计算机系统结构-集美大学考试内容

1-6.从机器(汇编)语言程序员看，以下哪些是透明的？透明的有：指令缓冲器、时标发生器、乘法器、主存地址寄存器、先行进位链、移位器。1-10.想在系列机中发展一种新型号机器，下列哪些设想是可以考虑的，哪些是不行的？为什么？新增自发数据类型和若干条字符处理指令，以支持事务处理程序的编译。可以。虽然它属于计算机系统结构的内容，但新增加的数据类型和指令不会影响到已有指令所写程序的正确运行。为增强中断处理功能，将中断分级由原来的4级增加到5级，并重新调整中断响应的优先次序。不可以。中断分级和终端的响应次序都属于计算机系统结构的内容，中断分级由4级增加到5级应当还是允许的，关键是重新调整了中断响应的优先次序，使原有程序的中断响应次序发生了改变，会影响原有程序工作的正确性。在CPU和主存之间增设Cache存储器，以克服因主存访问速率过低而造成的系统性能瓶颈。可以。Cache存储器属于计算机组成，它不会改变原有的系统程序和应用程序。为解决计算误差较大的问题，将机器中浮点数的下溢处理方法由原来的恒置“1法”，改为用ROM存放下溢处理结果的查表舍入法。可以。浮点数尾数的下溢处理不属于计算机系统结构，而是计算机组成设计所考虑的内容。2-9.经统计，某机器14条指令的使用频度分别为0.01、0.15、0.12、0.03、0.02、0.04、0.02、0.04、0.01、0.13、0.15、0.14、0.11、0.03。分别求出用等长码、哈夫曼码、只有两种码长的扩展操作码等三种编码方式的操作码平均码长。等长码：14条指令的等长操作码的平均码长是[1b41]位，即4位。哈夫曼遍码：先用哈夫曼算法构造哈夫曼树(P290)，计算可得平均码长为3.38位。只有两种码长的扩展操作码：根据14条指令所给出的使用频度分成两群，较高6种指令的用3位操作码编码表示，留下两个3位码作为长码的扩展标志，扩展出2位，共有8条使用低频的指令的操作码，平均码长计算后(P291)为3.4位。2-10.电文由A~J几空格字符组成，其中字符出现的频度依次为0.17、0.05、0.20、0.06、0.08、0.03、0.01、0.08、0.13、0.08、0.11。各字符用等长二进制编码，传送10^3个字符时，共需传送多少个二进制码码位？共需传送4*10^3=4000位构造哈夫曼树，写出各字符的二进制码码位数，计算字符的二进制平均码长。哈夫曼树(P291)，平均码长为3.23位用哈夫曼树传送10^3个字符，此定长码传送可减少传送的二进制码码位数是多少？可减少(4-3.23)*10^3=770位2-11.用于文字处理的某专用机，每个文字符用4位十进制数字(0~9)编码表示，空格则用“空格”表示，在对传送的文字符号和空格进行统计后，得出数字和空格的出现频度分别为：“空格”：20% 0：17% 1：6% 2：8% 3：11% 4：8%5：5% 6：8% 7：13% 8：3% 9：1%若上述数字和空格均用用二进制编码，试设计二进制信息位平均长度最短的编码。答：按空格和数字出现的频度构造哈夫曼树(P292),可得到其二进制吗的编码(不唯一，但平均码长唯一)：“空格”：01(2位) 0：111(3位) 1：1000(4位)2：1001(4位) 3：001(3位) 4：1100(4位) 5：0001(4位)6：1101(4位) 7：101(3位) 8：00001(5位) 9：00000(5位)根据产生的哈夫曼编码可求得平均的二进制码长为3.23位若传送10^6个文字符号(每个文字符号后均跟一个空格)，按最短的编码，共需传送多少个二进制位？答：每个文字字符用4位十进制数字再跟一个空格表示，共需传送10^6*(4+1)*3.23位=1.615*10^7位若十进制数字和空格均用4位二进制码表示，共需传送多少个二进制位？答：共需传送10^6*(4+1)*4位=2*10^7位3-5.设中断屏蔽位“1”对应于开放，“0”对应于屏蔽，各级中断处理程序的中断屏蔽位如表(P111)所示：中断处理程序级别中断级屏蔽位设置第1级第2级第3级第4级第1级0000第2级1011第3级1000第4级1010当中断响应优先次序为1234时，其中断处理次序是什么？答：1342设所有的中断处理 都各需3个单位时间，中断响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。当机器正在运行用户程序时，同时发生第2、3级中断请求，过两个单位时间后，又同时发生第1、4级中断请求，试画出程序运行过程示意图。答：图见P2933-6.若机器共有5级中断，中断响应优先次序为12345，现要求其实际中断处理次序为14523，回答下面问题：设计各级中断处理程序的中断级屏蔽位