国防科技大学研究生院1999年硕士生入学考试计算机原理与系统结构试题命题标准答案、评分标准一．解释下列名词、术语的含义（每个2分，共20分）微指令周期：执行一条微指令所用的时间，包括微指令传送时间t1，执行微指令操作时间t2，形成下条微指令地址时间t3和读取微指令时间t4形式地址：指令地址部分给出的地址，也称逻辑地址，通常用它不能直接访存，需要经过寻址计算得到有效地址机器负数：对1个补码数，国同它的符号位变反后末位加1（即求补）所得的数，称为该补码的机器负数字节多路通道：连接多台慢速外设，控制以字节交叉方式交换信息的通道脉冲拥挤效应：在磁表面记录信息中，随着记录信息密度的提高，会出现读出信息位间的相互干扰，造成信号幅度下降、峰值偏移、基线漂移等现象，称之为脉冲拥挤效应指令系统的规整性：指令系统中的三个元素：操作码、操作数和寻址方式是两两正交的。7.TLB：即，转换查找缓冲器，用其可以将地址转换结果保存，这样就可以减少主存读写操作中的地址转换工作8.定向：数据相关问题可以采用一种称为定向（也称为旁路或捷径）的简单技术来解决。定向技术的基本观点是：在某条指令产生一个计算结果之前，其它指令并不真正需要该计算结果。如果能够将该计算结果从其产生的地方直接送到其它指令需要它的地方，那么就可以避免暂停9.相关：相近指令因存在某种关联而不能同时被解释10.Cache块冲突：一个主存块要进入已被占用的Cache块的位置二．填空（每空1分，共20分）（第1——5小题必做，在第6——12小题中，或做第6——9小题，或做第8——12小题）1．(计算机所用电子器件)2．（指令的完备性）、（指令的有效性）、（指令的规整性）3．（0舍1入法）、（恒置1法）4．（AB－C/DE＋F/－）5．（只读光盘）、（一次可写光盘）、（随时读/写光盘）6．（指令系统）、（计算机组成）、（计算机实现）7．（将寻址方式表示在操作码中）、（对每个操作数利用地址描述符表示其寻址方式）8．（水平或横向）、（垂址或纵向）、（混合）9．（RAW写后读）、（WAW写后写）10．（单功能流水线）、（多功能流水线）11．（1/Max（，，…，））12．(b2b1b0),(b1b0b2)。三、简答题（每个3分,共12分）(第1－2小题必做，第3－6题中，或做3－4小题，或做5－6小题。)中断是使计数能够自动工作的重要功能，主要有：1）能够处理急迫事件；2）便于人－机通讯；3）提高CPU与I/O设备的并行工作；4）实现多道程序并行；5）实现实时控制DMA的全过程分为三步：初始化：将数据块长度、主存地址、磁盘地址、命令信息送到DMA接口有关寄存器。进行数据交换：从盘上每读出一个字节或一个字，便向主机发一个DMA请求，然后挪用主机的一个访存周期将数据写入主存。主存地址加1，数据块长度加1。如此直到数据块传送完毕。结束处理：当长度为0时，向主机发出结束中断，请求主机处理。在流水线中解决控制相关的技术有：冻结或排空流水线；预测分支成功；预测分支失败；延迟失败。在DLX改进流水线中，采用冻结或排空流水线的策略来处理控制相关，对流水线所带来的性能损失最大。而预测分支成功对DLX流水线性能改进没有任何好处。预测分支失败在某些情况下，可以消除由于控制相关而带来的流水线暂停，从而提高流水线的性能。延迟分支则依据采用的不同策略，对流水线性能的改善也不尽相同。“从前调度策略”总是可以提高流水线的性能；而“从目标处调度”和“从失败处调度”策略在某些情况下可以改善流水线的性能。CISC结构存在如下缺点：在CISC结构的指令系统中，各种指令的使用频率相差悬殊。据统计，有20%的指令使用频率最大，占运行时间80%。也就是说，有80%的指令在20%的时间才会用到。CISC结构指令系统的复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本，而且容易造成设计错误。CISC结构指令系统的复杂性给VLSI设计增加了很大负担，不利于单片集成。CISC结构的指令系统中，许多复杂指令需要很复杂的操作，因而运行速度慢。在CISC结构的指令系统中，由于各条指令的功能不均衡性，不利于采用先进的计算机体系结构技术（如流水线技术）来提高系统的性能。进行RISC计算机指令集结构的功能设计时，必须遵循如下原则：A．使用频率最高的指令，并补充一些最有用的指令；B．每条指令的功能应可能简单，并在一个机器周期内完成；C．所有指令长度均相同；D．只有load和store操作指令才访问存储器，其它指令操作均在寄存器之间进行；E．以简单有效的方式支持高级语言。有直接相联、全相联、组相联和段相联四种方式。软级控制、单元控制和部分级控制。四．计算题（