【高分复习资料】国防科技大学计算机学院821计算机原理历年考研真题汇编

目录

1996年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

1997年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

1998年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

1999年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题及参考答案

2000年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

2001年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

2002年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

2003年国防科技大学631计算机原理考研真题

2004年国防科技大学432计算机原理考研真题

2005年国防科技大学432计算机原理考研真题

2006年国防科技大学430计算机原理考研真题

2007年国防科技大学430计算机原理考研真题

2008年国防科技大学861计算机原理考研真题

2010年国防科技大学861计算机原理考研真题

2011年国防科技大学861计算机原理考研真题

2012年国防科技大学861计算机原理考研真题

2013年国防科技大学861计算机原理考研真题

1996年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

国防科技大学1996年攻读硕士研究生入学考试试题

考试科目:计算机原理与系统结构

•.名诃W岸（许个2分,共20分）

I.粕大处编码2.选—通通3,软币由4.先读后写相关5,浮点规格化数

6.帧频7.特权指令8.J址力区9,通道程序10.俏恩嵌改边界

二,用断剧（10分，正确的”个“V,侨以笃个“F”）

（）1.动态多功能流水线是圻淡水线内4段的功能可动态改变,凶而使流水线有乡种功能.

（）2.向盘的纵向处理方式适合J存储器--〃:储器流水向战机，血横向处理方式适合J超〃器…器型流水

向俄机.

（）3.在BSP中，采用了淡道般复一时间乘费两束井行化于•段.

（K.）曹共学体现了并行住中的并复性.

（）5/顶大座损存储系统中,只要发现,而失败，就定要:调用贞而杯换JT法.

（）6.系统结构相同的机器，共彳储亿口的保护〃式定相同.

（）7.在位数相同（设备仪相同）的情况下.浮点法要比定点法表示的数假衽也大.

（）8.通常微程小控制要:比组合迈出控制执行圻令速度快,

（）9.•般衽浮点机中,阶码采用衫码表示，是为了扩大致位的表示范川.

（）10.微程序控制中,直按控制编码或折微指令的uocf字段中,姆•依代表•个触作,这种编码法的优点是

一一令的字长短.

•.垠空（每空I分，共20分）

1.41BM360/9I机器中,果用（）到相关,梁用（）建立相关专用通路的雄接.

2.全相联映象的地址变换那采用（）法。（）法.

3.选择计。机系统软硬件分配比例,主要取决于（）

4.系列机的根本特征电（）

5.在页式虚拟〃:储系统中,（内）页表对应（）之间的地址朴换，而外页表对应（）

间的地址M换.

6.并行处理机的两种结构形式化分别是（）和（）.

7.花堆枝机中，473+»52*/82/+的计。结果是（）

8.指令系统的规整性包括指令操作的（）、（）、将令格式与数据格式的致性.

9.破fit格式化,也称作：（）,也通过（的Zf法对做面议先就乂力设置林志.

10.对破头碳特性的要求是（）,（）和（）.

II.在CRT字符显示器中，援冲（刷新）存储劈中存放的她（）,而左字符发生字中存放的比

（）.

四.M答以下何题（做个25分，共10分）

I.什么叫光我？当前光盘仲•几类?各有何主暮特点?

2.简述随机才|描：光《HI描显示器的主嬖区别.

3,什么是雄板型杯换。法？

4.状述并行处理机与向量处理机的异网点.

五.计!M!（每个5分,共15分）

1.”•个经快表——慢表地址变换的：级盅仪夕储备若光用快表作地址变换，H快表命中率为95%,快衣

Mt而拄1TK

未命，叫相访破表，11慢表命中率为98%.设程序W时间为〃,他㈣何为10.工「辅"传

页个I存时间为IO'，.求虚itt存f器的等效访问时间.

2.有些带机,采用1/2英寸9道格丈（其中.I通作奇内校里用）记求伟朦，仃效带长2400英尺,正定带

速为200英寸/秒，单位通密度为6250bpi.求：

I）该带读写时,有效数据传输用走多少？

2）K即个数据块记求4096字忆块间网除为0.3英寸,则该带可存储的俏息是多少字节?

3.•个字节多路通通共接8f成缸它力的「什濒率分别是IOOM.2GO,2OS3,2KB/s,向此通道4数据传输

时的八=2.5us,r„=2.5us.此通道能否正常工作而不丢失散「吗?

六,综合H（共25分）

I.｛|"Cache—生存”度次，）。共8块（块号0—7）,Cache分为4块,采用组机联映象（神组2块）,LRU

件换修法，对如卜地址流:

时间12345678910II12

块地址潦135126103455

设t=0时,Cache为空

（I）试胆曲U--112期间内Cache的使用情况;

（2）求此期间内Cache的命中率.（木遇7分）

2.已知补码比较，位乘法的规则&达式和规则必

岛卜・2飞玛」⑥.「纥加小（初始/=0）

到别位新的褂分积

00【&1・2“外

01（瓜八・2T｛伍八+Ur

10因八-2"｛间「四｝

；1因A・2T［用"

K中,A为被乘ii.B为乘数.P为超分根，8”,|为比较乘数的附加位，4初值为0.

（I）试根据补处比较法位乘规则,推导出两位嗦的规则:

（2）用比较法两位-乘规则计鼾AXB],卜=?.d&tt*ftiAJu.=0.10101,-

0.11001偻求写出一翎K式.）（木堰7分）

3.什么站断定型值地址,优腼山其位测试地址形成康理图，并说明K实现方法（本题6分）

4.心qc个结点的编弓为0,1,2.….（qc/）,Delta网络的“连函数。西肿女达形式,分别思

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s«（i）=⑷+%jmodqcfi

小O⑷+%mod/,0。＜gc-1%（i）-i,i-＜?c-1

试证明।＜（】）=/.（】）（本题5分）

七.练针!S（共25分,中独考‘匕做）

I.设一网络编号为0.1.….63的64个处理器，采用电级瓦连网络连接.当互连）数分别为:

a.Cube4b.PM2_3c.Exchangc（Shume）时,第5号处理雅称8璃个处理爵北连?（木题6份）

2.试述DMA。通道方代卜信息他希的异同.（木也6分）

3.7；处理机中条泞点加法拒令的执行分成诚价，对阶，尺数和加，规格化四段.各段时间从诚阶开始依次

是lusO5gl.5us.O.5us/流水线对4个数据进行累加，即完成W=A+B+C+D,求

a.流水线的实际存吐率TP及效率n；

b.瓶颈在何处？如何克服？（本题7分）

4.已知一个双向软fib划分成15个阚区，桩个中M5127”,俗曲80破道，敏设软盘的转速为360RPM.

试求：

a.软盘的疗效方/姑多少？

b»破头己定位「某磁道I：,则谀取该道上住就风化U的被大呼恃时间足多少？（本1S6分）

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1997年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

国防科技大学1997年攻读硕士研究生入学考试试题

考试科目:计算机原理与系统结构

•.名词解祥（每个2分，共20分）

I.通道状杰字2.中断的指令3.记录方式4.异常5.口同步能力

6.MIMD7.“写一-写哪关8.吞吐率9.Cache失效率10.栗准（典W）程序法

:.填空（4空I分,共20分）

（第I——5小想必做，在第6—14小题中，或做第6—9小题，或做第10—14小禺）

I.判别定点溢出的股常用方法”（）和（）.

2.描写存取向盘数据的主要参数处（）、（）、（）.

3.I/O设招的编址，通常行（）和（）两种方式.

4.定点光I描CRT字符Y示器中，缓冲（刷新）件储器存放的是（），而7符发生器（ROM）

存放的站（）.

5.激光打印机巾，声光调制器足以改变（）来实现控制激光束的方向.

6.影响流水线性他的因索主要力.（）、（）.（）.

7.•台计。机的价格除平均折扣与毛利之外，还应包括（）、（）.

8.评测I/0系统的性能指标主要有（）、（）.

9.大体上，互连网络可以分成（）,（）、（）.

10.系列机他指在同•厂家内生产的IM相同的（）.（U期怀同的（）的系列不同

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网号的机器.

II.从执行程序的和攵看，并行性从低到高可分为指令内部并行、（）并行、（）

并行和、（）并行.

12.按照流动方式，流水线可分为（）流水线和（）流水线.

13.流水机罂处理中断的关键史（）.

14.设6⑴和B（x）分别是表示全混洗揖列和蝶式排列，xMOOlllOlO）,则。⑷（K）=（）.

匹）（x）=（）.

三、简答以卜响题（每个3分，共12分）

I.动态MOS存储器为什么要:刷新？怎样实现刷0?

2.试比较程序中断（PI）和直接内存在取（DMA）打什么区别?

3.单机中实现Cache与主存日总一效性有何方法?

4.设计指令系统应考虑哪几个主要因素？

四.计。堰（体个5分，共20分）

I.已知被乘数人=+0.0101,乘数B--O.IIOI.Wn补码乘法比较法（booih乘法）求[AXB]"=?

（要”出计。竖式）

2.有•双软盘，住而有80道，划分为15个时区,盘的转速为300RPM,破头定位后，在任何破道

上的谀'与速率部处500Kb/s.求：

a）任意破道上.的扇区被大〃储容业及多少字由？

b）若破道上一位密度是9646bpi,则该盘片记录破道的最小直招是多少?

3.3下成求示各种向能操作的启动开销,试计模下面呦向fit指令和鞋接与不升接情况下的执行

»1帝奸£•而

时间.（设向ht尺度为n,向址部件之间的链接不需暨线冲时间,且访问流水线只0条）

类型自动开销（通过时间）

向till6拍

向於乘7拍

向it存取12Ki

匕■主存

匕一主存

匕-匕+匕

匕-匕+标量

4.（I）设在•个“Cache—主存”层次中.Cache为8块,上存为32块（都从0开始编址）.试

对于以下二种映衬方法,求主存第10块可以调入Gchc的哪些位置・

a）直接映射;

b）组相联映射（组大小为4,采用他选择立法）：

c）全相联映射.

（2）这：种映射方法各有何特点？

五、综合题（仅镀考生做）

（每小JS7分,共28分.第I、2小建必做：第3—6小题中，或做第3、4小题，或做第5、6

小题）

I.已知A=23X（-£）4=2〃（*）・试按规格化浮点除法规则，求[%]"的商

[C]|b=?和余数[用》=?（假定阶码为4位.含I位符小用数为6位含1位符号）.

要求：

（I）阶码用移码表示,一数用补码表示:

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（2）用补码比较法或加用交密法（两种任选其一）求兄数商：

（3）一出计算步骤和坚武.

2.试网出微程序控制器的从木原理枢图（WHkcs模型），并说明其工作原理.

3.设个由并行编译器产生的目标代码的并行化比率只有40%,3分配给128台处理机,加速比

址多少?若分配给1024台处理机,加速比乂足多少？若经过优化，并行化比率达到95%,情况

乂将如何？计算结果对我们有什么启示?（设并行化部分能在任意多台处理机上平均分布）

4.对网桥的测试表明，消总包的到达率为250个包/S,门关（gateway）许2ms转发,个消息包.

设消息包的到达与转发服从指数分体,请使用M/M/2模忸求：⑴门关的利用军:（2）消总

包在门关中的平均时间:（3）门美巾消息包的平均数.

5.在有个加法器和个乘法器的多操作部件处理机匕执行加下报令序列:

豆：&—&+&

品：&y4*&

$3：&~&+&

邑:舄_&*&

设加法时间=2,乘法时间X,调度时间对于JI有虚拱操作部件的情况，即曲执行时间关系图.

说明需用多少时间,指出发生操作部件冲突和操作数相关的情况.

6.（I）简述用比较对法实现LRU杵换算法的从本思想：

（2）设共有3块，分别为A,B,C.川〃外7仁7；＜.3个触发器记岐K.状态，并且设I&

-A比B更接近被访问过，其余依次类推.瓶出其硬件实现蔻挑用.

六综合题（仅单独考生做,每小超7分,共28分）

1.已知0・0.1101x10叫3・-01010x10叽尬蹄］尾数都用补码表示.试用浮点加法

求％+引”・？（要求写出计算步骤）（注：式中的底数“10”是二进制表示的）2

,仃•学节多路通道,连接终端8台，打印机3台，笃绘仪I台,假定终端每隔lOOus要:传送I个

字节,打印机每隔15OUS传送1个字节,单绘仪每隔1ms传送I个字节.试求该字节多路通通的实

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际流盘是多少？3.某程序的页地址（虚页）如F：

a）35376632532

当乘用LRU枝换算法时，为获得可能Jftift的命中率,至少应分配给该程序儿个实质？K可傕的取桶

页命中率为多少?

4.（I）神出3级立方体九连网络:

（2）若要实现1T7,7—1的通讯，试写出级控制信号：（设“I”表示交换，“0”裳示直送）

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1998年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

国防科技大学1998年攻读硕士研究生入学考试试题

考试科目:计算机原理与系统结构

解糅下列名词、术诩的含义（每个2分,共20分）

I.RISC2.程序访问局部性原理3.快小4.“先写后读”相关5.网构型多处理机

6.总线7.闷区8.多日中断9.稀疏向业也数组多路通道

二.地空（每空I分,共20分）

（351-7小题必做，在第5T3小堰中.或做第5——8小题,或做第9一一13小题）

I.某浮点机果用32位浮点二进制数据批示,其中8位（含1位符号）为核码表示的阶码，24位（含

I位符号）为补码表示的规格化用致，试”出可表示的几大正数（阶码：足

数：）和以小负数（阶码：比数：）.

2.实现微程序快速转移的方法常行（）、（）,（）.

3.光盘存储器按存储介质可以分为（）、（）和（）三类.

4.刷新的基本要求是：（）,（）和刷新期间不允许访存.

5.按照机器指令访问数据的方式，可以将’I前绝大多数机器分为（）,（）

和（）类型.

6.大多数并行处理机都是山定数盘的（一定数埴的（）、某种形式的

（）和某种形式的控制部件组成.

7.•股在DLX流水线中,分支延迟的科调度力.法定（）、（）和（）.

8.在存储器层次结构中,减少Cache命中时间的技术卜:要〃：枭用小且简单的CachedCache索引

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期间避免地址变换和＜

9.Flynn分类法站按指令流和数据流的（）对计算机分类.按此分类法，IIUAC-IV帆

于（）计算机.

10.仃效地址（）上界或（）下界，即出现越界错。

11.IBM370巾的“测试与置定"指令TS的作用是（），（H它可能导致（）.

12.•个模m=32的多体存俄器，K容盘为IM字对于给定的地址（：进制）：

1101001II10101110101,若采川低位交叉编址（：进制）为（）体内地址（:进制）

为（）.

13.计。机系统的软件和硬件在（）上是等效的，似.在（）上也不等效的.

三、初答以卜洞题（你个3分以12分）

1.通常浮点机的阶码都用移码收示,为什么?

2.从破头和破记录介质力度考虑，如何提高破玄而存储器的记录密度？

3.数据相关〃哪儿种类型？解决数据相关有哪些卜嗖方法？

4.什么是堆找型机器？什么把通用寄存器型机器?堆枚型机器。何优点？

四.计算超（每个5分，共20分）

（第卜3小邀必做，在第4、第5小&3或做为4小堰，或做第5小题.）

I.已知被除数A--01001,除数B--I.试川，卜码加诚交朴除法规则求帆口仆=?余町对林=?

（要笃出计算帐式）.

2.使用16K,lr的静态RAM存储芯片，外情电路用ECL电路,构成128K*16位的Cache存储器,

筮2而其6ffi

a）需要多少存储芯片？

b）存储器地址码位数是多少？

d）单个芯片的地址码位数比多少?

e）计并写使能缪福的负载蚪数.苔体个ECL门带8个负战端，需要多少个ECLfJ?

3.给定如卜图所小的.级Cache存储器层次结构，设第强和第:级Cache的访问时间站

攵；，＜［和〃门分别是第例Cache和第.被Cache的命中率：J为l“f访问周虬求

第一级Cache

T

第二级Cache

J

主存

a）该存储器层次结构的平均访问时间;

b）和直接对上存进行访问相比,该存储器以次结构访问时间加速比是多少？加速比的最大位及

多少？

4.请?；HlPM2［单级互连网络的互连函数,并，加"像点数N=8时，PM2I的连接忸况.

5.什么是LRU普换算法?作用比较对法实现LRU切换算法时,对于P（块数）为32的怖况，若

分为每为4对,每对2行,请问需要多少个状态位？（要求写出式子）

五、综介馥（仅统考生做）

（许小题7分，共28分.第I、2小堰必做：第3—6小邀中，或做第3、4小题，或做第5、6

小出

1.•盘组共10个盘片.其中I个盘而为保护而，I个盘而为伺服而,其它盘面为数据而.盘的

转速为7200RPM.存储区域的内存1'侬为20cm,外直轻为32cm,道密度为15TpM他密度为

lOObpm.

«1而北6而

计。:

(1)最大等待时间

(2)盘组容V为多少字节

(3)数据传输率为多少字旧杪

2.何为先行进位加法湍？荷述先行进位的居本思想和实现方法.

3.〃条动态流水线由6段组成，加法用1、2、3、6段,乘法用I,4、5、6各段时间相等，

均为4.如果输入和输出的镀冲器足好大，且输出期的数据可以*接返回到输入

靖.若用该流水线计宜/=立(4+4)(口施秉符号),试按照最快的处理方式，

i4

求：(I)画出处理过程的时——空图；

(2)计算其实际吞叶.率和效率.

4.设〃•个四级立方体网络,按从左到右的次序侬次为第。级、第I级、第2级、第3级.其

输入瑚和输出端的端号均为0,1.…,15.(1)浦出该网络:(2)该网络各级实现的函数站什么？

(3)对于下述连接，分别口出K级控制信号：(为“0”衰一直送，“1”衣一交换)a,4组4元

交换,即(0,3)(12)(4,7)(5,6)(8.11)(9.10)(12,15)(13,14)b.4组4元交换+1抑16元交换

5.设有4频为200MHz的向让处理机，对如卜响一指令进行处理.而该向量处理机为各种操

作的启动开侑如卜农所示.

操作时钟周期数

加6

乘7

装入/存储12

匕1主存

匕“I幅量

匕~主存

匕-匕+匕

主存一匕

笛」而：ttA而

假设向lit操作的保持速率为1个时钟周期，向一元素为双鞫度浮点败,机器瓶序执行各向盘指

令且不健接.如果以MFLOPS/如处理机性能，求:

⑴该向代处理机的峰位性能

⑵半性能向业长度M

2

(3)如果忽略任何循环额外开销，则向ft长度钞为多大时，向一处理比标能处理快?

6.有•台机器，其并行计算与顺用计算的加速比为10.某•程序当附所开发的并行成分占赘个程

岸的50%.现在臬课题组提出只要投资50,000,他们可以通过改造硬件的方式使得该程序的并行

成分的计算速度加倍;而另成分的则认为,无需改变硬件,只要进•步开发程序中的并行成分(假

设该程用的最大井行性可达60%)就可以达到同样的效果,并襄东在当前程序的基础上，每开发1%

的并行成分，锯10,000元.试问:你格支持哪个课题组的工作?。何依据？

六.保合照(仅单独考生做,每小题7分,共28分)

6.有一双面软盘,每面有77道,划分为9个扇区.盘的转速为360RPM,破头定位后对任何破道

I：的波与速率都是25OKb/s.求：(I)该盘可存的息的速大都是(2)像阚区已定位在某破道

I..则读取该道任意取区道息的政大等待时间大多少?

7.初述确定指令的业本要求.般的指令系统应包括哪些小本指令类型？

8.设某台计算机有9条指令，其使用频度为:

11:52%12:14%13:12%14:7%15:6%

16:5%17:2%18:1%19:1%

试分别用HufTman编码(要求响出其HuflmanW)和246等长扩展牌作码为其编码.

9.有一条流水线由4个功能段组成,如下图所示:

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51S2S3S4

(I)若每隔2Af向流水线输入个任务，•共输入4个，捕出其处理过程的时——空图,并求其

吞吐率和效率.

(2)为了使流水线班快他年琳A/流出一•个任务,应改进该流水线.A.试问。哪两种改进方案？画

出改进后的流水线.B由府隔A/向改进后的流水线输入•个任务，•共输入4个.试对「•改进

后的两种流水线，分别求其吞吐率.

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1999年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题及

参考答案

国防科技大学1999年攻读硕士研究生入学考试试题

考试科目:计算机原理与系统结构

解样卜列名词、术语的含义（每个2分,共20分）

I.微指令周期2.形式地址3.机遇负数4.字节多路通道5.脉冲拥挤效应

6.指令系统的规整性7.TLB8.定向9.相关lO.Cachc块冲突

:.填空（每空I分，共20分）

（第I——5小题必做，在第6—12小题巾,或做第6—9小题，或做第8——12小题）

I.一般划分计算机发展时代是以（）作为标志.

2.确定计算机指令系统应满足的基本要求是（）,（）、（）.

3.计算机巾常用的舍入方法有（）和（）.

4.将代数表达式（A-B）/C-（D+E）/F转换成逆波工式（）.

5,光盘存储器按存取方式可分为（）、（）和（）三类光

盘。

6.当代计宛机体系结构的基本概念主要包含（）、（）和（）

三方面的内容。

7.在指令兔结构设计巾，表示J•址方式有两种方法，一种是（），处一种是（）.

8.对向口的处理有（）方式、（）方式和（）方式.

9.对指令段:ADDRI.R2,R3;SI：RI-R2-R3

at।a#&iff

MULR1.RI,R3：S2：Rl<-RI*R3

指令SI和S2存在（）和（）相关.

10.条流水线只有一个单独功能则称为（）：如果一条流水线的多个段可以

通过不同的组合实现不同的功能，则称为（）.

II.流水线n段的时间为｛△□,6t,2....△tn）,则以大吞吐率TPy=

（）.

12.令x-｛｝，则第1位交换排列函数为£@・（逢混施蛾为0（x）=（）.

三、简答题（每个3分，共12分）

（第1―2小题必做，第3—6]中，或做3—4小3,或做5—6小题。）

I.简述中断在计算机系统中的作用.

2.简述采用DMA方式从磁盘中读1个数据块到主存的」:作过程.

3.在流水线中解抉控制相关的技术有哪些？请综合评述这些方法对改进的DLX流水线性

能改洋的影响.

4.CISC结构计匏机的缺点有哪些?那么,RISC结构计算机的设计有些什么原则?

5.单机中Cache到主存的块映射有哪些方式?

6.多级互连网络有哪几种控制方式?

四.计算题（每个5分，共20分）

（第I、2、3小题必做，在第4、5小题巾，选做一题・）

1.已知被乘数A=TMI1H,乘数B=-0.11011.试用补码比较乘法（Booth法）求

[A*B],h-?（型拙计算竖式，否则不给分）.

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2.已知一双面软盘,每面80道,划分为18个扇区,每扇区存放1024个字节的信息.

盘速为720RPM。试计算:

a）盘的有效存储容量为多少个字节?

b）数据传输率为多为个少节/杪?

c）读写任嘛区的平均存取时间（假定平均寻道时间为100ms）?

3.假设某流水线有m段，各段的处理时间分别是li（1=1.2，…，m）,现行n个任务相要完

成，每个任务由且仅由和该流水线各段操作所完成的相应了任务组成.谛问:

a）这n个任务在个流水线上实现所上婴的时间;

b）和这n个任务非流水线相比,流水线实现的加速比是多少?该加速比的坡大值是多

少？

4.设Cache的命中率为95%,访问Cache需要50ns,Cache块为32字节,本存为4字

节宽度,访问主存需要准备40ns,以后每5ns可提供一个数据,请计算这个Cache-

主存层次的平均访存时间.

5.设虚地址32位,页面1KB,按字节寻址,每个页表项占4个字节，问需要使用几级

页表？

五、综合题（仅供统考生做）（每小题7分，共28分）

（第1-2小题必做：第3——5小题中，或做第3-4小题，或做第4-5小题）

6.某微程序控制器,采用水平型微指令,断定型微地址结构,执行微指令是多相时钟并

行控制方式.共有13个测试源和测试条件,为加快微指令转移,用预取多字法实现

二分支转移控制，控存CM分为两个体，每体为128字.试所出其控制微指令转移的

逻辑结构框图和微指令地址7段的结构.

7.外围电路采用ECL电路,使用8KX4位SRAM存储芯片构成256KX32位的

Cache存储器.试回答:

①要多少存储芯片？

②存储芯片地址端引脚个数？

旅1而其《击

。存储器地址码位数?

④计算存储器的瓶端需多少ECL门电路驱动?假定,个ECL门电路驱动8个能端.

8.已知三级存储层次中,第一级的命中率为HL访问时间为TI：对第:级的所有访问

中,命中率为H2,访问第:级存储器的全部时间T2：访问第三级存储器的全部时间

为T3.

。写出该三级存储器系统的平均访存时间的表达式.

②设HI=95%,H2=80%,Tl=5ns,T2=50ns,T2=200ns,求平均访存时间.

9.设-多功能肺态流水线如下图所示:

分段乘法

T-­

£

亡

甲

—

对24*4,

（1）网汕时空图:（2）求实际吞此率、加速比和效率。

5.现通过对某基准程序进行测临可以得到浮点乘法指令在该基准程序中出现的概率是

14%.假设该城准程序在DLX基木流水线中实现时，浮点乘法需要5个时钟周期，且对乘

法指令不进行流水实现，并IUI：它指令的理想CPI均为I.请JI体分析乘法指令对流水线

第4页共§页

性能的影响.

六.综合题(仅用•独考生做,每小题7分，共28分)

10.什么叫寻址技术?在计算机中为什么要设置多种3址方式?通常有哪些基本寻址

方式.

II.有一字多路通道，在通据传送时,用于选择设备的时间Ts为3us,传送一个字节

的时间Tt为lus.通道现连接5台终端、4台针式打印机和2台扫描仪,终端、针打

和扫描仪传送一个字节的时间分别为200us，lOOus和400%试计算该通道的极限

流是和实际流;M

12.一出三级混洗交换网络.

13.在多处理机上求解表达式:f=(a(b-c)+de)g+mn

⑴画出其树形流程图：(2)确定所需处理机台数和相应的加速比.

第5页共5页

国防科技大学研究生院

1999年硕士生入学考试命题标准答案、评分标准

考试科目：计算机原理与系统结构试题

♦.解科卜列名诃、术语的含义（每个2分,共20分）

I.微指令周期：执行一条令指令所用的时间,包括做指令传送时闾山执行做批令操作时间2形成下

条做条令地址时间t3和读取微取令时同t4

2.形式地址:指令地址部分给出的地址，也称逻式地址,通常用它不能直接访存,需要经过J址计算解

到有效地址

3.机器负数：对I个补码数，W同它的符I；位变反后未位加I（即求补）所得的数，称为该讣码的机器

负数

4.7节多路通道：连接多台慢速外设，控制以？”交叉方代交换亿口的通道

5.肽冲拥挤效应:在做表面记录信息中,助界记求佶息能长的梃而，会出现读出借总位间的相互干扰.

造成信9郭I度卜肾、许伤偏移、从线漂移等现象，称之为脉冲拥挤效应

6.指令系统的规用性：指令系统中的•:个元索：操作码、操作令和寻址方式性两两正交的.7.TLB：即，

转换件找雄冲器甩代可以爵地址转换结果保存,这样就可以版少上杯读写操作中的地址转换I：作

8.定向:数据相关问谡可以果用书称为定向（也称为旁路或掘役）的荷单技术来解决.定向技术的从木

观点也在某条指令产生个计匏错果之新其它折令并不IT正需要该计。结果.如果能够将该计打结果

从K产生的地方在接送到n它指令需要它的地儿那么就可以避免析伶

9.相关:相近指令网务在某肿关联而不能同时被斛株

10.Cache块冲突：•个匕。块亶进入已被占用的Cache块的位置

二.填空（海空1分,共20分）

（第I—5小！S必做，在第6—12小遗巾，或做第6—9小题，或做第8―12小堰）

I.（计算机所用电子器件）

»1«!4xa

2.（据々的完备性）、（指令的有效性）、（指令的规整性）

3.（0舍I入法）、（恒先I法）

4.（AB-C/DE+FZ-）

5.（只读光盘）、（一次可驾光世）、（随时闻与光盘）

6.（指令系统）、（计灯机细成）、（计算机实现）

7.（将?址方我表示在操作码中）、（对每个操作数利用地址描述符表示JCJ址方式）

8.（水平或横向）'（乘址或纵向）、（混合）

9.（RAW”后谀）'（WAW”后笃）

10.（单功能流水线）、（多动施流水线）

II.（I/Max（此,Af,2..."tn））

12.（b2blbO）,（blbOb2）.

■:、简答题（每个3分洪12分）

（第1-2小遐必做，第3-6题中，或做3-4小麴,或做5-6小题.）

I.中断是使计费偃修门动工作的鬣要功能,I要伍I）能够处理急迫怕1：2）便J：人一机通讯：3）提

府CPU与I/O设备的并行工作：4）实现多通程序并格5）实现实时控制

2.DMA的全过程分为：步：

I）初始化:格致据块长度、卜:存地址、破盘地址、命令倒息送到DMA接口盯关带存器.

2）进行数据交摸:从盘」海测il一个字节或一个字.便向主机发个DMA请求,然后挪用匕机的

一个前周期将数据写入上存.主存地址觥1,/据块长或加1.如此收到周据块传送完A.

3）结束处理：力长度为0时,向卜:机发出结束中断，请来主机处理.

3.在，水线水解快榭M相关的技术有:

A,冻结或排空流水线：

B,攸利分支成功：

第2页共8页

C.预测分支失败：

D、延迟失败.

在DLX改进流水线巾，采用冻结或排空流水线的策略来处理控制相关,时流水线所带来的性能损失以

大.而假测分支成功对DLX流水线性能改进没仔任何好处,预测分支失败在某般情况3可以消除由

「控制相关而带来的流水线竹停，从而提高流水线的件能.廷退分支则依据采用的不同策略,对流水线

性能的凶弃也不尽相同.“从前调度策略”总是可以般而潦水线的性能:而“从目标处调度”和“从失败

处调度”策略在某些情况卜可以改普流水战的性能.

4.CISC结构〃:在如下缺点:

A.在CISC结构的圻令系统巾，各种指令的C用频率相薨息殊.描名计.有20%的指令使用籁率最大,

占短行时间80%,也就是说，有80%的指令在20%的时间才会用令.

B,CISC结构指令系统的幺杂性带来了计算机体系结构的复杂性,这不仅增加了研制时间和成人而

II容易造成设计锢设.

C、CISC结构指令系统的支杂性给VLSI设计增抑了很大负川,不利C玳片桀成.

D.CISC结构的指令系统巾,许多发杂指令需要很女杂的操作,因而运行速度慢.

E,在CISC结构的折令系统中，由于各条指令的功使不均蓟性,不利广采用先进的计。机体系结构技术

（如流水线技术）来提而系统的性能.

进hRISC计算机指令览结构的劝他设计时，必须遵循如卜族则：

A.使用频率破而的拒仇并补充一些地有用的指令:

B.用条圻令的功他应可能荷通并在•个机器周期内完成：

C.所有所令长度均相同;

D.Reload和store操作指令才访问存储海，JC它指令操作均在制杯4之间进行;

E.以简单疗效的方式支持商级语言.

5.有直接抑的龛机联、组相联和段相联四种方丈.

6.代级控制、中尻控制利部分皱控制.

四.计用S（每个5分,共20分）

第3页共8贝

（第I、2、3小18必做，在第4、5小麴巾，选做题・）

1.已知被乘数A：-0.III1L乘数B-O.IIOII.试用补码比较乘法（Boo由法）求

[A*B]=?（要写出计。登式.杳则不给分）.

网仆=1.00001[B],,-1.00101

部分枳乘数附加位

00.00000i.ooioio

-)00.1!Ml

.oo.T11i1

上00.01111j||QQjQ]

+)11.00000

GTrOTyT

Ll10000ill00i0

00.1MI1

二飞-Knq-rr

o.oioii10111001

+)Il・00001

\1T.o1Iob

11.10110oioihoo

0010印0

i1.11oii

-Loo^iiiLL

-oTTT-oTr

|A*B])|.=0.11010.00101

2.(1)。效容易C=IKBx|8x80x2=2880KB

(2)因为Ct=ft.所以f=Ct/t而Ct=18KB1=60/720=1/12S

f-I8KBO/I2)-18KIM2=2I6KB/S

⑶1az另“、100ms+(250/3+0)/2nis:141.7ms

（1）n个任务在该流水姣上实现所需要的时间为,+（力-1）%

力・毕，U

（2）加速比为,S--——亘-------

，4+（”岫

4.匕存调个块到Cache的时间为：

第4贞共K页

40ns+(32/4)*5ns=80ns;

则平均访存时MJ为:

5ns+（I-95%）*X0ns9ns

5.每个负面可为#HKB/4B=256个页立项：用8位寻址,页内侑移量为10位,所以，页表级为：（32-

I0J/8=3级

五、僚创I（仅供统考生做）（年小遇7分，共28分）

（第1-2小翅必做：第3—5小邀巾，或做第3-4小盘，或做第4一5小!S）

1.某微程序拄制胃，采用水平型字指令,断定不微地址结构，执行柒指令处多相时钟并行控制方式.共

有13个测试源和测试条件,为加快微指令转移，用值取多字法实现二分支转移控制，控"CM分为两

个体，一体为1287.试一出其控制微指令转移的法辑脑构框图和微指令地址字段的结构.

HFF（(7f位t)）TCFuoCF

2.⑴「256KB/8KBi「32仞4仰1=32x8=256(片)

（2）T8K=2%'，地址粥降为13

第5贝共8页

(3)■J256K=2''•地址码俏,数为18位

(4)储器肥鱼或仃256个

**.256/8=32

32/8=4

囚而需两级门驱动32+4=36个门

3.(I)T=T1+T2*(l-Hl)+T3*(1-HI)*(|-H2)s

(2)T=5+50*()-95%)+200*(1-95%)*(1-80%)=5+2.5+2=9.5ns

4.运算展开为AIB1+A2BA+A3B3+A4B4.先计算4个升为，再计算加法AIBI+A2B2

和A3B3+A4B4,最后求.

5.时空图为：

(2)实际吞吐率为

TP=7/14CP=0.5(结果/CP);

效率为c=(47+3•3)/(14*5)=25/70=35.7%

加速比为S=25/14=1.78

356Itx*'

5.在延准程序中.浮京乘法出现的频率垃14%,而DLXifi水线处理乘点的法率域而能够达到20%.1!|）

由5个时伸周期进行一次浮点乘操作.当浮点乘法不是成群地聚兴在g,而是服从均匀分布时,这表明

浮点乘法指令完全洸水化所能够获的的性能好处可能很低.故好的情况电浮点乘法操作和K它舞作氽电.

没行点性能损失：破坏的情况也所为的浮点乘法指令聚第在起.并且14%的指令需要5个时钟冏期.

困而，如果流水线基本的CPI是I.那么在这种情况bill1"•流水线新停所带来的CPI增最是0.7

六.惊台避（仅不独考t做,每小题7分,共28分）

I.比指确定操作数地址的技术.寻址技术是本件对软件编程的-书啾要支持.设置各种不同的J址方式

是为了实现：

I）加史程序设计：2）可犷大？址他用：3）支—收定位;4）完成逻一地址与物理地址的受

换.

珞本;J址力武有:立即数J址，K接、〃匕得"器J址，用址J址，变址J址，间接J址，相对寻址等.

小・木・焉k珈叭领物

2.极RI流最:

/加°5-+41+2X

・5x----------+4x---------工+2x"

200x10"lOOxlO-6400x1。4

・2.5x10'+4x1。'+0.5x10,-7x10,序节/秒）

3.如图:

第7页共8,

4.(l)f=ag(b-c)-def-mn，树形流程如b,：

(2)处理台数为3；因顺序计第甫7步,并行计见需4步,故加速比为7/4

第X贞大8成

2000年国防科技大学计算机原理与系统结构考研真题

国防科技大学2000年攻读硕士研究生入学考试试题

考试科目：计算机原理与系统结构

解释下列名诃、术语的含义（每个2分，共20分）

1.计算机体系结构2.透明性3.指令集系统的规整性4.非线性流水线5.并行处理

机6.指令周期7.J址技术8.选择通道9.通道程序10.自同步能力

二.填空（每空I分，共20分）

（第I——4小题必做,在第5—13小侬卜，或做第5——8小邃，或做第9—13小题）

1.一般说来，按照CPU内部操作数的存储方式,可以相机器指令集结构分为：（

（）和（）.

2.单机和多机并行性发展的技术途径有（）、（）和（）.

3.存储器层次结构设计技术的基木依据是程序（）.

4.在计匏机体系结构设计巾，软硬件功能分配取决于（）.

5.从主存的角度来看，“Cache….匕存”层次的目的是为了（）.

6.描述向质的数据的参数有：（）、（）、（）.

7.程序循环站用（）来实现的，而微程序循环是用（）来实现

的。

8.可擦写光盘是通过（）效应实现写入入息的，而读书信息息是通过

）实现的.

第I页共6页

9.DMA与CPU访问冲突的处理方式有（口

三、筒答以卜时题（每个3分，共12分）

I.简述CISC结构计算机的缺点和RISC结构计算机的议计原则.

2.全相联和直接相联相比,各有何优缺点？

3.程岸控制指令有什么功能？它主要包括哪些指令?

4.试述DMA传送数据与通道传送数据有何区别、?

四.计算题（每个5分，共20分）

（第卜3小题必做，在第4、第5小题中，或做第4小题，或做第5小题.）

I.假设在某中行处理机上运行的…个程序,该程序的可并行化程序段执行时间占整个

程序执行时间的80%。现将该程序运行在一台并行处理机匕假设并行处理机对并

行化程序段执行的加速比为Sn,II不改变其它II并行化程序段（中行程序段）的执行

时间,求该并行处理机对该程序的加速比,以及该加速比的峰值,从中可以得到什

么启示？

2.某计算机中使用32KB的Cache,分别用于存放指令和数据,其失效率分别为

0.39%（指令Cache）和4.82%（数据Cache）.假设所有存储访问操作的75%为取指令操

作，25%为访问数据操作,Cache的命中时间（即访问命中时所箭要的时间）为I个时

钟周期。失效开销为50个时钟周期.试计算平均访问时间.

3.

已知A-10^x（-01001000）.5-10^,x（+01111110）.试搜补码（阶和尾数均采

用补码）加减法运算规则与步骤，求［0-3卜・？（要求写出计皙步骤）.注：题