北大--计算机体系--历年试卷题目汇总及解答cc
- 格式:doc
- 大小:64.00 KB
- 文档页数:10
1.某台主频为1GHz的计算机执行标准测试程序,程序中指令类型、执行数量和平均时钟周期数如下:求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。
(10分)2.将计算机系统中某一功能的处理速度加快15倍,但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%,则采用此增强功能方法后,能使整个系统的性能提高多少?3.如果某计算机系统有3个部件可以改进,则这3个部件进改进后达到的加速比分别为:S1=30,S2=20,S3=10。
(1)如果部件1和部件2改进前的执行之间占整个系统执行的时间比例都为30%,那么,部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为多少,才能使3个部件都改进后的整个系统的加速比Sn达到10?(2)如果3个部件改进前执行时间占整个系统执行时间的比例分别是30%,30%和20%,那么,3个部件都改进后系统的加速比是多少?未改进部件执行时间在改进后的系统执行时间中占的比例是多少?(10分)4.假设某应用程序中有4类操作,通过改进,各操作获得不同的性能提高。
具体数据如下表所示:(1)改进后,各类操作的加速比分别是多少?(2)各类操作单独改进后,程序获得的加速比分别是多少?(3)4类操作均改进后,整个程序的加速比是多少?5.一台模型机的9条指令的使用频度如下:(10分)ADD(加):26%SHR(右移):2%SUB(减):17%CLL(循环左移):5%JOM(按页转移):11%CLA(累加器清零):15%STO(存):2%STP(停机):12%JMP(转移):10%试设计这9条指令的Huffman编码的操作码表示以及其等长扩展操作码表示,并计算这两种表示的平均操作码长度。
6.有一个“Cache-主存”存储层次。
主存共分为8个块(0~7),Cache为4个块(0~3),采用直接映像方式。
(1)对于如下主存块地址流:0、2、6、1、3、7、0、1、4、5、4、6、0、7、2,如主存中内容一开始未装入Cache,请列出每次访问后Cache中各块的分配情况;(2)对于(1),指出既发生块失效又发生块争用的时刻;(3)对于(1),求出此期间的Cache命中率。
北师大计算机试题2及答案第一部分:单项选择题1. 下列选项中,不属于存储设备的是:A. 硬盘B. U盘C. 内存D. 键盘答案:D2. 下列选项中,不属于计算机主要硬件的是:A. 显卡B. CPUC. 鼠标D. 主板答案:C3. 以下关于网络的说法,错误的是:A. 互联网是全球最大的计算机网络B. 局域网覆盖的范围最大C. 有线网络传输速度较快D. 无线网络使用无线信号进行传输答案:B4. 以下关于操作系统的说法,正确的是:A. 操作系统是计算机软件的一部分B. 操作系统负责管理硬件资源C. Windows是一种常见的操作系统D. 操作系统不需要进行更新答案:A、B、C5. 下列选项中,不属于计算机网络的组成部分的是:A. 路由器B. 防火墙C. 网卡D. 显示器答案:D第二部分:填空题1. HTTP是指__________。
答案:超文本传输协议2. CPU的英文全称是__________。
答案:Central Processing Unit3. 在二进制系统中,使用的数字有__________。
答案:0和14. 计算机内存被分为__________和__________两种类型。
答案:主存、辅存5. 云计算是一种将计算任务分配到__________的计算模式。
答案:互联网第三部分:简答题1. 什么是编程语言?请举例说明。
答案:编程语言是一种用于编写计算机程序的形式语言。
它定义了一组规则和符号,用于编写计算机程序的指令。
例如,C语言、Python 和Java等都是常用的编程语言。
2. 解释什么是数据库,并简要介绍其在计算机领域的应用。
答案:数据库是一种用于存储和管理数据的系统。
它可以有效地组织、存储和检索大量数据,并提供对这些数据的高效访问。
在计算机领域,数据库广泛应用于各种应用程序中,例如网站、电子商务系统和企业资源管理系统等,用于存储和管理用户信息、商品数据和企业数据等。
3. 简要介绍计算机网络的概念以及其在现代社会中的重要性。
北大计算机专业考研题库
北大计算机专业考研题库涵盖了计算机科学与技术领域的多个重要知
识点,包括但不限于数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机
网络、软件工程等。
以下是一些模拟题目,供参考:
# 一、选择题
1. 在数据结构中,以下哪个算法的时间复杂度是O(n^2)?
A. 冒泡排序
B. 快速排序
C. 归并排序
D. 堆排序
2. 在计算机组成原理中,以下哪个部件不参与指令的执行?
A. CPU
B. 内存
C. 硬盘
D. I/O设备
# 二、简答题
1. 简述冯·诺依曼计算机体系结构的主要特点。
2. 解释操作系统中的死锁概念,并列举导致死锁的四个必要条件。
# 三、计算题
1. 给定一个具有n个元素的数组,编写一个函数来实现快速排序算法,并计算其平均时间复杂度。
# 四、编程题
1. 编写一个程序,实现单链表的反转,并输出反转后的链表。
# 五、论述题
1. 论述计算机网络中的TCP/IP协议栈,并解释各层的功能。
# 六、案例分析题
1. 假设你是一名软件工程师,你的团队正在开发一个大型在线多人游戏。
请分析可能遇到的性能瓶颈,并提出优化策略。
请注意,以上题目仅为示例,实际的考研题库会更加全面和深入,包
括更多的题型和知识点。
考生在准备考研时,应广泛阅读教材、参考
书和历年真题,以确保对各个知识点有充分的理解和掌握。
考研是一个系统性的过程,需要考生有计划地复习,不断练习和总结。
希望每位考生都能够取得理想的成绩,实现自己的学术目标。
祝所有考生考研顺利!。
北京市计算机试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 计算机的中央处理器(CPU)主要负责执行哪些功能?A. 数据存储B. 数据输入C. 数据处理D. 数据输出答案:C2. 在计算机系统中,以下哪个部件负责将数据转换为计算机能够识别和处理的形式?A. 显示器B. 键盘C. 鼠标D. 打印机答案:B3. 以下哪种存储设备属于外部存储设备?A. 内存B. 硬盘C. 光驱D. 软盘答案:C4. 计算机网络中,IP地址的作用是什么?A. 标识网络中的设备B. 传输数据C. 接收数据D. 管理网络流量答案:A5. 计算机病毒是一种什么样的程序?A. 有益的B. 有害的C. 无关紧要的D. 有益且无害的答案:B二、填空题(每题2分,共10分)6. 计算机的硬件系统主要由________、存储器、输入设备和输出设备组成。
答案:中央处理器7. 在计算机中,二进制数1011转换为十进制数是______。
答案:118. 计算机软件可以分为_______软件和应用软件两大类。
答案:系统9. 电子邮件地址一般由用户名和域名组成,两者之间用_______符号分隔。
答案:@10. 计算机的存储单位中,1KB等于_______字节。
答案:1024三、简答题(每题5分,共20分)11. 请简述计算机的主要应用领域。
答案:计算机的主要应用领域包括数据处理、科学计算、辅助设计、自动控制、教育、娱乐、电子商务等。
12. 什么是操作系统?请列举至少两种常见的操作系统。
答案:操作系统是计算机系统中负责管理计算机硬件资源和软件资源的系统软件。
常见的操作系统有Windows和Linux。
13. 请解释什么是计算机网络,并简述其主要功能。
答案:计算机网络是由多个计算机通过通信线路连接起来,实现资源共享和信息交换的系统。
其主要功能包括数据传输、资源共享、远程通信和分布式处理。
14. 什么是数据库?请简述数据库管理系统的主要功能。
答案:数据库是按照一定格式组织存储数据的集合。
计算机系统试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 在计算机系统中,CPU指的是什么?A. 中央处理器B. 存储器C. 输入设备D. 输出设备答案:A2. 以下哪个选项不是计算机硬件的组成部分?A. 显示器B. 键盘C. 操作系统D. 打印机答案:C3. 计算机存储器中,RAM代表什么?A. 随机存取存储器B. 只读存储器C. 可编程只读存储器D. 硬盘存储器答案:A4. 在计算机系统中,二进制数“1010”转换为十进制数是多少?A. 8B. 10C. 9D. 11答案:B5. 下列哪个协议是用于电子邮件传输的?A. HTTPB. FTPC. SMTPD. TCP答案:C二、填空题(每题2分,共10分)1. 计算机系统由______和______两部分组成。
答案:硬件;软件2. 在计算机系统中,______是负责存储数据和程序的部件。
答案:存储器3. 计算机的______是计算机的心脏,负责执行程序中的指令。
答案:CPU4. 在计算机系统中,______是用来表示数据的最小单位。
答案:位(bit)5. 计算机病毒是一种______程序,能够自我复制并传播。
答案:恶意三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述计算机系统的组成。
答案:计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备等;软件系统包括操作系统、应用软件和程序设计语言等。
2. 什么是计算机网络?它的作用是什么?答案:计算机网络是由多个计算机设备通过通信线路连接起来,以实现资源共享和信息交换的系统。
它的作用包括数据传输、资源共享、远程通信和协同工作等。
3. 什么是操作系统?它有哪些基本功能?答案:操作系统是计算机系统中负责管理和控制计算机硬件与软件资源的软件。
它的基本功能包括进程管理、存储管理、文件管理、设备管理和用户接口等。
4. 计算机病毒的危害有哪些?答案:计算机病毒的危害包括破坏数据、窃取信息、影响系统性能、导致系统崩溃等。
一填空题(每空1分,共30分)1、系列机是指具有相同的体系结构,但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。
2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。
3、从计算机系统结构的多级层次结构可知,通常情况下,第1、2、3级用解释方法实现,第4或更高级用翻译方法实现。
4、对于最常见的事件,通常赋予它优先的处理权和资源使用权,这是计算机体系结构设计中的大概率事件优先原则。
5、容量为64块的Cache采用组相联方式映像,字块大小为128字节,每4块为一组,若主存容量为4096块,且以字编址,那么主存地址为 19 位,主存区号为 6 位。
6、可改进比例的值总是小于等于1 。
7、一般有两种策略来保存寄存器的内容,即:调用者保存和被调用者保存。
8、DLX指令集提供了立即数寻址、寄存器寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址4种寻址方式。
9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突,通常可采用资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。
10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为指令调度。
11、按照流水的级别可以把流水线分为部件级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。
12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突,在流水线设计中采用寄存器文件技术解决该问题。
13、Cache的替换算法常见的有 FIFO 、LRU 和随机法。
14、改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。
15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括尽早判断分支转移是否成功和尽早计算出分支成功转移的PC值。
二、选择题(1—15题,每题1分,共15分)1、下面的指令中, A 不属于RISC处理器指令集。
A.ADD R4,[1000] B.LD R3,(R4) C.SUB R4,R3 D.SD 0(R3),R42. 在其它部件性能保持不变的情况下,对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果,这主要是受到了 A 的影响。
北京大学计算机试题及答案一、选择题1. 下列哪个选项是计算机的基本组成部分?a) 中央处理器 (CPU)b) 显卡 (GPU)c) 声卡 (Sound Card)d) 字符串 (String)答案:a) 中央处理器 (CPU)2. 在计算机内部,信息的传输是通过什么形式进行的?a) 电流b) 磁力c) 光线d) 电子信号答案:d) 电子信号3. 下列哪个选项是一种计算机编程语言?a) HTMLb) JPEGc) USBd) HTTP答案:a) HTML4. 在计算机科学中,什么是算法?a) 一种计算机程序b) 一种数据结构c) 一种解决问题的方法或步骤d) 一种计算机硬件设备答案:c) 一种解决问题的方法或步骤二、填空题1. 在二进制表示中,8个二进制位表示一个_____________。
答案:字节2. 操作系统是一种_____________软件。
答案:系统3. HTML是一种用于_____________的标记语言。
答案:网页4. TCP/IP是一种用于互联网通信的_____________。
答案:协议三、简答题1. 请简要解释什么是计算机网络。
答:计算机网络是通过通信链路将多台计算机连接在一起,使它们能够相互传输数据和共享资源的系统。
计算机网络可以是局域网、广域网或互联网,通过使用各种协议和技术实现数据的传输和通信。
2. 请说明计算机内存的作用。
答:计算机内存是计算机的主要存储介质之一,用于暂时存储和快速访问计算机程序和数据。
它被用来存储正在运行的程序代码、变量、输入/输出数据以及临时计算结果等。
计算机内存的大小直接影响计算机的运行速度和性能。
3. 阐述计算机硬件和软件之间的区别和联系。
答:计算机硬件是指计算机的物理组成部分,包括主机、显示器、键盘、鼠标、内存、硬盘等。
它们是构成计算机系统的实体,可以被看到和触摸到。
而计算机软件是指指挥硬件工作的指令、程序和数据,它们是以二进制形式存储在硬件中的。
计算机系试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 计算机系统由哪两部分组成?A. 硬件系统和软件系统B. 操作系统和应用软件C. 网络系统和数据库系统D. 外设和内存答案:A2. 以下哪个不是计算机硬件的组成部分?A. 中央处理器(CPU)B. 内存C. 操作系统D. 硬盘答案:C3. 计算机软件分为哪两大类?A. 系统软件和应用软件B. 编程软件和应用软件C. 办公软件和数据库软件D. 操作系统和网络软件答案:A4. 在计算机中,1KB等于多少字节?A. 1024B. 1000C. 512D. 128答案:A5. 下列哪种网络协议不属于传输层协议?A. TCPB. IPC. UDPD. FTP答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 以下哪些属于计算机硬件设备?A. 打印机B. 扫描仪C. 操作系统D. 键盘答案:A B D2. 计算机软件包括哪些类型?A. 系统软件B. 应用软件C. 网络软件D. 多媒体软件答案:A B C D3. 以下哪些是计算机操作系统的功能?A. 进程管理B. 文件管理C. 设备管理D. 网络管理答案:A B C D三、判断题(每题2分,共10分)1. 计算机病毒是一种计算机程序,它能够自我复制并破坏计算机系统。
(对)2. 计算机的内存越大,其处理速度就越快。
(对)3. 所有计算机软件都必须安装在计算机的硬盘上才能运行。
(错)4. 计算机的CPU是负责执行程序指令的部件。
(对)5. 计算机的外设包括鼠标、键盘和显示器。
(对)四、填空题(每题2分,共10分)1. 计算机的五大组成部分包括输入设备、输出设备、存储器、______和______。
答案:控制器运算器2. 在计算机系统中,______是负责管理和协调计算机硬件和软件资源的软件。
答案:操作系统3. 计算机的存储器分为______存储器和______存储器。
答案:内外4. 计算机的输出设备包括打印机、______等。
北大计算机基础试题及答案一、选择题1. 在计算机中,二进制数系统使用的数字是:A. 0和1B. 1和2C. 0和2D. 1和3答案:A2. 下列哪种数据类型在计算机中占据最少的存储空间:A. 整型B. 浮点型C. 字符型D. 布尔型答案:D3. 下列哪个是计算机内存中临时存储数据的地方:A. 硬盘B. 高速缓存D. CPU答案:C4. 下列哪种不属于计算机网络的类型:A. 局域网B. 广域网C. 互联网D. 内联网答案:D5. C++是一种什么类型的编程语言:A. 面向过程语言B. 面向对象语言C. 脚本语言D. 编译型语言答案:B二、填空题1. 在二进制数系统中,1111的十进制表示是______。
2. 局域网的缩写是________。
答案:LAN3. HTML是一种________语言。
答案:标记4. C语言中用来表示“或”操作的符号是______。
答案:||5. 在计算机中,CPU的全称是______。
答案:中央处理器三、简答题1. 计算机内存有哪几种类型?它们之间的区别是什么?答:计算机内存主要分为三种类型:高速缓存、内存条和硬盘。
它们之间的区别在于存取速度和容量。
高速缓存是CPU内部的一种小型存储器,具有最快的读写速度,但容量最小;内存条是主存储器,速度较高且容量较大,但比高速缓存慢;硬盘是最常见的存储介质,容量较大但速度最慢。
2. 请简要说明计算机网络的作用和优点。
答:计算机网络的作用主要有以下几点:实现信息共享和资源共享、提供远程通信和远程访问、加快信息传输速度和提高工作效率。
计算机网络的优点包括:允许快速传输大量数据、提供方便的远程访问和远程协作、降低成本和资源的浪费。
3. C++与C语言有何区别?答:C++是在C语言基础上发展而来的编程语言,它保留了C语言的特性,并增加了面向对象的编程能力。
相比于C语言,C++有以下几个主要区别:C++支持类和对象的概念,可以进行面向对象编程;C++引入了一些新的关键字和语法,如命名空间、构造函数、析构函数等;C++提供了一些新的标准模板库,方便开发人员使用和管理代码。
北大考研计算机真题及答案往年北大计算机考研真题及答案如下:【2019年真题及答案】1. 编程题:给定一个数组,将所有的0移到数组末尾,要求不能改变非零元素之间的相对顺序。
解答:```pythondef move_zeros(nums):i = 0for j in range(len(nums)):if nums[j] != 0:nums[i] = nums[j]i += 1while i < len(nums):nums[i] = 0i += 1return nums```2. 若干个字符串,按字典序从小到大排序。
解答:```pythondef sort_strings(strings):strings.sort()return strings```3. 编程题:给定一个最长为100的字符串,判断是否是回文字符串。
解答:```pythondef is_palindrome(s):i, j = 0, len(s) - 1while i < j:if s[i] != s[j]:return Falsei += 1j -= 1return True```【2018年真题及答案】1. 设计一个栈,具有常数时间复杂度的push、pop、get_min 操作。
解答:```pythonclass MinStack:def __init__(self):self.stack = []self.min_stack = []def push(self, x):self.stack.append(x)if len(self.min_stack) == 0 or x <= self.min_stack[-1]: self.min_stack.append(x)def pop(self):if self.stack[-1] == self.min_stack[-1]:self.min_stack.pop()self.stack.pop()def get_min(self):return self.min_stack[-1]```2. 给定一个数组,返回数组中出现次数最多的k个元素。
北京计算机考试试题及答案计算机考试试题一、单选题1. 在计算机中,RAM的作用是什么?A. 存储程序和数据B. 控制计算机的运算C. 进行数据传输D. 控制输入输出设备2. 下列哪个是计算机网络的定义?A. 一个包含多个计算机和通信设备的系统B. 一台可以连接到互联网的计算机C. 一个可以进行在线游戏的服务器D. 一个可以下载电影的网络平台3. 下列哪个不属于计算机的输入设备?A. 鼠标B. 键盘C. 打印机D. 扫描仪二、多选题1. 下列哪些语言属于编程语言?A. C++B. HTMLC. JavaD. Photoshop2. 在计算机网络中,常见的网络拓扑结构有哪些?A. 星型拓扑B. 圆形拓扑C. 总线拓扑D. 环形拓扑计算机考试答案一、单选题1. A2. A3. C二、多选题1. A、B、C2. A、C、D本文提供了一些关于北京计算机考试的试题及答案。
试题部分包括单选题和多选题,涵盖了计算机硬件、计算机网络等基本知识点。
答案部分给出了每个题目的正确选项。
请注意,本文提供的试题及答案仅供参考,具体考试内容还需以官方发布的信息为准。
考生在备考过程中应充分理解每个知识点,并进行针对性的练习和训练。
计算机考试是一项关键的能力测试,它对考生的计算机基础知识、解决问题的能力和逻辑思维能力提出了要求。
通过认真学习和练习,考生可以提高自己的计算机水平,为未来的学习和工作打下坚实的基础。
总之,北京计算机考试试题及答案的准备对于考生来说是非常重要的。
希望本文提供的试题及答案能够对考生的备考工作有所帮助,祝愿每位考生都能够取得优异的成绩!。
北大计算机考研 高等数学真题解答2008年(5题60分)1 (12分))(x f 有连续的二阶导数,0)(≠a f ,求)(1)()(1lima f a f a x f ax '---→。
2 (12分))(x f 在[]b a ,上连续且0)()(==b f a f ,0)()(>''b f a f ,证明:在()b a ,上必有一点u 使得0)(=u f 。
3 (12分)求不定积分⎰--dx x x x2)ln (ln 1。
4 (12分)0)0(=f 且0)0(='f ,)(x f 有连续的导数,求dx x t x tf xx ⎰-→04220)(lim 。
5 (12分))(x f 在0附近可导且导数大于0,证明无穷级数)1(nf 发散,无穷级数)1()1(nf n -收敛。
2007年(5题60分)1 (12分)求不定积分⎰+dx x e x 22)1(tan 。
解:=+⎰dx x e x 22)1(tan +⎰xdx e x 22sec =⎰xdx e x tan 22+⎰x d e x tan 2-x e x tan 2=⎰x d e x tan 2C x e x +tan 2。
2 (12分)求连续函数)(x f ,使它满足0)0(,sin )()(10=+=⎰f x x x f dt tx f 。
解:令,tx u =则0=t 时,0=u ,1=t 时,x u =,xdt du =;⎰=1)(dt tx f ⎰=xdu u f x 0)(1⇒+x x x f sin )(⎰=xdu u f 0)(⇒+x x x xf sin )(2⇒++'+=x x x x x f x x f x f cos sin 2)()()(2⇒--='x x x x f cos sin 2)(⇒+-=C x x x x f sin cos )(⇒=+=01)0(C f ⇒-=1C 1sin cos )(--=x x x x f 。
操作系统原理试题一. 名词解释题1. 中断——2. 进程控制块(PCB)——它是进程实体的一部分,是操作系统最重要的记录型数据结构,是进程存在的唯一标识3. 虚时钟4. 段式管理5. 文件控制块(FCB)6. 对换(SWAPPING)7. 系统调用8. 绝对路径名9. 特别文件10. 虚设备技术11. 管道12. 中断接收13. 恢复现场14. 页式管理15. 作业步16. 字符流文件17. 通道18. 页面淘汰19. 多道程序设计20. 死锁21. 当前目录22. 快表23. 作业调度24. 原语25. 中断屏蔽26. 地址映射27. 文件目录28. 死锁避免29. 原语31. CPU状态32. 虚存33. 磁盘调度34. 缓冲技术36. 进程调度37. 虚设备39. 死锁预防40.临界资源——一段时间内只允许一个进程访问的资源,也称为独立资源42. 交换技术43. 互斥区二. 填空题1. 分时系统追求的目标是__及时响应___.2. 用户进程从目态(常态)转换为管态(特态)的唯一途径是_____中断________.3. 从静态的观点看, 操作系统中的进程是由程序段、数据和__作业控制块PCB __三部分组成.4. 在系统内核中必须包括的处理模块有进程调度、原语管理和__中断处理__.5. 批处理操作系统中, 作业存在的唯一标志是_作业控制块PCB ___.6. 操作系统中的一种同步机制, 由共享资源的数据及其在该数据上的一组操作组成, 该同步机制称为_管程_______.7. 在可变分区存储管理中, 为实现地址映射, 一般由硬件提供两个寄存器, 一个是基址寄存器, 另一个是_限长寄存器___.8. 联想寄存器(相联存储器)的最重要、最独到的特点是_按内容并行查找___.9. 在虚拟段式存储管理中, 若逻辑地址的段内地址大于段表中该段的段长, 则发生__地址越界__中断.10. 文件系统中若文件的物理结构采用顺序结构, 则文件控制快FCB 中关于文件的物理位置应包括___首块地址和文件长度_.11. 在操作系统设计时确定资源分配算法, 以消除发生死锁的任何可能性, 这种解决死锁的方法是__死锁预防__.12. 选择对资源需求不同的作业进行合理搭配, 并投入运行是由_作业调度算法___来完成的.13. 实时系统应具有两个基本特征: 及时性和___可靠性___.14. 磁带上的文件只能采用_顺序____存取方式.15. 不让死锁发生的策略可以分成静态和动态的两种, 死锁避免属于__动态的___.16. 在UNIX系统中, 文件分成三类, 即普通文件, 目录文件和___特殊文件__.17. 在磁盘调度策略中有可能使I/O请求无限期等待的调度算法是__最短寻道时间优先___.18. 进程获得了除CPU外的所有资源, 一旦获得CPU即可执行, 这时进程处于_就绪____状态.19. 为实现CPU与外部设备的并行工作, 系统必须引入_通道____硬件基础.20. 操作系统为保证不经文件拥有者授权, 任何其它用户不能使用该文件所提出的解决措施是___文件保密__.21. 两个或两个以上程序在计算机系统中同处于开始和结束之间的状态, 这就称为__并发___.22. 在操作系统的存储管理中, 存储共享的两个目的是__节省内存___和实现进程通信.23. 在存储管理中, 为进程分配内存时, 取满足申请要求且长度最大的空闲区域, 这一算法称为__最坏适配算法___.24. 两个或两个以上进程均需要访问的变量成为___共享变量__.25. 实时系统应具有两个基本特征:__及时性___和可靠性.26. 磁盘上的文件可以采用_随机___存取方式.27. 在UNIX文件系统中文件分成三类,即普通文件、_目录文件____和特殊文件.28. 用户程序通过_系统调用____向操作系统提出各种资源要求和服务请求.29. SPOOLing(同时的外部设备联机操作)技术是关于慢速字符设备如何与计算机主机交换信息的一种典型的__虚设备___技术.30. 在页式存储管理中,由__系统___将用户程序划分为若干相等的页.31. 为防止用户对文件进行非法的或不适宜的访问所采取的措施称为___文件保密__.32. 文件的安全性是指抵抗和预防各种物理性破坏及人为性破坏的能力,保证文件安全性常用的措施是__文件备份、文件转储___.33. 在操作系统的存储管理中,由于进行动态不等长存储分配,在内存中形成一些很小的空闲区域,称之为___碎片__.34. 在选择作业调度算法时应该考虑公平性和___高效性__.35. 两个或两个以上的进程不能同时进入关于同一组共享变量的临界区域,否则可能发生与___时间__有关的错误.36. 用户在一次解题或一个事务处理过程中要求计算机系统所做工作的集合称为__内存___.37. 缓冲技术中的缓冲池是放在__内存___中.38. 在存储管理中,引入快表的目的是__加快地址映射速度___.39. 等待输入输出工作完成的进程,一旦I/O 完成,其状态变为_____.40. 清内存指令只能在_____状态下执行.41. 在虚存系统中不能实现但可以作为衡量其它页面淘汰算法标准的页面淘汰算法是_____.42. 完成发现中断、响应中断任务的是_____.43. 产生死锁的四个必要条件是_____、_____、_____和_____.44. 采用链接结构的文件适合于_____存取.45. 从资源分配的角度可将设备分类为_____、共享设备和_____.47. 进程获得CPU而运行是通过_____得到的.48. 设系统中有N 个进程,则系统中处于等待状态的进程最多为_____个.50. 活动头磁盘的访问时间包括_____、_____和_____.51. 如果信号量S<0,则表示有_____个进程等在S信号量的等待队列上.52. 根据引起中断事件的重要性和紧迫程度,由硬件将中断源划分为若干个级别,称为_____.53. 采用链接结构的文件适合于_____存取方式.54. 在各类通道中支持通道程序并发执行的通道是_____.55. 在虚拟页式存储管理中设置了快表,用于保存正在运行进程页表的子集,通常快表存放在_____中.56. 在虚拟段式存储管理中,若所需页面不在内存则发_____中断.57. 创建进程的主要任务是建立__作业控制块PCB___.58. 程序中一旦某个位置或数据被访问到,它常常很快又要再次被访问,这一现象称之为程序的_____.59. 在计算机系统中,允许多个程序同时进入内存并运行的技术是_____.60. _____作业调度算法有最短的作业平均周转时间.61. 在操作系统中,不可中断执行的操作称为_____操作.62. 当有一个进程从运行态到等待态,则一定有一个进程__处于执行状态___.63. 活动头磁盘的访问时间包括_____、_____和_____.64. __链式存储___存储管理方案解决了外碎片问题.三. 判断题1. 操作系统的所有程序都必须常驻内存.2. 进程获得处理机而运行是通过申请而得到的.3. 通过任何手段都无法实现计算机系统资源之间的互换.4. 进程控制块中的所有信息必须常驻内存.5. 一旦出现死锁, 所有进程都不能运行.6. 所有进程都挂起时, 系统陷入死锁.7. 优先数是进程调度的重要依据, 一旦确定不能改变.8. 同一文件系统中不允许文件同名, 否则会引起混乱.9. 用户程序有时也可以在核心态下运行.10. 虚拟存储系统可以在每一台计算机上实现.11. 进程在运行中, 可以自行修改自己的进程控制块.12. 进程申请CPU得不到满足时, 其状态变为等待态.13. 在虚存系统中, 只要磁盘空间无限大, 作业就能拥有任意大的编址空间.14. 在内存为M的分时系统中, 当注册的用户有N个时,每个用户拥有M/N的内存空间.15. 特殊文件是指其用途由用户特殊规定的文件.16. 由于P、V操作描述同步、互斥等问题的能力不足, 所以有必要引入其它的通讯原语或机制, 如send, receive或Monitor等.17. 大多数虚拟系统采用OPT(优化)淘汰算法是因为它确实可以得到最小的缺页率.18. 实时系统中的作业周转时间有严格的限制.19. 文件的索引表全部存放在文件控制块中.20. 打印机是一类典型的块设备.21. 当一个进程从等待态变成就绪态, 则一定有一个进程从就绪态变成运行态.22. 执行系统调用时可以被中断.23. 在作业调度时, 采用最高响应比优先的作业调度算法可以得到最短的作业平均周转时间.24. 在请求页式存储管理中, 页面淘汰所花费的时间不属于系统开销.25. 进程优先数是进程调度的重要依据, 必须根据进程运行情况动态改变.26. 流式文件是指无结构的文件.27. 参与死锁的所有进程都占有资源.28. 页式存储管理中, 用户应将自己的程序划分成若干相等的页.29. 引入当前目录是为了减少启动磁盘的次数.30. 文件目录必须常驻内存.31. 固定头磁盘存储器的存取时间包括搜查定位时间和旋转延迟时间.32. 在文件系统中, 打开文件是指创建一个文件控制块.33. 存储保护的目的是限制内存的分配.34. 原语和系统调用的主要区别在于两者的实现方法不同.35. 清内存指令只能在管态下执行.36. 在大型多道程序设计系统中, 为充分利用外部设备, 应使运行的若干程序都是I/O 型的.37. 在页式虚拟存储系统中, 页面长度是根据程序长度动态地分配的.38. 如果信号量S的当前值为-5, 则表示系统中共有5个等待进程.39. 磁盘上物理结构为链接结构的文件只能顺序存取.40. 系统处于不安全状态不一定是死锁状态.41. 有m个进程的操作系统出现死锁时, 死锁进程的个数为1<k≤m.42. 进程状态的转换是由操作系统完成的, 对用户是透明的.43. 优先数是进程调度的重要依据, 优先数大的进程首先被调度运行.44. 文件系统的主要目的是存储系统文档.45. 对文件进行读写前,要先打开文件.46. 所谓最近最少使用(LRU)页面调度算法是指将驻留在内存中使用次数最少的页面淘汰掉.47. 由于现代操作系统提供了程序共享的功能,所以要求被共享的程序必须是可再入程序.48. 参与死锁的进程至少有两个已经占有资源.49. 在页式虚拟存储系统中,页面长度固定并且是硬件的设计特性.50. 不可抢占式动态优先数法一定会引起进程长时间得不到运行.51. 设置中断屏蔽指令可以在目态下执行.52. 选择通道主要用于连接低速设备.53. 存储保护的功能是限制内存存取.54. 如果输入输出所用的时间比处理时间短得多,则缓冲区最有效.55. 进程间的互斥是一种特殊的同步关系.56. 所有进程都进入等待状态时,系统陷入死锁.57. 引入缓冲的主要目的是提高I/O设备的利用率.58. 进程从运行状态变为等待状态是由于时间片中断发生.59. 文件目录一般存放在外存.四. 回答下列问题1. (1) 什么是先来先服务的作业调度算法?(2) 什么是短作业优先的作业调度算法?(3) 什么是最高响应比优先的作业调度算法?(4) 试评述以上三者之间的关系.2. (1) 什么是文件的逻辑结构?(2) 什么是文件的物理结构?(3) 什么是文件的存取方式?(4) 试叙述文件的结构与文件存储设备、存取方式之间的关系.3. 试叙述在网络操作系统中, 文件管理应提供哪些功能?4. 死锁的预防, 避免和检测三者有什么不同之处?5. (1) 什么是用户态? (2) 什么是核心态?(3) 通过什么途径可以实现由用户态到核心态的转换?6. 在许多操作系统中, 都支持用户设立当前目录. 问:(1) 什么是当前目录? (2) 设立当前目录的主要好处是什么?7. 多道程序在单CPU上并发运行和多道程序在多CPU上并行执行,这两者在本质上是否相同?为什么?8. 系统产生颠簸(抖动)的原因是什么?系统如何检测颠簸?9. (1) 什么是先来先服务磁盘调度调度算法?(2) 什么是最短寻道时间优先磁盘调度算法?(3) 什么是扫描磁盘调度算法?(4) 试评述以上三者之间的关系.10.请叙述页式存储管理方案的基本工作原理;硬件的支持及其作用;地址映射过程;该存储管理方案的优缺点.11.请叙述虚拟存储管理方案的基本工作原理;页表的内容;缺页中断处理;及可能遇到的性能问题和解决方法.五. 简答题1. 简述SPOOLing(斯普林)系统的工作原理.2.请论述操作系统的发展方向及新技术.3. 为什么在操作系统中引入信号量及P、V操作?4. 在信号量S上执行P、V操作时,S的值发生变化,当S>0,S=0,S<0时,它们的物理意义是什么?P(S)、V(S)的物理意义又是什么?5. 试列举一个日常生活中进程的实例,说明进程间的同步关系.6. 试列举一个日常生活中进程的实例,说明进程间的互斥关系.7.一些操作系统提供了COPY系统调用,用于复制文件(COPY file1 file2).试设计一种实现COPY系统调用的方案(请给出具体设计细节).8.试列举至少8项进程控制块的项目.9.试叙述操作系统中一种用时间换取空间的技术.10.计算机系统采用通道部件后,已能实现CPU与外部设备的并行工作,为什么还要引入多道程序设计?六. 计算题1. 假设一个活动头磁盘有200道, 编号从0-199. 当前磁头正在143道上服务, 并且刚刚完成了125道的请求. 现有如下访盘请求序列(磁道号):86, 147, 91, 177, 94, 150, 102, 175, 130试给出采用下列算法后磁头移动的顺序和移动总量(总磁道数).(1). 先来先服务(FCFS)磁盘调度算法.(2). 最短寻道时间优先(SSTF)磁盘调度算法.(3). 扫描法(SCAN)磁盘调度算法.(假设沿磁头移动方向不再有访问请求时, 磁头沿相反方向移动.)2.有一个虚拟存储系统, 每个进程在内存占有3页数据区、1页程序区. 刚开始时数据区为空. 有以下访页序列: 1、5、4、1、2、3、2、1、5、4、2、4、6、5、1试给出下列情形下的缺页次数:(1)系统采用先进先出(FIFO)淘汰算法.(2)系统采用最近最少使用(LRU)淘汰算法.(3)若采用优化(OPT)淘汰算法呢?3. 有个一虚拟存储系统, 每个进程在内存占有3页数据区, 刚开始时数据区为空. 有以下访页序列: 2、3、4、5、3、4、1、2、3、5、1、4、2、4、5、1、3、2、1、3试给出下列情形下的缺页次数:(1) 系统采用先进先出(FIFO)淘汰算法.(2) 系统采用最近最少使用(LRU)淘汰算法.(3) 系统采用优化(OPT)淘汰算法.4. 有一个文件系统, 根目录长驻内存, 如图所示:目录文件采用拉链式, 每个磁盘块存放10个下级文件的描述, 最多存放40个下级文件. 若下级文件为目录文件, 上级目录指向该目录文件的第一块, 否则指向普通文件的文件控制块. 普通文件采用三级索引形式, 文件控制块中给出13个磁盘地址, 前10个磁盘地址指出前10页的物理地址, 第11个磁盘地址指向一级索引表, 一级索引表给出256个磁盘地址, 即指出该文件第11页至第266页的地址; 第12个磁盘地址指向二级索引表, 二级索引表中指出256个一级索引表的地址; 第13个磁盘地址指向三级索引表, 三级索引表中指出256个二级索引表的地址.(1) 该文件系统中的普通文件最大可有多少页?(2) 若要读文件/A/D/K/Q中的某一页, 最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?(3) 若想减少启动磁盘的次数, 可采用什么办法?5. 设系统中有三类资源A、B和C,又设系统中有5个进程P1,P2,P3,P4和P5.在T0时刻系统状态如下:最大需求量已分配资源量剩余资源量A B C A B C A B CP1 8 6 4 1 2 1 2 1 1P2 4 3 3 3 1 1P3 10 1 3 4 1 3P4 3 3 3 3 2 2P5 5 4 6 1 1 3(1) 系统是否处于安全状态?如是,则给出进程安全序列.(2) 如果进程P5申请1个资源类A、1个资源类B和1个资源类C,能否实施分配?为什么?6. 在一个两道的批处理操作系统中,有6个作业进入系统,它们的进入时刻、估计运行时间和优先级如下表所示.作业号进入时刻估计运行时间优先级JOB1 8:00 90分钟 5JOB2 8:10 30分钟 6JOB3 8:30 20分钟 3JOB4 8:50 15分钟 8JOB5 9:20 10分钟 2JOB6 9:40 5分钟 4系统采用短作业优先作业调度算法,作业一旦被调度运行就不再退出.但当有新的作业投入运行时,可以按照优先级进行进程调度.(1)试给出各个作业的运行时间序列.(例如:JOB1:8:00-8:30,9:10-9:20,…)(2)试计算出作业的平均周转时间.7. 有一个文件系统, 根目录长驻内存, 如图所示:目录文件采用链接式, 每个磁盘块存放10个下级文件的描述, 最多存放50个下级文件. 若下级文件为目录文件, 上级目录指向该目录文件的第一块, 否则指向普通文件的文件控制块.(1) 普通文件采用顺序结构,若要读文件\A\D\G\H\K中的第375页,最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?(2) 普通文件采用链接结构,若要读文件\A\D\G\H\K中的第100页, 最少要启动磁盘几次? 最多要启动磁盘几次?8. 有一个虚拟存储系统采用最近最少使用(LRU)页面淘汰算法,每个作业占3页主存,其中一页用来存放程序和变量i,j(不作他用).每一页可存放150个整数变量. 某作业程序如下:VAR A:ARRAY[1..150,1..100] OF integer;i,j:integer;FOR i:=1 to 150 DOFOR j:=1 to 100 DOA[i,j]:=0;设变量i,j放在程序页中,初始时,程序及变量i,j已在内存,其余两页为空.矩阵A 按行序存放.(1)试问当程序执行完后,共缺页多少次?(2)最后留在内存中的是矩阵A的哪一部分?9. 设系统中有4个进程P1,P2,P3和P4.在某一时刻系统状态如下:最大需求量已分配资源量P1 6 2P2 7 4P3 3 2P4 2 0剩余资源量 1(1) 系统是否处于安全状态?如是,则给出所有的进程安全序列.(2) 如果进程P4申请2个资源,能否实施分配?为什么?七. 关于P、V操作:1. 为什么说P、V操作必须设计成原语(即同一信号量上的P、V操作必须互斥)?2. 有四个进程A、B、C、D(1) 进程A通过一个缓冲区不断地向进程B、C、D发送信息, A 每向缓冲区送入一个信息后, 必须等进程B、C、D都取走后才可以发送下一个信息, B、C、D对A 送入的每一信息各取一次, 试用P、V操作实现它们之间的正确通讯.(2) 试用最少个数的信号量实现进程A、B、C、D间的正确通讯.3. 写出P、V操作的定义.4. 有n+1个进程A1, A2, ...An 和 B:(1) A1,...An通过同一个缓冲区各自不断地向B发送消息, B不断地取消息, 它必须取走发来的每一个消息. 刚开始时缓冲区为空. 试用P、V操作正确实现之.(2) 若缓冲区个数增至m个, 试用P、V操作实现正确的通讯.5. 请给出V操作的定义.6. 用P、V操作实现PA, PB两个进程的同步问题如下所示:其中, 信号S1, S2的初值均为1. 试问该解法正确吗? 请说明理由.7. 把学生和监考老师都看作进程, 学生有N人, 教师1人. 考场门口每次只能进出一个人, 进考场原则是先来先进. 当N个学生都进入考场后, 教师才能发卷子. 学生交卷后可以离开考场. 教师要等收上来全部卷子并封装卷子后才能离开考场.(1) 问共需设置几个进程?(2) 试用P、V操作解决上述问题中的同步和互斥关系.8. 某商店有两种食品A和B, 最大数量各为m个. 该商店将A,B两种食品搭配出售, 每次各取一个. 为避免食品变质, 遵循先到食品先出售的原则, 有两个食品公司分别不断地供应A,B两种食品(每次一个). 为保证正常销售, 当某种食品的数量比另一种的数量超过k(k<m)个时, 暂停对数量大的食品进货, 补充数量少的食品.(1) 问共需设置几个进程?(2) 试用P,V操作解决上述问题中的同步和互斥关系.9. 两个进程P A、P B通过两个FIFO(先进先出)缓冲区队列连接(如图).P A从Q2取消息,处理后往Q1发消息,P B从Q1取消息,处理后往Q2发消息,每个缓冲区长度等于传送消息长度. Q1队列长度为n,Q2队列长度为m. 假设开始时Q1中装满了消息,试用P、V操作解决上述进程间通讯问题.欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
计算机体系结构试题及答案12008年01月23日22:211、计算机高性能发展受益于:(1)电路技术的发展;(2)计算机体系结构技术的发展。
2、层次结构:计算机系统可以按语言的功能划分为多级层次结构,每一层以不同的语言为特征。
第六级:应用语言虚拟机-> 第五级:高级语言虚拟机-> 第四级:汇编语言虚拟机-> 第三级:操作系统虚拟机-> 第二级:机器语言(传统机器级) ->第一级:微程序机器级。
3、计算机体系结构:程序员所看到的计算机的属性,即概括性结构与功能特性。
4、透明性:在计算机技术中,对本来存在的事物或属性,从某一角度来看又好像不存在的概念称为透明性。
5、Amdahl提出的体系结构是指机器语言级程序员所看见的计算机属性。
6、经典计算机体系结构概念的实质3是计算机系统中软、硬件界面的确定,也就是指令集的设计,该界面之上由软件的功能实现,界面之下由硬件和固件的功能来实现。
7、计算机组织是计算机系统的逻辑实现;计算机实现是计算机系统的物理实现。
8、计算机体系结构、计算机组织、计算机实现的区别和联系?答:一种体系结构可以有多种组成,一种组成可以有多种物理实现,体系结构包括对组织与实现的研究。
9、系列机:是指具有相同的体系结构但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。
10、软件兼容:即同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各机器,而且它们所获得的结果一样,差别只在于运行时间的不同。
11、兼容机:不同厂家生产的、具有相同体系结构的计算机。
12、向后兼容是软件兼容的根本特征,也是系列机的根本特征。
13、当今计算机领域市场可划分为:服务器、桌面系统、嵌入式计算三大领域。
14、摩尔定律:集成电路密度大约每两年翻一番。
15、定量分析技术基础(1)性能的评测:(a)响应时间:从事件开始到结束之间的时间;计算机完成某一任务所花费的全部时间。
(b)流量:单位时间内所完成的工作量。
北师大-计算机系统结构作业带答案
《计算机系统结构》作业(一)(1、2、3章)带答案
本课程作业由两部分组成。
第一部分为“客观题部分”,由5个选择题组成,每题2分,共10分。
第二部分为“主观题部分”,由简答题组成,共20分。
作业总分30分,将作为平时成绩记入课程总成绩。
客观题部分:
一、选择题(每题2分,共5题)
1. 下列浮点数舍入处理方法中,最容易实现的是( D )。
A. 恒舍法,
B. 恒置法,
C.下舍上入法,
D. 查表法
2. 下列不属于指令操作码表示方法的是(C )。
A. 固定长度操作码,
B. Huffman编码,
C. 算数编码,
D. 扩展编码
3. 在其他部件性能保持不变的情况下,对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果,这主要是受到了( A )的影响。
A. Amdahl定律,
B. 流水线,
C. 指令集,
D. 体系结构。
【一填空】第一台通用电子计算机-ENIAC第一台可操作的存储程序机器-Mark-I第一台全面的、可操作的、存储程序计算-EDSAC第一台流水线计算机-IBM7030第一台成功的商业化计算机-UNIVAC I第一台首次使用变址寄存器(使用了控制程序)-IBM704第一台含通用寄存器的-Pegasus第一台采用逻辑指令来进行非数值计算-IBM7094第一台堆栈计算机-B5000第一台商用小型机-PDP-8第一台超级计算机-CDC 6600(采用了load/store结构)第一台使用cache的商用计算机-IBM360/85第一台商业话的向量超级计算机-Cray-11.0用IEEE 754表示0,01111111,0000000000000000000000010÷0在IEEE754中的表示0,11111111,00000000000000000000000总线的三种类型地址总线,控制总线,数据总线冒险的三种类型结构冒险,控制冒险,数据冒险流水的三种相关结构相关,控制相关,数据相关数据的三种相关先读后写相关,先写后读相关,写写相关并行的三种方式时间重叠,资源重复,资源共享Cache的四种失效义务失效,冲突失效,容量失效,无效失效(主要的是前三种)计算机性能三要素指令数,时钟周期长度,CPI如何判断n位加法溢出溢出= 最高位进位XOR 次高位进位cache写策略,写命中时采取___和____策略,写失效时采取___和____策略写返回,写穿透写分配,写不分配意外的两种类型中断,自陷指出关系:指令总数CPI 周期时间编译器X X指令系统X X X计算机组成X X技术工艺X【二辨析】浮点没有结合律是的。
当两个绝对值较大的相反数相加再和一个较小的数相加时,如果采用结合律,是不对的。
比如(这里用10进制演示,假设有效位是8位):(-1.0^10+1.0^10)+1.0 = 1.0-1.0^10+(1.0^10+1.0) = 0.0两者相差1.0(1.1111113E7+(-1.1111111E7))+7.5111111E0 = 9.5111111E01.1111113E7+((-1.1111111E7)+7.5111111E0) = 1.0000000E1两者相差0.5流水线级数的加深总能提高性能错1)(数据冒险)代码中的数据冒险意味着增加流水线的长度会增加每条指令的执行时间,因为流水线在大量的时钟周期里是阻塞的。
2)(控制冒险)控制冒险意味着增加流水线的长度会导致更慢的分支,因而增加了程序执行的时钟周期。
3)(入不敷出)流水线开销限制了由于增加流水线长度获得的时钟片段减少的收益。
实际上,流水线级数在4到8之间的时候性能相对是最高的。
流水线减少了单个指令的执行时间错流水线所带来的性能提高是通过增加指令的吞吐量,而不是减小单个指令的执行时间。
RISC就是CISC里的简单指令错RISC和CISC不是从属关系。
RISC是简单指令系统,CISC是复杂指令系统。
指令系统强大的计算机一定有好的性能错性能涉及到周期时间,CPI,指令条数,与指令系统的强大无直接关系。
指令系统影响不了周期时间。
汇编语言和机器指令一一对应如果考虑伪指令:错的。
如果不考虑伪指令:对的。
具体怎么答看大家吧。
ORZSPEC95 用几何平均值评价机器性能,几何平均值能忽略样机的影响,几何平均值也是和总运行时间成正比的错几何平均值不是和总运行时间成正比的,算术加权的才是“错误预测转移发生的指令数”比“错误预测转移发生率”对于评价预测转移更有效错这个显然吧~100个错3个~和10000个错3个能一样么`增加寻址方式总能有效地减少指令总数错比较MIPS和8086的就知道寄存器-存储器寻址比L-S的代码少但是不是把方式都加上就一定能减少就不一定了`Datapath的控制可以用微程序的方法来设计,然后最后用PLA硬连线实现对这个是概念PLA和ROM作为两个最底层的实现方式是可以被任何的路径到达的【三简答】什么是MIPSMIPS是世界上很流行的一种RISC处理器。
MIPS的意思是“无内部互锁流水级的微处理器”其机制是尽量利用软件办法避免流水线中的数据相关问题。
什么是指令系统体系结构(ISA)程序员所能看到的系统属性,例如概念性结构和功能特性,既区别于数据流和控制的组织,也区别于物理实现。
它是硬件和软件接口的抽象。
什么是软件流水对循环进行重构,使得每次迭代执行的指令是属于原循环的不同迭代过程的,由此达到指令的并行,提高运行效率。
什么是局部性原理时间局部性:如果一个信息项正在被访问,那么在近期她很可能还会被再次访问。
空间局部性:在最近的将来将用到的信息很可能与现在正在使用的信息在空间地址上是临近的。
时钟扭斜对时钟周期和保持时间的影响.根据时钟扭斜与时钟周期,保持时间之间的关系,即时钟周期>=Clk-to-Q+建立时间+最长延迟路径时间+时钟扭斜保持时间< Clk-to-Q时间+最短延迟路径时间-时钟扭斜可以得知,时钟扭斜增大时,时钟周期增大,保持时间减少精确中断与非精确中断精确中断:精确地保留程序执行到产生意外事件的指令时的机器的状态非精确中断:系统程序不得不判断在哪里出现了中断,并一起卷回延迟转移为了解决控制冒险,在发生冒险的转移指令后面加入一条不会发生冒险的指令,使得转移行为在下一条指令之后发生。
延迟装入为了解决数据冒险,在发生冒险的装入指令后面加入一条不会发生冒险的指令,使得转移行为在下一条指令之后发生。
延迟槽为了解决转移时的冒险,装入时的冒险等问题,通过编译加入一条不会发生冒险的指令,使得转移/装入在下一条指令之后发生。
微程序设计一种特殊的实现处理器控制部件的策略,它在寄存器传输操作的级别进行“编程”微体系结构微程序编程人员所看到的硬件的逻辑结构和功能特性延迟时间片1.以分支前的指令填充2.以分支目标指令填充3.以分支不发生时的下一条指令填充比较DRAM与SRAMDRAM速度虽慢,但是却价廉、高密。
向用户提供大存储系统的较好选择SRAM速度虽快,但是昂贵、密度也不很高。
向用户提供快速访问时间的较好选择比较超标量与超长指令字超标量是一种流水线技术,超长指令字是一种指令格式。
超长指令字需要更多的寄存器超标量: 每一周期可能发射不同数量的指令(从1条到6条)超长指令字: 固定数量的指令;编译器确定可开发的并行度比较单周期和多周期允许指令的执行占不同的周期数和功能部件可在单个指令执行过程中共享是多周期的优势。
单周期周期长,除了装入指令外,其他指令周期时间都超过了实际所需时间。
数据通路上而言,多周期比单周期有如下不同:1. 指令和数据用同一寄存器2. 只有一个ALU,而不是一个ALU和两个加法器3. 每个主要的功能单元都加上了一个或多个寄存器存储输出值以便在后面的时钟周期中使用比较超标量与超流水超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个指令。
而超流水线是通过细化流水、提高主频,使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作。
比较软件流水与循环展开循环展开是一个循环内做多个循环做的事情,使得流水线能充分得到利用。
软件流水是对循环进行重构,使得每次迭代执行的指令是属于原循环的不同迭代过程的,这样子达到指令的并行,从而提高运行效率。
软件流水不用多次灌满和清空流水线,循环展开需要多次灌满和清空流水线。
多周期可能的指令执行步骤1.取指2.指令解码和读取寄存器3.执行指令计算存储地址或完成转移分支4.访问寄存器或完成R型指令5.读取存储器冒险及其解决方法结构冒险定义:试图以两种不同的方式使用同一资源解决:1.暂停/气泡 2.延迟 2.增加资源控制冒险定义:在判断转移条件之前,就试图决策转移方向解决:1.暂停/气泡 2.延迟 3.预测数据冒险定义:在产生数据之前,就试图使用它们解决:1.暂停/气泡 2.延迟 3.前递/旁路发生异常的原因有哪些1.运算错误2.I/O设备请求3.用户程序调用操作系统服务4.使用未定义指令5.硬件错误每个段可能出现的中断IF 取指页失效、未对准存储器访问、存储保护违例ID 未定义或非法操作码EX 算术意外事件MEM 取数据页失效、未对准存储器访问、存储保护违例、存储器错误微程序设计的利弊°易于设计°灵活性• 易于适应组织、定时、工艺技术的变化• 在设计周期的后期也能够变化°可以实现功能非常强大的指令系统(仅仅需要增加更多的控制存储器)°通用性• 可以在同一机器上实现多种不同的指令系统.• 可以针对具体应用,对指令系统进行剪裁.°兼容性• 多种组成,同一指令系统°实现成本高°速度慢比较多周期处理器多周期延迟路径多周期处理器:用多个时钟周期执行每条指令多周期延迟路径:在两个存储部件之间的、需要一个以上时钟周期完成的组合逻辑路径【四计算】通过6*(-7)说明booth算法的过程160M HZ的机器,int指令70%,fp指令30%,int的CPI 2,FP的CPI 5,问,MIPS改进编译,int多10%,fp少20%,问MIPS问性能提高了多少int的CPI下降20%,问性能提高多少die area的面积加了25%,yield和die area的面积的立方成反比,问成本多多少?给定cache的大小,及tag=19,cache index=9,index=2,offset=2,计算block的大小,cache块的大小,关联度;页大小是8K,总内存64M,TLB用128项的直接映射,TLB里只放物理页的页地址,还有dirty位和valid位,问TLB每项里有多少位?画图说明CACHE和TLB是如何并行工作的指令/数据分离的两级cache大小块相连失效率响应时间一级16k 8 直接映射5% 1周期二级256k 32 4路相联1% 19周期系统寻址空间2^32问两级分别的Index,tag,digital sel位数(X6)load/store的cpi多少?(X4)扩充mips指令系统,增加lws $a , $b , $c用处是$a<=Mem($b+$c*4)图上给你改好了(就是将Aluout连回SrcA,同时在SrcB上增加了一个4的输入,用01可以选上)写出寄存器传输级语言MEM[PC]A <= R[b]B <= R[c]<<2S = A+B M = MEM[S]R[a] <= MPC <= PC+4改状态图(其实就是增加一组状态啦)完成微程序的设计一个指令序列存在的相关(X6)add $8 $5 $5sub $8 $8 $10lw $6 4($8)add $4 $6 $8【五设计】1 单周期数据通路新增加一条mips指令,比较rs和rt,如果大于则跳转,并且将pc+4存入r31中,写出寄存器传输级语言修改数据通路。