 每传送一个字节需要的时间为32bCPU的时钟周期为50MHz 得到时间比重为4(訂采用DMA.控制器进行输入输出慄作*平均传输的数摇长展为4氐传送的时间为:4KB ,= 4msIMB/s在传输的过程中，CPU不需要进疔操作，所以CPU为特输硬盘数
9、据花费的时间比重为！ 倔小00 “揪4000+0.02X-1500(6a)题1：以IEEE32位浮点格式表示如下的数：(a) -5(b) -6(c) -1.5(d) 384(e) 1/16(f)-1/32题2：下面IEEE32位浮点数，相等的十进制数是什么？(a) 110000011110 0000 0000 0000 0000 0000(b) 0 01111110 101 0000 0000 0000 0000 0000(c) 0 10000000 000 0000 0000 0000 0000 0000(7a)题1：设X= - 0.1101, Y = +0.1011，按照Booth算法求X
10、Y补(需掌握标准的和紧凑 两种方法)解：彩：厂X补=11.0011-X补=00.1101 0 0000th1011 0初蜡值”骚后一位补0Y补=0.1011十鳥：；：；Y.yoi. + L-XKQ 0110 10 0 0 110101011右移1位+ 0 0 0 0 0 00 0 )110f0 00 0 1 1010J0丨右移1位+ 1 0 0 11耳=10.十産朴1 10 110f 1 110 110001 D右移1也+ 0 0 110 1=cn.+一xh0 0 1 0 00 0 0 10 000010右移1位+ 1 1 0 01丫芒宀口十1 1 0 1110001(8b) 题1：一个计算机
11、系统采用32位单字长指令，地址码为12位。如果定义了250种二地 址指令，那么还可以有多少条单地址指令？(参考答案：(28-250) *212=6*212)题2：某计算机的指令系统字长为16位，采用扩展操作码，操作数地址需要4 位。该指令 系统已有14 (M)条三地址指令、14 (N)条二地址指令、没有零地址指令，问系统最多还 有多少条一地址指令？参考答案：(24-M) *24-N)*24= 288题3：假设(R)=lC00, (1000)=20001 (2000)=3000, (PC)=4000, 问在以下寻址方式下访问到的操作数的值是什么？寄存器畐址R(2)寄存器间接寻址(R)3)宜接寻址
12、1000(4) 存储器闾接寻址(1000)(5) 相对寻址-2000(PC)(6) 立即数寻址#2000【解】U ) Data=(R)= 1000(2) DatR(R,)=(l000)=20(K)(3) DataK 1000)-2000(4) Datn=(l000)=(2000)=000(5) EA=(PC)-2OOOMOOO-2000=2000； Data=(EA)=(20Q0)-3000R1E(A)是存储器单元I2 ADD R2，Rl; (R2)+(R1)-R2(2) I1ADDR3，R4 ;I2MULR4，R5 ;(3) I1LADR6，B;I2MULR6，R7 ;参考答案：(1)写后读 RAW(R3)+(R4)-R3(R4)*(R5)-R4M(B)- R6N(B)是存储器单元(R6)*(R7)-R6WAW(2)读后写 WAR(3)写后写题 2 判断以下三组指令各存在哪种
