习题
3．参考答案：
（1）后缀：w，源：基址+比例变址+偏移，目：寄存器
（2）后缀：b，源：寄存器，目：基址+偏移
（3）后缀：l，源：比例变址，目：寄存器
（4）后缀：b，源：基址，目：寄存器
（5）后缀：l，源：立即数，目：栈
（6）后缀：l，源：立即数，目：寄存器
（7）后缀：w，源：寄存器，目：寄存器
（8）后缀：l，源：基址+变址+偏移，目：寄存器
4．参考答案：
（1）源操作数是立即数0xFF，需在前面加‘$’
（2）源操作数是16位，而长度后缀是字节‘b’，不一致
（3）目的操作数不能是立即数寻址
（4）操作数位数超过16位，而长度后缀为16位的‘w’
（5）不能用8位寄存器作为目的操作数地址所在寄存器
（6）源操作数寄存器与目操作数寄存器长度不一致
（7）不存在ESX寄存器
（8）源操作数地址中缺少变址寄存器
5．参考答案：
6．参考答案：
（1）xptr、yptr和zptr对应实参所存放的存储单元地址分别为：R[ebp]+8、R[ebp]+12、R[ebp]+16。
（2）函数func的C语言代码如下：
void func(int *xptr, int *yptr, int *zptr)
{
int tempx=*xptr;
int tempy=*yptr;
int tempz=*zptr;
*yptr=tempx;
*zptr = tempy;
*xptr = tempz;
}
7．参考答案：
（1）R[edx]=x
（2）R[edx]=x+y+4 （3）R[edx]=x+8*y （4）R[edx]=y+2*x+12 （5）R[edx]=4*y （6）R[edx]=x+y 8．参考答案：
（1）指令功能为：R[edx]←R[edx]+M[R[eax]]=0x 00000080+M[0x8049300]，寄存器EDX 中内容改变。改变后的
内容为以下运算的结果：00000080H+FFFFFFF0H
因此，EDX 中的内容改变为0x00000070。根据表3.5可知，加法指令会影响OF 、SF 、ZF 和CF 标志。OF=0，ZF=0，SF=0，CF=1。
（2）指令功能为：R[ecx]←R[ecx]-M[R[eax]+R[ebx]]=0x00000010+M[0x8049400], 寄存器ECX 中内容改变。
改变后的内容为以下运算的结果：00000010H -80000008H
因此，ECX 中的内容改为0x80000008。根据表3.5可知，减法指令会影响OF 、SF 、ZF 和CF 标志。OF=1，ZF=0，SF=1，CF=1 0=1。
（3）指令功能为：R[b x]←R[bx] or M[R[eax]+R[ecx]*8+4]，寄存器BX 中内容改变。改变后的内容为以下运算
的结果：0x0100 or M[0x8049384]=0100H or FF00H
因此，BX 中的内容改为0xFF00。由3.3.3节可知，OR 指令执行后OF=CF=0；因为结果不为0，故ZF=0；因为最高位为1，故SF=1。
（4）test 指令不改变任何通用寄存器，但根据以下“与”操作改变标志：R[dl] and 0x80
由3.3.3节可知，TEST 指令执行后OF=CF=0；因为结果不为0，故ZF=0；因为最高位为1，故SF=1。 （5）指令功能为：M[R[eax]+R[edx]]←M[R[eax]+R[edx]]*32，即存储单元0x8049380中的内容改变为以下运算
的结果：M[0x8049380]*32=0x908f12a8*32，也即只要将0x908f12a8左移5位即可得到结果。 1001 0000 1000 1111 0001 0010 1010 1000<<5
=0001 0001 1110 0010 0101 0101 0000 0000
因此，指令执行后，单元0x8049380中的内容改变为0x11e25500。显然，这个结果是溢出的。但是，根据表3.5可知，乘法指令不影响标志位，也即并不会使OF=1。
1000 0000 1000 0000 1000 0000
and 0000 0001 0000 0000 1111 1111 0000 0000 1111 1111 0000 0000
or 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0001 0000 0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1000
0 1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 + 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1000 0000 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 0000
1 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 0000 +
（6）指令功能为：R[cx] ←R[cx]-1，即CX 寄存器的内容减一。
因此，指令执行后CX 中的内容从0x0010变为0x000F 。由表3.5可知，DEC 指令会影响OF 、ZF 、SF ，根据上述运算结果，得到OF=0，ZF=0，SF=0。
9．参考答案：
movl 12(%ebp), %ecx //R[ecx ]←M[R[ebp]+12]，将y 送ECX sall $8, %ecx //R[ecx ]←R[ecx]<<8，将y*256送ECX movl 8(%ebp), %eax //R[eax ]←M[R[ebp]+8]，将x 送EAX movl 20(%ebp), %edx //R[edx ]←M[R[ebp]+20]，将k 送EDX imull %edx, %eax //R[eax]←R[eax]*R[edx]，将x*k 送EAX movl 16(%ebp), %edx //R[edx ]←M[R[ebp]+16]，将z 送EDX andl $65520, %edx //R[edx ]←R[edx] and 65520，将z&0xFFF0送EDX addl %ecx, %edx //R[edx ]←R[edx] + R[ecx]，将z&0xFFF0+y*256送EDX subl %edx, %eax //R[eax ]←R[eax]-R[edx]，将x*k-(z&0xFFF0+y*256)送EAX 根据以上分析可知，第3行缺失部分为： 3 int v = x*k-(z&0xFFF0+y*256) ; 10．参考答案：
从汇编代码的第2行和第4行看，y 应该是占8个字节，R[ebp]+20开始的4个字节为高32位字节，记为y h ；R[ebp]+16开始的4个字节为低32位字节，记为y l 。根据第4行为无符号数乘法指令，得知y 的数据类型num_type 为unsigned long long 。
movl 12(%ebp), %eax //R[eax ]←M[R[ebp]+12]，将x 送EAX movl 20(%ebp), %ecx //R[ecx ]←M[R[ebp]+20]，将y h 送ECX imull %eax, %ecx //R[ecx ]←R[ecx]*R[eax]，将y h *x 的低32位送ECX mull 16(%ebp) //R[edx]R[eax]←M[R[ebp]+16]*R[eax]，将y l *x 送EDX-EAX leal
(%ecx, %edx), %edx
// R[edx ]←R[ecx]+R[edx]，将y l *x 的高32位与y h *x 的低32位相加后送EDX
movl 8(%ebp), %ecx //R[ecx ]←M[R[ebp]+8]，将d 送ECX movl %eax, (%ecx) //M[R[ecx]]←R[eax]，将x*y 低32位送d 指向的低32位 movl %edx, 4(%ecx) //M[R[ecx]+4]←R[edx]，将x*y 高32位送d 指向的高32位 11．参考答案：
根据第3.3.4节得知，条件转移指令都采用相对转移方式在段内直接转移，即条件转移指令的转移目标地址为：（PC ）+偏移量。
（1）因为je 指令的操作码为01110100，所以机器代码7408H 中的08H 是偏移量，故转移目标地址为：0x804838c+2+0x8=0x8048396。
call 指令中的转移目标地址0x80483b1=0x804838e+5+0x1e ，由此，可以看出，call 指令机器代码中后面的4个字节是偏移量，因IA-32采用小端方式，故偏移量为0000001EH 。call 指令机器代码共占5个字节，因此，下条指令的地址为当前指令地址0x804838e 加5。
（2）jb 指令中F6H 是偏移量，故其转移目标地址为：0x8048390+2+0xf6=0x8048488。
movl 指令的机器代码有10个字节，前两个字节是操作码等，后面8个字节为两个立即数，因为是小端方式，所以，第一个立即数为0804A800H ，即汇编指令中的目的地址0x804a800，最后4个字节为立即数00000001H ，即汇编指令中的常数0x1。
0000 0000 0001 0000 1111 1111 1111 1111
1 0000 0000 0000 1111 +
（3）jle指令中的7EH为操作码，16H为偏移量，其汇编形式中的0x80492e0是转移目的地址，因此，假定后面的mov指令的地址为x，则x满足以下公式：0x80492e0=x+0x16，故x=0x80492e0-0x16=0x80492ca。
（4）jmp指令中的E9H为操作码，后面4个字节为偏移量，因为是小端方式，故偏移量为FFFFFF00H，即-100H=-256。后面的sub指令的地址为0x804829b，故jmp指令的转移目标地址为0x804829b+0xffffff00=0x804829b-0x100=0x804819b。
12．参考答案：
（1）汇编指令的注解说明如下：
1 movb 8(%ebp), %dl //R[dl]←M[R[ebp]+8]，将x送DL
2 movl 12(%ebp), %eax //R[eax]←M[R[ebp]+12]，将p送EAX
3 testl %eax, %eax //R[eax] and R[eax]，判断p是否为0
4 je .L1 //若p为0，则转.L1执行
5 testb $0x80, %dl //R[dl] and 80H，判断x的第一位是否为0
6 je .L1 //若x>=0，则转.L1执行
7 addb %dl, (%eax) //M[R[eax]]←M[R[eax]]+R[dl]，即*p+=x
8 .L1:
因为C语言if语句中的条件表达式可以对多个条件进行逻辑运算，而汇编代码中一条指令只能进行一种逻辑运算，并且在每条逻辑运算指令生成的标志都是存放在同一个EFLAGS寄存器中，所以，最好在一条逻辑指令后跟一条条件转移指令，把EFLAGS中标志用完，然后再执行另一次逻辑判断并根据条件进行转移的操作。
（2）按照书中图3.22给出的“if () goto …”语句形式写出汇编代码对应的C语言代码如下：
1 void comp(char x, int *p)
2 {
3 if (p!=0)
4 if (x<0)
5 *p += x;
6 }
13．参考答案：
1 int func(int x, int y)
2 {
3 int z = x*y ;
4 if ( x<=-100 ) {
5 if ( y>x )
6 z = x+y ;
7 else
8 z = x-y ;
9 } else if ( x>=16 )
10 z = x &y ;
11 return z;
12 }
14．参考答案：
（1）每个入口参数都要按4字节边界对齐，因此，参数x、y和k入栈时都占4个字节。
1 movw 8(%ebp), %bx //R[bx]←M[R[ebp]+8]，将x送BX
2 movw 12(%ebp), %si //R[si]←M[R[ebp]+12]，将y送SI
3 movw 16(%ebp), %cx //R[cx]←M[R[ebp]+16]，将k送CX
4 .L1:
5 movw %si, %dx //R[dx]←R[si]，将y送DX
6 movw %dx, %ax //R[ax]←R[dx]，将y送AX
7 sarw $15, %dx //R[dx]←R[dx]>>15，将y的符号扩展16位送DX
8 idiv %cx //R[dx]←R[dx-ax]÷R[cx]的余数，将y%k送DX
//R[ax]←R[dx-ax]÷R[cx]的商，将y/k送AX
9 imulw %dx, %bx //R[bx]←R[bx]*R[dx]，将x*(y%k) 送BX
10 decw %cx //R[cx]←R[cx]-1，将k-1 送CX
11 testw %cx, %cx //R[cx] and R[cx]，得OF=CF=0，负数则SF=1,零则ZF=1
12 jle .L2 //若k小于等于0，则转.L2
13 cmpw %cx, %si //R[si] - R[cx]，将y与k相减得到各标志
14 jg .L1 //若y大于k，则转.L1
15 .L2:
16 movswl %bx, %eax // R[eax]←R[bx]，将x*(y%k) 送AX
（2）被调用者保存寄存器有BX、SI，调用者保存寄存器有AX、CX和DX。
在该函数过程体前面的准备阶段，被调用者保存的寄存器EBX和ESI必须保存到栈中。
（3）因为执行第8行除法指令前必须先将被除数扩展为32位，而这里是带符号数除法，因此，采用算术右移以扩展16位符号，放在高16位的DX中，低16位在AX中。
15．参考答案：
1 int f1(unsigned x)
2 {
3 int y = 0 ;
4 while ( x!=0 ) {
5 y ^=x ;
6 x>>=1 ;
7 }
8 return y&0x1 ;
9 }
函数f1的功能返回：( x ^ x>>1 ^ x>>2 ^ ….) & 0x1，因此f1用于检测x的奇偶性，当x中有奇数个1，则返回为1，否则返回0。
16．参考答案：
函数sw只有一个入口参数x，根据汇编代码的第2~5行指令知，当x+3>7时转标号.L7处执行，否则，按照跳转表中的地址转移执行，x与跳转目标处标号的关系如下：
x+3=0：.L7
x+3=1：.L2
x+3=2：.L2
x+3=3：.L3
x+3=4：.L4
x+3=5：.L5
x+3=6：.L7
x+3=7：.L6
由此可知，switch (x) 中省略的处理部分结构如下：
case -2:
case -1:
……// .L2标号处指令序列对应的语句
break;
case 0:
……
// .L3标号处指令序列对应的语句
break; case 1:
…….
// .L4标号处指令序列对应的语句 break; case 2: …… // .L5标号处指令序列对应的语句
break; case 4: ……
// .L6标号处指令序列对应的语句
break; default:
……
// .L7标号处指令序列对应的语句
17．参考答案： 根据第2、3行指令可知，参数a 是char 型，参数p 是指向short 型变量的指针；根据第4、5行指令可知，参数
b 和
c 都是unsigne
d short 型，根据第6行指令可知，test 的返回参数类型为unsigned int 。因此，test 的原型为： unsigned int test(char a, unsigned short b, unsigned short c, short *p); 18．参考答案： 每次执行pushl 指令后，R[esp]=R[esp]-4，因此，第2行指令执行后R[esp]=0xbc00001c 。
（1）执行第3行指令后，R[ebp]=R[esp]=0xbc00001c 。到第12条指令执行结束都没有改变EBP 的内容，因而
执行第10行指令后，EBP 的内容还是为0xbc00001c 。执行第13行指令后，EBP 的内容恢复为进入函数funct 时的值0xbc000030。
（2）执行第3行指令后，R[esp]=0xbc00001c 。执行第4行指令后R[esp]= R[esp]-40=0xbc00001c-0x28=0xbbfffff4。
因而执行第10行指令后，未跳转到scanf 函数执行时，ESP 中的内容为0xbbfffff4-4=0xbbfffff0；在从scanf 函数返回后ESP 中的内容为0xbbfffff4。执行第13行指令后，ESP 的内容恢复为进入函数funct 时的旧值，即R[esp]=0xbc000020。
（3）第5、6两行指令将scanf 的第三个参数&y 入栈，入栈的内容为R[ebp]-8=0xbc000014；第7、8两行指令
将scanf 的第二个参数&x 入栈，入栈的内容为R[ebp]-4=0xbc000018。故x 和y 所在的地址分别为0xbc000018和0xbc000014。
（4）执行第10行指令后，funct 栈帧的地址范围及其内容如下：
19．参考答案：
第1行汇编指令说明参数x 存放在EBX 中，根据第4行判断x =0则转.L2，否则继续执行第5~10行指令。根据第5、6、7行指令可知，入栈参数nx 的计算公式为x >>1；根据第9、10、11行指令可知，返回值为(x &1)+rv 。由此
0xbc00001c EBP 0xbc0000180xbc0000140xbc0000100xbc00000c 0xbc0000080xbc0000040xbc0000000xbbfffffc 0xbbfffff8 0xbbfffff4 0xbbfffff0
栈帧底部
推断出C缺失部分如下：
1 int refunc(unsigned x) {
2 if ( x==0 )
3 return 0 ;
4 unsigned nx = x>>1 ;
5 int rv = refunc(nx) ;
6 return (x & 0x1) + rv ；
7 }
该函数的功能为计算x的各个数位中1的个数。
20．参考答案：
21
22．参考答案：
根据汇编指令功能可以推断最终在EAX中返回的值为：
M[a+28*i+4*j]+M[b+20*j+4*i]，因为数组a和b都是int型，每个数组元素占4B，因此，M=5, N=7。
23．参考答案：
执行第11行指令后，a[i][j][k]的地址为a+4*(63*i+9*j+k)，所以，可以推断出M=9，N=63/9=7。根据第12行指令，可知数组a的大小为4536字节，故L=4536/(4*L*M)=18。
24．参考答案：
（1）常数M=76/4=19，存放在EDI中，变量j存放在ECX中。
（2）上述优化汇编代码对应的函数trans_matrix的C代码如下：
1 void trans_matrix(int a[M][M]) {
2 int i, j, t, *p;
3 int c=(M<<2);
3 for (i = 0; i < M; i++) {
4 p=&a[0][i];
5 for (j = 0; j < M; j++) {
6 t=*p;
7 *p = a[i][j];
8 a[i][j] = t;
9 p += c；
10 }
11 }
12 }
25．参考答案：
（1）node所需存储空间需要4+(4+4)+4=16字节。成员p、s.x、s.y和next的偏移地址分别为0、4、8和12。
（2）np_init中缺失的表达式如下：
void np_init(struct node *np)
{
np->s.x = np->s.y ;
np->p = &(np->s.x) ;
np->next= np ;
}
26
27．参考答案：
（1）S1: s c i d
0 2 4 8 总共12字节，按4字节边界对齐
（2）S2: i s c d
0 4 6 7 总共8字节，按4字节边界对齐
（3）S3: c s i d
0 2 4 8 总共12字节，按4字节边界对齐
（4）S4: s c
0 6 总共8字节，按2字节边界对齐
（5）S5: c s i d e
0 4 8 12 16 总共24字节，按4字节边界对齐（Linux下double型按4字节对齐）
（6）S6: c s d
0 36 40 总共44字节，按4字节边界对齐
28．参考答案：
Windows平台要求不同的基本类型按照其数据长度进行对齐。每个成员的偏移量如下：
c d i s p l g v
0 8 16 20 24 28 32 40
结构总大小为48字节，因为其中的d 和g 必须是按8字节边界对齐，所以，必须在末尾再加上4个字节，即44+4=48字节。变量长度按照从大到小顺序排列，可以使得结构所占空间最小，因此调整顺序后的结构定义如下： struct {
double d; long long g ； int i; char *p;
long l; void *v ；
short s; char c;
} test ；
d g i p l v s c
0 8 16 20 24 28 32 34 结构总大小为34+6=40字节。 29．参考答案：
（1）执行第7行和第10行指令后栈中的信息存放情况如下图所示。其中gets 函数的入口参数为buf 数组首
地址，应等于getline 函数的栈帧底部指针EBP 的内容减0x14，而getline 函数的栈帧底部指针EBP 的内容应等于执行完getline 中第2行指令（push %ebp ）后ESP 的内容，此时，R[esp]= =0xbffc07f0-4=0xbffc07ec ，故buf 数组首地址为R[ebp]-0x14= R[esp]-0x14=0xbffc07ec -0x14=0xbffc07d8。
（2）当执行到getline 的ret 指令时，假如程序不发生段错误，则正确的返回地址应该是0x80485c8，发生段
错误是因为执行getline 的ret 指令时得到的返回地址为0x8413938，这个地址所在存储段可能是不可执行的数据段，因而发生了段错误（segmentation fault ）。
（3）执行完第10行汇编指令后，被调用者保存寄存器EBX 、ESI 和EDI 在P 中的内容已被破坏，同时还
破坏了EBP 在P 中的内容。
（4）getline 的C 代码中malloc 函数的参数应该为strlen(buf)+1，此外，应该检查malloc 函数的返回值是否
为NULL 。
30．参考答案：
x86-64过程调用时参数传递是通过通用寄存器进行的，前三个参数所用寄存器顺序为RDI 、RSI 、RDX 。 abc 的4种合理的函数原型为： ① viod abc(int c, long *a, int *b);
② viod abc(unsigned c, long *a, int *b);
a) 执行第7行后的栈
在P 中旧值 P 的地址
被调用者保存寄存器在P 中的旧值 ~ buf[4] ~ buf[0]
b) 执行第10行后的栈
在P 中旧值 P 的地址 被调用者保存寄存器在P 中的旧值
~ buf[4] ~ buf[0]
入口参数
③viod abc(long c, long *a, int *b);
④viod abc(unsigned long c, long *a, int *b);
根据第3、4行指令可知，参数b肯定指向一个32位带符号整数类型；根据第5行指令可知，参数a指向64位带符号整数类型；而参数c可以是32位，也可以是64位，因为*b为32位，所以取RDI中的低32位R[edi]（截断为32位），再和*b相加。同时，参数c可以是带符号整数类型，也可以是无符号整数类型，因为第2行加法指令addl的执行结果对于带符号整数和无符号整数都一样。
31．参考答案：
（1）汇编指令注释如下：
1 movl 8(%ebp), %edx //R[edx]←M[R[ebp]+8]，将x送EDX
2 movl 12(%ebp), %ecx //R[ecx]←M[R[ebp]+12]，将k送ECX
3 movl $255, %esi //R[esi]←255，将255送ESI
4 movl $-2147483648, %edi //R[edi]←-2147483648，将0x80000000送EDI
5 .L3:
6 movl %edi, %eax //R[eax]←R[edi]，将i送EAX
7 andl %edx, %eax //R[eax]←R[eax] and R[edx]，将i and x送EAX
8 xorl %eax, %esi //R[esi]←R[esi] xor R[eax]，将val xor (i and x)送ESI
9 movl %ecx, %ebx //R[ebx]←R[ecx]，将k送ECX
10 shrl %bl, %edi //R[edi]←R[edi] >> R[bl]，将i逻辑右移k位送EDI
11 testl %edi, %edi
12 jne .L3 //若R[edi]≠0，则转.L3
13 movl %esi, %eax //R[eax]←R[esi]
（2）x和k分别存放在EDX和ECX中。局部变量val和i分别存放在ESI和EDI中。
（3）局部变量val和i的初始值分别是255和-2147483648。
（4）循环终止条件为i等于0。循环控制变量i每次循环被逻辑右移k位。
（5）C代码中缺失部分填空如下，注意：对无符号整数进行的是逻辑右移。
1 int lproc(int x, int k)
2 {
3 int val = 255 ;
4 int i;
5 for (i= -2147483648 ; i != 0 ; i= (unsigned) i >> k ) {
6 val ^= (i & x) ;
7 }
8 return val；
9 }
32．参考答案：
从第5行指令可知，i在EAX中；从第6行指令可知，sptr在ECX中。由第7行指令可知，i*28在EBX 中。由第8、9和10行指令可猜出，x的每个数组元素占28B，并且xptr->idx的地址为sptr+i*28+4，故在line_struct中的第一个分量为idx，因而后面的24B为6个数组元素a[0]~a[5]，类型与val变量的类型相同，即unsigned int。
line_struct结构类型的定义如下：
typedef struct {
int idx;
unsigned a[6];
} line_struct;
由第11、12行指令可知，x数组所占空间为0xc8-4=200-4=196B，所以LEN=196/28=7。
33．参考答案：
（1）n1.ptr、n1.data1、n2.data2、n2.next的偏移量分别是0、4、0和4。
（2）node类型总大小占8字节。
（3）chain_proc的C代码中缺失的表达式如下：
uptr-> n2.next ->n1.data1 = *(uptr->n2. next->n1. ptr ) – uptr->n2. data2 ;
34．参考答案：
（1）函数trace的入口参数tptr通过RDI寄存器传递。
（2）函数trace完整的C语言代码如下：
long trace( tree_ptr tptr)
{
long ret_val=0;
tree_ptr p=tptr;
while (p!=0) {
ret_val=p->val;
p=p->left;
}
return ret_val;
}
（3）函数trace的功能是：返回二叉树中最左边叶子节点中的值val。
计算机操作系统第七章 作业及答案 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？
只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。
第一章 1．计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？ 2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。 3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？ 4．按控制方案来分，计算机控制系统划分成那几大类？ 5．计算机控制装置可以分成哪几种机型？可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 1. 计算机控制系统及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。 ?计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的; 2.计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU ＋RAM＋ROM＋系统总线常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等过程输入输出通道—AI、AO、DI、DO 人机接口设备—CRT、LED、LCD、打印机等通信设备—交换机、modem、集线器等 3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程 图1-4 计算机控制系统硬件组成框图 序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。 4.数据采集系统（DAS）操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC）计算机监督控制系统（SCC） 分散控制系统（DCS 现场总线控制系统（FCS） 5.可编程控制器可编程调节器总线式工控机单片微型计算机 第二章 8、结合图2-3，分析说明DAC0832的内部结构组成及其作用 DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC寄存器、8位D/A转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1加以控制；8位DAC寄存器用于存放待转换的数字量，由LE2加以控制；8位D/A转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。 第三章 2．分析说明8路模拟开关CD4051的结构原理图，结合真值表设计出两个CD4051扩展为一个8路双端模拟开关的示意图。 3．什么叫周期采样？采样时间？采样周期？
考点1：internet和Internet的区别。（1章） nternet是互联网，泛指由多个计算机网络互连而成的网络，网络间的通信协议是任意的。Internet是因特网，指当前全球最大的、开放的、由众多网络相互连接的特定的计算机网络，使用TCP/IP协议作为通信规则。 考点2：因特网的核心部分。 核心部分：核心部分：由大量网络和连接这些网络的路由器组成，负责为边缘部分提供高速远程分组交换。 考点3：计算机网络的类别。 按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。（2）城域网：城市范围，链接多个局域网。（3）局域网：校园、企业、机关、社区。（4）个域网PAN：个人电子设备按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。 考点4：计算机网络的性能指标。 速率，带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率 考点5：计算机网络体系结构。五层协议。 1.物理层 2.数据链路层 3.网络层 4.运输层 5.应用层 作业:1、计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享 3、比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点: （1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。 （2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。 （3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。 17、收发两端之间的传输距离为1000km，信号在媒体上的传播速率为2×108m/s。试计算以下两种情况的发送时延和传播时延： （1）数据长度为107bit,数据发送速率为100kb/s （2）数据长度为103bit,数据发送速率为1Gb/s。 从上面的计算中可以得到什么样的结论？ 解：（1）发送时延:ts=107/105=100s。传播时延:tp=106/(2×108)=0.005s （2）发送时延:ts =103/109=1μs。传播时延:tp=106/(2×108)=0.005s 结论：若数据长度大而发送速率低，则在总的时延中，发送时延往往大于传播时延。但若数据长度短而发送速率高，则传播时延就可能是总时延中的主要成分。 1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。答：分层的好处： ①各层之间是独立的。某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的。②灵活性好。当某一层发生变化时，只要其接口关系不变，则这层以上或以下的各层均不受影响。③结构上可分割开。各层可以采用最合适的技术来实现④易于实现和维护。⑤能促进标准化工作。 与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统，物流系统。 考点6：有关信道的几个基本概念。（2章）
第一章 1、（09-33）在OSI参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（） A．数据链路层??B.传输层??C.会话层??D.应用层?? 2、（10-33）下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（） A.网络的层次 B.每一层使用的协议 C.协议的内部实现细节 D.每一层必须完成的功能 3、（10-34）在下图所示的采用“存储-转发”方式分组的交换网络中，所有链路的数据传输速度为100Mbps，分组大小为1000B，其中分组头大小20B，若主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下，从H1发送到H2接收完为止，需要的时间至少是（） A：80ms B：80.08ms C：80.16ms D：80.24ms 4、（11-33）TCP/IP参考模型的网络层提供的是（） A．无连接不可靠的数据报服务 B．无连接可靠的数据报服务 C．有连接不可靠的虚电路服务 D．有连接可靠的虚电路服务 5、（12-33）在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务协议的是：（） A. PPP B. IP C. UDP D. TCP 6、（13-33）在OSI参考模型中，下列功能需由应用层的相邻层实现的是（） A.对话管理 B.数据格式转换 C.路由选择 D.可靠数据传输 7.（13-35）主机甲通过1个路由器（存储转发方式）与主机乙互联，两段链路的数据传输速率均为10Mbps,主机甲分别采用报文交换和分组大小为10kb的分组交换向主机乙发送1个大小为8Mb（1M=106）的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间，则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为（） A.800ms、1600ms B.801ms、1600ms C.1600ms、800ms、 D、1600ms、801ms 8.（14-33）在OSI参考模型中，直接为会话层提供服务的是（） A.应用层 B表示层 C传输层 D网络层 参考答案：
《计算机控制系统》作业参考答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控 制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 答：计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID 调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制。 ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC 计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC 计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC 计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT 操作站相连。 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 答：计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与 控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制。 与采用模拟调节器组成的控制系统相比较，计算机控制系统具有以下的优点： (1)控制规律灵活，可以在线修改。(2)可以实现复杂的控制规律，提高系统的性能指标. (3)抗干扰能力强，稳定性好。 (4)可以得到比较高的控制精度。 (5)能同时控制多个回路，一机多用，性能价格比高。 (6)便于实现控制、管理与通信相结合，提高工厂企业生产的自动化程度. (7)促进制造系统向着自动化、集成化、智能化发展。 图1.3-2 典型的数字控制系统 给定
计算机网络第七版答案 第一章概述 1-01 计算机网络向用户可以提供那些服务？答：连通性和共享 1-02 简述分组交换的要点。答：（1）报文分组，加首部（2）经路由器储存转发（3）在目的地合并 1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。 答：（1）电路交换：端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。 （2）报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。 （3）分组交换：具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。 1-04 为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？ 答：融合其他通信网络，在信息化过程中起核心作用，提供最好的连通性和信息共享，第一次提供了各种媒体形式的实时交互能力。 1-05 因特网的发展大致分为哪几个阶段？请指出这几个阶段的主要特点。 答：从单个网络APPANET向互联网发展；TCP/IP协议的初步成型建成三级结构的Internet； 分为主干网、地区网和校园网；形成多层次ISP结构的Internet；ISP首次出现。 1-06 简述因特网标准制定的几个阶段？ 答：（1）因特网草案(Internet Draft) ——在这个阶段还不是RFC 文档。（2）建议标准(Proposed Standard) ——从这个阶段开始就成为RFC 文档。（3）草案标准(Draft Standard)（4）因特网标准(Internet Standard) 1-07小写和大写开头的英文名internet 和Internet在意思上有何重要区别？ 答：（1）internet（互联网或互连网）：通用名词，它泛指由多个计算机网络互连而成的网络。；协议无特指（2）Internet（因特网）：专用名词，特指采用TCP/IP 协议的互联网络。区别：后者实际上是前者的双向应用 1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？ 答：按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。 （2）城域网：城市范围，链接多个局域网。 （3）局域网：校园、企业、机关、社区。 （4）个域网PAN：个人电子设备 按用户：公用网：面向公共营运。专用网：面向特定机构。 1-09 计算机网络中的主干网和本地接入网的主要区别是什么？ 答：主干网：提供远程覆盖\高速传输\和路由器最优化通信。本地接入网：主要支持用户的访问本地，实现散户接入，速率低。 1-10 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共x（bit）。从源点到终点共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b(b/s)。在电路交换时电路的建立时间为s(s)。在分组交换时分组长度为p(bit)，且各结点的排队等待时间可忽略不计。问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？（提示：画一下草图观察k段链路共有几个结点。） 答：线路交换时延：kd+x/b+s, 分组交换时延：kd+(x/p)*(p/b)+ (k-1)*(p/b)，其中(k-1)*(p/b)表示K段传输中，有(k-1)次的储存转发延迟，当s>(k-1)*(p/b)时，电路交换的时延比分组交换的时延大，当x>>p,相反。 1-11在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和(p+h)(bit),其中p为分组的数据部分的长度，而h为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。通信的两端共经过k段链路。链路的数据率为b(b/s)，但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度p应取为多大？（提示：参考图1-12的分组交换部分，观察总的时延是由哪几部分组成。）答：总时延D表达式，分组交换时延为：D= kd+(x/p)*((p+h)/b)+ (k-1)*(p+h)/b D对p求导后，令其值等于0，求得p=[(xh)/(k-1)]^0.5
5、为什么在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用？打开的含义是什么？ 当用户要求对一个文件实施多次读/写或其它操作时，每次都要从检索目录开始，浪费时间，低效。为了避免多次重复地检索目录，在大多数OS中都引入了“打开”这一文件系统调用。 当用户第一次请求对某文件进行操作时，先利用“打开”系统调用将该文件打开，磁盘索引结点被拷贝到内存中，后面的目录检索都在内存中进行。 7、按文件的组织方式可将文件分为哪几种类型？ 从逻辑结构可以将文件分为两大类：有结构的记录式文件和无结构的流式文件。 按文件的组织方式，可以将有结构的文件分为三类： (1) 顺序文件，指由一系列记录按某种顺序排列所形成的文件，其中的记录可以是定长记录或变长记录； (2) 索引文件，指为变长记录建立一张索引表，为每个记录设置一个表项，以加快对记录检索的速度。 (3) 索引顺序文件，这是顺序文件和索引文件相结合的产物。它为文件建立一张索引表，为每一组记录中的第一个记录设置一个表项，以缩短索引表的长度，而记录检索的速度也不很慢。 16、目前广泛采用的目录结构是哪种？它有什么优点？ 广泛采用的目录结构是树型目录结构，它的主要优点是：层次结构清晰，便于文件管理和保护；有利于文件分类；解决重名问题；提高文件检索速度；能进行存取权限的控制。 23、基于符号链的文件共享方式有何优点？ 只是文件主才拥有指向其索引结点的指针；而共享该文件的其他用户，则只有该文件的路径名，并不拥有指向其索引结点的指针。当文件的拥有者把一个共享文件删除后，其他用户试图通过符号链去访问一个已被删除的共享文件时，会因系统找不到该文件而使访问失败，于是用户再将符号链删除，因此不存在文件删除问题/指针悬空问题。 补充题、 文件系统中，保护域简称为“域”。保护域是进程对一组对象访问权的集合，进程只能在指定域内执行操作。 进程和域之间可以是一对多的关系，即一个进程可以动态地联系多个域。可以将进程的运行分为若干个阶段，一个阶段联系一个域。这样可以根据运行的实际需要来规定进程运行的每个阶段中所能访问的对象。
3.1 -3.3为术语解释等解答题。 3.4 设一条指令的执行过程分为取指令，分析指令和执行指令3个阶段，每个阶段所需时间分别为ΔT, ΔT, 2ΔT，分别求出下列各种情况下，连续执行N条指令所需的时间。 (1) 顺序执行方式 (2) 只有“取指令”与“执行指令”重叠 (3) “取指令”，“分析指令”与“执行指令”重叠 解： (1) 4NΔT (2) (3N+1) ΔT (3) 2(N+1) ΔT 3.6 解决流水线瓶颈问题有哪两种常用方法？ 解： (1) 细分瓶颈段 将瓶颈段细分为若干个子瓶颈段 (2) 重复设置瓶颈段 重复设置瓶颈段，使之并行工作，以此错开处理任务 3.9 列举下面循环中的所有相关，包括输出相关，反相关，真数据相关。 for(i = 2; i < 100; i=i+1) { a[i] = b[i] + a[i]; -----(1) c[i+1] = a[i] + d[i]; -----(2) a[i-1] = 2*b[i]; -----(3) b[i+1] = 2*b[i]; -----(4) } 解： 输出相关：第k次循环时(1)与第k+1轮时(3) 反相关：第k次循环时(1)和(2)与第k-1轮时(3) 真数据相关：每次循环(1)与(2)，第k次循环(4)与k+1次循环(1)，(3)，(4) 3.12 有一指令流水线如下所示 50ns 50ns 100ns 200ns (1)求连续如入10条指令的情况下，该流水线的实际吞吐率和效率 (2)该流水线的“瓶颈”在哪一段？请采用两种不同的措施消除此“瓶颈”。对于你所给出 的两种新的流水线连续输入10条指令时，其实际吞吐率和效率各是多少？ 解：（1）（m表示流水线级数，n 表示任务数）
《计算机网络自顶向下方法》第四章中文版答案 WRI 研究生0601 4复习题 1. 网络层的分组名称是数据报.路由器是根据包的IP地址转发包;而链路层是根据包的MAC地址来转发包. 2. 数据报网络中网络层两个最重要的功能是:转发,选路.虚电路网络层最重要的三个功能是:转发,选路,和呼叫 建立. 3. P200 转发是当一个分组到达路由器的一条输入链路时,该路由器将该分组移动到适当的输出链路.选路是当 分组从发送方流向接收方时,网络层必须决定这些分组所采用的路由或路径. 4. 是,都使用转发表,要描述转发表,请参考4.2节.在虚电路网络中，该网络的路由器必须为进行中的连接维持 连接状态信息。每当跨越一台路由器则创建一个新连接，一个新的连接项必须加到该路由器转发表中；每当释放一个连接，必须从该表中删除该项。注意到即使没有VC号转换，仍有必要维持连接状态信息，该信息将VC号与输出接口号联系起来。每当一个端系统要发送分组时，它就为该分组加上目的地端系统的地址，然后将该分组推进网络中。完成这些无需建立任何虚电路。在数据报网络中的路由器不维护任何有关虚电路的状态信息。每个路由器有一个将目的地址影射到链路接口的转发表；当分组到达路由器时，该路由器使用该分组的目的地址在该转发表中查找适当的输出链路接口。然后路由其将该分组项该输出链路接口转发。虽然在数据报网络中不维持连接状态信息，它们无论如何在其转发表中维持了转发状态信息。在数据报网络中的转发表是由选录算法修改的，通常每1到5分钟左右更新转发表。在虚电路网络中，无论何时通过路由器拆除一条现有的连接，路由器中的转发表就更新。 5. P202 单个分组:确保交付;具有延时上界的确保交付.分组流:有序分组交付;确保最小带宽;确保最大时延抖 动.因特网的网络层不提供这些服务.ATM的CBR（恒定比特率）服务同时提供确保交付和计时.ABR （可用比特率）不提供该假想服务. 6. 交互式实时多媒体应用,如:IP电话和视频会议.这些应用都得益于ATM的CBR服务的实时性.
第七章多处理机 历年真题精选 1. 在多处理机上，两个程序段既能顺序串行、交换串行，又能并行，则这两个程序段之间 必须是（ B ）。 A. 只有数据相关 B. 只有源数据相关 C. 只有数据反相关 D. 只有数据输出相关 2. 在多处理机上，有效计算的执行时间E与处理机机间的通讯辅助开销时间C的比值较小 时，任务宜采用（粗）粒度。 3．多处理机互连形式一般有总线形式，环形互连形式，（交叉开关）形式，多端口存储器形式和（开关枢纽结构）形式等几种。 4. 多处理机实现的是（作业）和（任务）间的并行。 5. 用霍纳法则给定的表达式如下：E=a(b+c(d+e(f+gh))) 利用减少树高的办法加速运算，要求： （1）画出树形流程图； （2）确定运算级数TP，处理机机数P、加速比SP和效率EP等的值。 （TP=7，P=3，SP=7/4，EP=7/12） 6. 简述使用多处理机的目的和多处理机具备的特点。(P182-183) 同步强化练习 一．单项选择题。 1. 多处理机主要实现的是（ A ）。 A.任务级并行 B.指令级并行 C.操作级并行 D.操作步骤的并行
2. 多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关，则（ B ）。 A.可以并行执行 B.不可能并行 C.必须并行执行 D.任何情况均可交换串行 3. 若两个程序段之间没有任何相关，则两个程序段（ B ）。 A.不可并行 B.可并行 C.不可顺序串行 D.不可交换串行 4. 多处理机的各自独立型操作系统（ D ）。 A. 适合于紧耦合多处理机 B.要求管理程序不必是可再入的 C.工作负荷较平衡 D.有较高的可靠性 5. 多端口存储器适合于连接（ A ）。 A.紧耦合多处理机 B.松耦合多处理机 C.机数很多的的处理机 D.机数可变的多处理机 6. 主从型管理程序只在（ C ）运行。 A.多台处理机上 B.一台随意的主处理机上 C.一台指定的主处理机上 D.处理机之间 7. 能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（ C ）。 A.SISD B.MISD C.MIMD D.SIMD 8. 属于MIMD系统的结构是（ D ）。 A.各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令 B.各处理单元同时受同一个控制单元的管理 C.阵列处理机 D.松耦合多处理机和多计算机 9. 在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是（ A ）。 A.并行多体交叉主存系统 B.共享Cache存储器 C.虚拟存储器 D.共用高速单体主存系统
计算机控制系统试卷四答案 班级：姓名：学号：成绩： 一、简答题（每小题3分，共30分） 1. 使用光电隔离器件时，如何做到器件两侧的电气被彻底隔离？ 答：光电隔离器件两侧的供电电源必须完全隔离。 2. 给出多通道复用一个D/A转换器的原理示意图。 答： 3.什么是信号重构？ 答：把离散信号变为连续信号的过程，称为信号重构，它是采样的逆过程。 4.写出零阶保持器的传递函数，引入零阶保持器对系统开环传 递函数的极点有何影响？ 答：零阶保持器的传递函数为 1e () Ts H s s - - =。零阶保持器的引入并不影响开环系统脉冲传递函数的极点。 5.阶跃响应不变法的基本思想是什么？ 答：阶跃响应不变法的基本思想是：离散近似后的数字控制器的阶跃响应序列与模拟控制器的阶跃响应的采样值一致。
6.如何消除积分饱和现象？ 答：减小积分饱和的关键在于不能使积分项累积过大。因此当偏差大于某个规定的门限值时，删除积分作用，PID控制器相当于一个PD调节器，既可以加快系统的响应又可以消除积分饱和现象，不致使系统产生过大的超调和振荡。只有当误差e在门限 之内时，加入积分控制，相当于PID控制器，则可消除静差，提高控制精度。 7.给出常规的直接设计法或离散化设计法的具体设计步骤。 答：直接设计法或称离散化设计法的具体设计步骤如下： (1)根据已知的被控对象，针对控制系统的性能指标要求及其它约束条件，确定理想的闭环脉冲传递函数() Φz。 (2)确定数字控制器的脉冲传递函数D(z)；根据D(z)编制控制算法程序。 8.采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是什 么？ 答：采用状态反馈任意配置闭环系统极点的充分必要条件是系统状态完全能控。 9.说出实施信号隔离的主要方法。 答：信号隔离方法主要有变压器隔离和光电隔离，变压器隔离适用于模拟信号隔离，光电隔离则特别适合数字信号的隔离。 10.故障诊断中的状态估计方法的基本思想是什么？
第三章流水线技术 知识点汇总 先行控制、流水线、单功能流水线、多功能流水线、静态流水线、动态流水线、部件级流水线、处理机级流水线、处理机间流水线、线性流水线、非线性流水线、顺序流水线、乱序流水线、时空图、流水线性能评价（吞吐率、加速比、效率）、解决流水线瓶颈问题方法、相关（数据相关、名相关、控制相关）、换名技术、流水线冲突（结构冲突、数据冲突、控制冲突）、流水线互锁机制、定向技术、指令调度、预测分支失败、预测分支成功、延迟分支（从前调度、从失败处调度、从成功处调度）、流水寄存器、3种向量处理方式（横向、纵向、纵横）、链接技术。 简答题 1.流水技术有哪些特点？（答出4个即可）（知识点：流水线） 答：1.将处理过程分解为若干子过程，由专门的功能部件来实现，2各段的时间尽可能相等，3各部件间都有一个缓冲寄存器，4适用于大量重复的时序过程，5需要通过时间和排空时间。 2.什么是静态流水线？什么是动态流水线？（知识点：静态流水线、动态流水线） 答：同一时间段内，多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作；同一时间段内，多功能流水线中的各段可以按照不同的方式连接同时执行多种功能。 3.什么是单功能流水线？什么是多功能流水线？（知识点：单功能流水线、多功能流水线） 答：只能完成一种固定功能的流水线。流水线的各段可以进行不同的连接，以实现不同的功能。 4.什么是线性流水线？什么是非线性流水线？（知识点：线性流水线、非线性流水线） 答：流水线的各段串行连接，没有反馈回路。流水线中除了有串行的连接外，还有反馈回路。 5.列举3种相关。（知识点：相关） 答：数据相关，名相关，控制相关。 6.流水线中有哪三种冲突？各是什么原因造成的？（知识点：流水线冲突） 答：结构冲突，硬件资源满足不了指令重叠执行的要求；数据冲突，指令在流水线中重叠执行时需要用到前面指令的执行结果；控制冲突，流水线遇到分支指令和其他会改变PC值的指令。 7.选择至少2种解决流水线结构冲突的方法简述。（知识点：结构冲突） 答：流水线停顿一个时钟周期，推迟后面的指令操作。设置相互独立的指令存储器和数据存储器。 8.选择至少2种解决流水线数据冲突的方法简述。（知识点：数据冲突） 答：定向技术，将计算结果从其产生的地方直接送到其他指令需要的地方。通过编译时让编译器重新组织指令顺序来消除冲突。
第一章 1、（ 09-33）在OSl参考模型中，自下而上第一个提供端到端服务的层次是（） A. 数据链路层 B.传输层 C.会话层 D.应用层 2、（ 10-33）下列选项中，不属于网络体系结构中所描述的内容是（） A.网络的层次 B. 每一层使用的协议 C.协议的内部实现细节 D. 每一层必须完成的功能 3、（ 10-34）在下图所示的采用“存储-转发”方式分组的交换网络中，所有链路的数据传输速度为100MbPS分组大小为1000B,其中分组头大小20B，若主机H1向主机H2发送一个大小为980000B的文件，则在不考虑分组拆装时间和传播延迟的情况下，从H1发送到H2接收完为止，需要的时间至少是（） A： 80ms B : 80.08ms C : 80.16ms D : 80.24ms 4、（ 11-33）TCP/IP参考模型的网络层提供的是（） A.无连接不可靠的数据报服务 B ?无连接可靠的数据报服务 C.有连接不可靠的虚电路服务 D .有连接可靠的虚电路服务 5、（ 12-33）在TCP/IP体系结构中，直接为ICMP提供服务协议的是：（） A. PPP B. IP C. UDP D. TCP & （13-33）在OSl参考模型中，下列功能需由应用层的相邻层实现的是（） A.对话管理 B.数据格式转换 C.路由选择 D.可靠数据传输 7. （13-35）主机甲通过1个路由器（存储转发方式）与主机乙互联，两段链路的数据传输速率均为10Mbps,主机甲分别采用报文交换和分组大小为10kb的分 组交换向主机乙发送1个大小为8Mb （1M=10）的报文。若忽略链路传播延迟、分组头开销和分组拆装时间，则两种交换方式完成该报文传输所需的总时间分别为（）
计算机控制系统作业答案 作业一 第一章 1.1什么是计算机控制系统？画出典型计算机控制系统的方框图。 参考答案： 答：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用算机代替模拟控制装置,对被控对象进行调节和控制. 控制系统中的计算机是由硬件和软件两部分组成的.硬件部分: 计算机控制系统的硬件主要是由主机、外部设备、过程输入输出设备组成; 软件部分: 软件是各种程序的统称，通常分为系统软件和应用软件。 图1.3-2 典型的数字控制系统 1.2.计算机控制系统有哪几种典型的类型？各有什么特点。 参考答案： 计算机控制系统系统一般可分为四种类型： ①数据处理、操作指导控制系统；计算机对被控对象不起直接控制作用,计算机对传感器产生的参数巡回检测、处理、分析、记录和越限报警，由此可以预报控制对象的运行趋势。 ②直接数字控制系统；一台计算机可以代替多台模拟调节器的功能，除了能实现PID调节规律外, 还能实现多回路串级控制、前馈控制、纯滞后补偿控制、多变量解藕控制，以及自适应、自学习,最优控制等复杂的控制. ③监督计算机控制系统；它是由两级计算机控制系统：第一级DDC计算机, 完成直接数字控制功能；第二级SCC计算机根据生产过程提供的数据和数学模型进行必要的运算，给DDC计算机提供最佳给定值和最优控制量等。 ④分布式计算机控制系统。以微处理机为核心的基本控制单元，经高速数据通道与上一级监督计算机和CRT操作站相连. 1.3.计算机控制系统与连续控制系统主要区别是什么？计算机控制系统有哪些优点？ 参考答案： 计算机控制系统与连续控制系统主要区别：计算机控制系统又称数字控制系统,是指计算机参与控制的自动控制系统,既:用计算机代替模拟控制装置,对被控对象
4-6 试求下列函数的初值和终值 (1) 1 12 )(--=z z X (2) 2 11 )1(10)(---=z z z X (3) 23 (1)()(1) T z z X z z +=- (4) )2)(1(5)(2 --=z z z z X 解 (1) 1 2 (0)lim ()lim 21z z x X z z -→∞ →∞===- 1 1 1 2 ()lim(1)()lim(1) 21z z x z X z z z -→→∞=-=-=- (2) 1 12 10(0)lim ()lim 0(1)z z z x X z z --→∞→∞===- 1 12 1110()lim(1)()lim(1)(1)z z z x z X z z z --→→∞=-=-=∞- (3) 23 (1) (0)lim ()lim 0(1)z z T z z x X z z →∞→∞+===- 23 11(1)()lim(1)()lim(1)(1)z z T z z x z X z z z →→+∞=-=-=∞- (4) 2 5(0)lim ()lim 5(1)(2) z z z x X z z z →∞→∞===-- 2 115()lim(1)()lim(1)5(1)(2) z z z x z X z z z z →→∞=-=-=--- 4-9 S 平面与Z 平面的映射关系sT T j T z e e e σω== 解 (1) S 平面的虚轴，映射到Z 平面为 单位圆周 。 (2) S 平面的虚轴，当ω由0趋向∞变化时，Z 平面上轨迹的变化。 从（1，0）绕单位圆逆时针旋转无穷圈 (3) S 平面的左半平面，映射到Z 平面为 单位圆内 。 (4) S 平面的右半平面，映射到Z 平面为 单位圆外 。 (5) S 平面上σ由0趋向∞变化时，Z 平面上轨迹的变化。 若ω不变，则Z 平面上轨迹为从原点出发的一条射线，其角度由ω决定 4-12 已知闭环系统的特征方程，试判断系统的稳定性，并指出不稳定的极点数。 解 (2) 3 2 1.50.250.4=0 z z z --+
习题答案 第1章多媒体技术基础知识 一、填空题 1．图像声音视频影像动画 2．感觉媒体表示媒体显示媒体存储媒体传输媒体 3．多媒体操作系统多媒体硬件系统媒体处理系统工具用户应用软件 4．多媒体压缩和解压缩技术多媒体存储技术多媒体数据库技术多媒体网络通信技术多媒体同步技术多媒体虚拟现实技术 5．感觉媒体表示媒体 6．只读型一次写型重写型 7．超链接（Hyperlink） 8．人工智能领域 9．集成化、智能化、嵌入化、网络化 10 ．扩展 二、选择题(可多选) 1．D 2．A 3．A B 4．A 5．B 三、简答题 1．什么是多媒体技术？多媒体技术的特性有哪些？ 答案：多媒体计算机技术通过计算机对文字、图形、图像、音频信息、视频影像、动画等多种媒体信息进行数字化采集、编码、存储、加工、传输，将它们有机地集成组合，并建立起相互的逻辑关联，使之成为具有交互功能的集成系统。所以，多媒体技术就是计算机综合处理多种媒体的技术。 多媒体技术的特性有： (1) 信息载体的多样性 (2) 集成性 (3) 交互性
(4) 协同性 (5) 实时性 2．与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放的流式传输方式具有哪些优点：答案： (1) 启动延时速度都大幅度地缩短 (2) 对系统缓存容量的需求大大降低 (3) 流式传输的实现有特定的实时传输协议 3．请从多媒体自身特征出发解释传统电视为何不属于多媒体？ 答案： 传统电视却乏交互性，不能根据用户需要浏览电视节目，因此，传统电视不属于多媒体。4．简述虚拟现实的关键技术。 答案： 虚拟现实涉及到多学科、多领域的技术应用，其中比较关键的技术有：大规模数据场景建模技术、动态实时的立体听觉、视觉生成技术、三维定位、方向跟踪、触觉反馈等传感技术和设备，交互技术及系统集成技术等。 5．简述多媒体数据压缩的必要性和可能性。 答案： 必要性：在多媒体系统中，为了达到令人满意的图像、视频画面质量和听觉效果，必须解决视频、音频信号 数据的大容量存储和实时传输问题 可能性：多媒体声、文、图、视频等信源数据有极强的相关性，也就是说有大量的冗余信息，数据压缩就是将庞大的数据中的冗余信息去掉，保留相互独立的分量。 第2章多媒体计算机系统 一、填空题 1．通用计算机(工作站等) 能够接收和播放多媒体信息的输入输出设备各种多媒体适配器通信传输设备及接口装置 2．MPC 3．平面式扫描仪手持式扫描仪滚筒式扫描仪胶片扫描仪 4．接触式三维扫描仪时差测距三维扫描仪三角测距三维扫描仪结构光源三维扫描仪非接触被动式扫描三维扫描仪。 5．Windows系列 BeOS MacOSX。 6．表面声波技术触摸屏电阻技术触摸屏电容技术触摸屏红外线扫描技术触摸屏矢量压力传感技术触摸屏
第7章控制器 7.1 控制器的功能和组成 7.2 指令周期 7.3 操作命令分析 7.4 控制信号举例 7.5 控制器设计
7.1 控制器的组成 一、控制器的功能 1、从存储器取出指令，送到控制器里指令寄存器IR中 2、对指令进行译码，产生出完成指令对应的时序控制信号，并由CPU引脚将控制信号加到系统总线里的控制线中去，从而控制相关部件动作，完成指令的执行。 3. 控制程序输入及结果的输出 4. 总线管理 5. 处理异常情况和特殊请求
8.1 二、控制器的组成 1.程序计数器PC 存放当前正在执行的指令地址或下一条要执行指令的地址。具有自动加1（或加2）功能。 2.指令寄存器IR 存放次内存中取出的指令。 3.指令译码器 对指令寄存器IR中指令操作码进行译码，译码出的信号加到“操作信号形成部件”中一起形成该指令所需要的，具有一定时序关系的操作控制信号序列。
4.操作控制信号形成部件 根据指令操作码的译码信号以及时序信号产生部件发出的时序信号，分波次发出控制信号，控制计算机相关部件，完成指令的执行。 5. 时序信号产生器 产生机器周期信号和时钟信号，控制指令执行大的步骤（机器周期），及每个大步骤下的小的执行步骤（时钟周期）。 6.地址寄存器MAR 存放指令的地址或操作数的内存地址。 7. 数据缓冲寄存器MDR 内存写入数据或读出的指令或数据，都要经过MDR进行缓冲。
7.2 指令周期 一、指令周期的基本概念 1 . 指令周期 取出并执行一条指令所需的全部时间 完成一条指令 执行 取指、分析 取指阶段取指周期执行阶段执行周期（取指、分析） （执行指令） 指令周期 取指周期执行周期
第三章习题 3-1 设连续系统和采样系统的输入输出关系分别为 (1) 2t 1234567a y(t)a y(t)a e a y(t)a y(t)(a sin t a )y(t)r(t)????? -??++++++=???? (2)[][]0.1t 1234561a y(k)a y(k 2)(a a e cos 2t)y(k 1)a a ln y(k)y(k)b r(k 1)-+++++++=+ 23b r(k)b r(k 1)-+- 试问要是系统称为(a)线性系统，(b)定常系统，(c)线性定常系统，应该令那些系数为零？ 3-2 用z 变换定义求下列函数的z 变换 (1) t 2t f (t)e e --=- (2)t f (t)1e -=- (3)t f (t)a = 3-3 用z 变换性质求下列函数的z 变换 (1) -at f (t)te = (2) 3f (t)t = (3) -at f (t)e cos t ω= 3-4 分别利用三种不同的方法求下列拉氏变换的z 变换 (1) 21 F(s)s(s +1) = (2)2 5 F(s)s(s +1) = 3-5 分别利用三种不同的方法求下列函数的z 反变换 (1) --(1-e )z F(z)(z-1)(z-e ) ττ=
(2) 2 z F(z)(z-2)(z-1) = 3-6 已知采样系统结构图如图3-28所示，采样周期T=1s ，试画出A 、B 、C 各点的精确波形图，设r(t)=1(t) 图 3-28 习题3-6采样系统结构图 3-7 用z 变换方法解下列差分方程，求y(k)表达式 (1) y(k+2)+5y(k+1)+6y(k)=0 y(0)=0,y(1)=1 (2) y(k+1)+2y(k+1)+y(k)=r(k) y(0)=0 k 0,r(k)=k k=0,1,2,...≤ √3-8 已知图3-29所示系统结构图中1 G(s)=,T 0.2s,r(1)1(t)s(s+0.2) ==。试求： (1)输出z 变换Y(z)； (2)输出* y ()t 的终值。 图 3-29 习题3-8采样系统结构图 () y t √3-9求下图所示系统的闭环脉冲传递函数或Y(z)。 Y(s) (a)
计算机控制系统课后答案 第三章计算机控制系统中的总线技术 1、为什么要制定计算机总线标准？采用总线结构有哪些优点？ 答：为了使插件与插件之间、系统与系统之间能够实现正确的连接和可靠通信，就必须对连接各插件或各系统的基础——总线，制定出严格的规约，即总线标准。 优点：①使结构由面向CPU变为面向总线，简化了系统结构；②可做到硬件、软件的模块化设计与生产；③系统结构清晰明了，便于灵活组态、扩充、改进与升级；④符合同一总线标准的产品兼容性强；⑤用户可以根据自己的需要将不同生产厂家生产的各种型号的模块或模板方便的用标准总线连接起来，构成满足各种用途的计算机应用系统。 2、计算机总线大致可分为几类，其中内部总线又可分为几类？ 根据总线的功能和应用场合，总线分为内部总线和外部总线。 根据总线的结构总线还可分为并行总线和串行总线。 内部总线分为：数据总线D，地址总线A，控制总线C和电源总线P。 3、总线的功能强弱、适应性好坏取决于什么？ 控制总线决定了总线的功能强弱、适应性好坏。 4、常见的总线体系结构有哪几种？总线的控制方式又有哪些？ 常见的总线体系结构有以下三种：单总线体系结构；并发总线体系结构；带Cache的并发总线体系结构。 总线的控制方式：①串行链接式总线裁决②定时查询方式③独立请求式总线裁决。 5、总线的数据传输方式有哪些？ ①同步式通信 ②异步式传输 ③半同步传输 6、调制解调器实现远程通信时可分为哪三阶段？并阐述RTS、CTS等信号的变化情况。 调制解调器实现远程通信一般包括呼叫建立、数据传输和拆线三个阶段。 RTS、CTS等信号的变化情况见教材P41。 7、RS-232与RS-485有什么本质的区别？简述其优缺点。 RS-232采用EIA电平，非平衡连接及公用地线，用于数据中断设备DTE和数据通信设备DCE之间的串行异步数据通信，还可作为计算机与计算机，计算机与外设之间的连接标准，通信方式既可全双工，也可半双工；RS-485采用差分驱动电路平衡方式，采用TTL电平，多个发送器，多个接收器，可采用总线方式通信，也可采用环路方式，只能工作在半双工方式。 优缺点：RS-232：通信成本低，应用广，但数据传输速率低，通信距离短，未规定标准的连接器，接口处各信号间易产生串扰。 RS-485：传输速率高，通信距离远，抗干扰能力强，多端通信，但只能工作在半双工。 8、简述SPI总线的特点。 参考教材P48第一段。 9、简述I2C总线的特点。 参考教材P49第2段。