chap4-3指令级并行

2024年国家电网招聘之电网计算机考试题库单选题（共45题）1、Hash 表示用于数据存储的一种有效的数据结构，Hash 表等查找复杂度依赖于Hash 值算法的有效性，在最好的情况下，Hash 表的查找复杂度为（）。

A.O(nlogn)B.O(logn)C.O(n)D.O(1)【答案】 D2、以下白血病属于惰性淋巴造血疾病的是：（）A.急性红白血病（M6）B.急性淋巴细胞白血病C.多发性骨髓瘤D.毛细胞性白血病【答案】 D3、M2M 技术的核心理念是（）A.简单高效B.网络一切C.人工智能D.智慧地球【答案】 B4、数据库设计包括需求分析、概念结构设计、逻辑结构设计、物理结构设计等阶段，其中“E-R模型到关系模型转换”属于数据库设计的()。

A.需求分析B.概念结构C.逻辑结构设计D.物理结构设计【答案】 C5、在磁盘的各磁道中（）。

A.最外圈磁道的位密度最大B.最内圈磁道的位密度最大C.中间磁道的位密度最大D.所有磁道的位密度一样大【答案】 B6、IP 地址为 200.3.6.2 的网络类别是（）。

A.A 类B.B 类C.C 类D.D 类【答案】 C7、某质量技术监督部门为检测某企业生产的批号为B160203HDA的化妆品含铅量是否超标，通常宜采用（）的方法。

A.普查B.查有无合格证C.抽样检查D.查阅有关单据【答案】 C8、Email 应用中需采用（）协议来支持多种格式的邮件传输。

A.MIMEB.SMTPC.POP3D.Telnet【答案】 A9、计算机的运算速度可以用 MIPS 来描述，它的含义是（）。

A.每秒执行百万条指令B.每秒处理百万个字符C.每秒执行千万条指令D.每秒处理千万个字符【答案】 A10、若系统在运行过程中，由于某种硬件故障，使存储在外存上的数据部分损失或全部损失，这种情况称为（）。

A.事务故障B.系统故障C.介质故障D.人为错误【答案】 C11、一个节拍信号的宽度是指（）A.指令周期B.机器周期C.时钟周期D.存储周期【答案】 C12、某用户从云服务提供商租用虚拟机进行日常使用，外出旅游时把虚拟机归还给云服务提供商，这体现了云计算的哪个关键特征（）。

第一章操作系统概述课后习题1. 硬件将处理机划分为两种状态，即管态和目态，这样做给操作系统设计带来什么好处 ? 答：便于设计安全可靠的操作系统。

管态和目态是计算机硬件为保护操作系统免受用户程序的干扰和破坏而引入的两种状态。

通常操作系统在管态下运行，可以执行所有机器指令；而用户程序在目态下运行，只能执行非特权指令。

如果用户程序企图在目态下执行特权指令，将会引起保护性中断，由操作系统终止该程序的执行，从而保护了操作系统。

2. 何为特权指令?举例说明之。

如果允许用户执行特权指令，会带来什么后果？答：只能在态下才能执行的指令称为特权指令。

如开关中断、置程序状态寄存器等。

如果允许用户执行特权指令，它将不仅影响当前运行的程序，而且还有可能影响操作系统的正常运行，甚至整个系统。

3. 中断向量在机器中的存储位置是由硬件确定的，还是由软件确定的 ? 答：中断向量在机器中的位置是由硬件确定的。

例如，在 INTEL 80x86 CPU 中，内存空间0x00000——0x003ff为中断向量空间。

4. 中断向量的内容是由操作系统程序确定的还是由用户程序确定的？答：中断向量的内容是由操作系统程序确定的。

向量的内容包括中断处理程序的入口地址和程序状态字（中断处理程序运行环境），中断处理程序是由操作系统装入内存的，操作系统将根据装入的实际地址和该中断处理程序的运行环境来填写中断向量。

5. 中断向量内的处理机状态位应当标明是管态还是目态 ? 为什么? 答：应当标明是管态。

该状态由系统初试化程序设置，这样才能保证中断发生后进入操作系统规定的中断处理程序。

6. 中断和程序并发之间的关系是什么？答：中断是程序并发的必要条件。

如果没有中断，操作系统不能获得系统控制权，无法按调度算法对处机进行重新分配，一个程序将一直运行到结束而不会被打断。

7. 说明“栈”和“堆”的差别．答：栈是一块按后进先出（FIFO）规则访问的存储区域，用来实现中断嵌套和子程序调用的参数和返回断点。

word 文档下载后可自由复制编辑你计算机系统结构清华第 2 版习题解答word 文档下载后可自由复制编辑1 目录1.1 第一章（P33）1.7-1.9 （透明性概念），1.12-1.18 （Amdahl定律），1.19、1.21 、1.24 （CPI/MIPS）1.2 第二章（P124）2.3 、2.5 、2.6 （浮点数性能），2.13 、2.15 （指令编码）1.3 第三章（P202）3.3 （存储层次性能）， 3.5 （并行主存系统），3.15-3.15 加 1 题（堆栈模拟），3.19 中（3）（4）（6）（8）问（地址映象/ 替换算法-- 实存状况图）word 文档下载后可自由复制编辑1.4 第四章(P250)4.5 （中断屏蔽字表/中断过程示意图），4.8 （通道流量计算/通道时间图）1.5 第五章（P343）5.9 （流水线性能/ 时空图），5.15 （2种调度算法）1.6 第六章（P391）6.6 （向量流水时间计算），6.10 （Amdahl定律/MFLOPS）1.7 第七章（P446）7.3 、7.29（互连函数计算），7.6-7.14 （互连网性质），7.4 、7.5 、7.26（多级网寻径算法），word 文档下载后可自由复制编辑7.27 （寻径/ 选播算法）1.8 第八章(P498)8.12 ( SISD/SIMD 算法)1.9 第九章(P562)9.18 ( SISD/多功能部件/SIMD/MIMD 算法)（注：每章可选1-2 个主要知识点，每个知识点可只选 1 题。

有下划线者为推荐的主要知识点。

）word 文档 下载后可自由复制编辑2 例 , 习题2.1 第一章 (P33)例 1.1,p10假设将某系统的某一部件的处理速度加快到 10倍 ,但该部件的原处理时间仅为整个运行时间的40%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高多少？解：由题意可知： Fe=0.4, Se=10，根据 Amdahl 定律S n To T n1 (1Fe )S n 1 10.6 0.4100.64 Fe Se 1.56word 文档 下载后可自由复制编辑例 1.2,p10采用哪种实现技术来求浮点数平方根 FPSQR 的操作对系统的性能影响较大。

1.7某台主频为400MHz 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：指令类型 指令执行数量 平均时钟周期数 整数 45000 1 数据传送 75000 2 浮点 8000 4 分支 1500 2求该计算机的有效CPI 、MIPS 和程序执行时间。

解：1(/)ni i i CPI CPI IC IC ==⨯∑（1）CPI ＝(45000×1＋75000×2＋8000×4＋1500×2) / 129500＝1.776 （2）MIPS 速率＝f/ CPI ＝400/1.776 ＝225.225MIPS （3）程序执行时间= (45000×1＋75000×2＋8000×4＋1 500×2)／400=575s1.9 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为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？解：由题可知： 可改进比例Fe=40% = 0.4 部件加速比Se = 10根据()011 1.5625(10.4)0.4/101n n T S Fe T Fe Se ====-+-+ 1.10 计算机系统中有三个部件可以改进，这三个部件的部件加速比为： 部件加速比1=30； 部件加速比2=20； 部件加速比3=10 （1） 如果部件1和部件2的可改进比例均为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统加速比才可以达到10？（2） 如果三个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，三个部件同时改进，那么系统中不可加速部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？ 解：（1）在多个部件可改进情况下，Amdahl 定理的扩展：()011231123123n nT S Fe Fe Fe T Fe Fe Fe Se Se Se ==---+++ 已知S1＝30，S2＝20，S3＝10，Sn ＝10，F1＝0.3，F2＝0.3，得： 得F3＝0.36，即部件3的可改进比例为36%。

2024年国家电网招聘之电网计算机提升训练试卷A卷附答案单选题（共100题）1、（）是指在云计算基础设施上位用户提供应用软件部署和运行环境的服务。

A.SAASB.PAASC.IAASD.HAAS【答案】 B2、DBMS 的恢复管理子系统保证了事务的（）。

A.独立性实现B.一致性实现C.隔离性实现D.持久性实现【答案】 D3、射频识别技术属于物联网产业链的（）环节。

A.标识B.感知C.处理D.信息传送【答案】 A4、关键路径是AOE网中()。

A.最长的回路B.最短的回路C.从源点到终点的最长路径D.从源点到终点的最短路径【答案】 C5、具有指令流水线结构的CPU，一般情况下指令的执行时间主要取决于（66）。

A.执行指令的步骤B.CPU有无等待状态C.CPU的时钟周期D.CPU内的Cache存储器大小【答案】 C6、如果节点A有3个兄弟，B是A的双亲，则节点B的度是()。

A.3B.4C.1D.2【答案】 B7、下面关于线性表的叙述中，错误的是()。

A.线性表采用顺序存储，必须占用一片连续的存储单元B.线性表采用顺序存储，便于进行插入和删除操作C.线性表采用链接存储，不必占用一片连续的存储单元D.线性表采用链接存储，便于插入和删除操作【答案】 B8、企业网络计算可采用不同的模型，其中（64）是企业内部的不同平台上的软件的集成。

A.可伸缩的模型B.冗余的模型C.对待的模型D.集成的模型【答案】 D9、在Cache和主存构成的两级存储系统中，Cache的存取时间为100ns，主存的存取时间为1μs，Cache访问失败后CPU才开始访存。

如果希望Cache-主存系统的平均存取时间不超过Cache存取时间的15%，则Cache的命中率至少应为()。

A.95%B.98%C.98.5%D.99.5%【答案】 C10、1000BASE-LX中的1000表示1000Mb/s的传输速率，BASE表示基带传输，LX表示( )。

第四章习题四4.1解释下列术语：指令级并行：指令序列中存在的潜在的并行性称为指令级并行。

指令调度：指令调度是一种用以避免冲突的方法，但并不改变相关。

通过改变指令在程序中的位置，将相关指令间的距离加大到不小于指令执行延迟的时钟数，以此消除相关指令造成的流水线冲突。

指令的动态调度：在程序执行过程中，依靠专门的硬件对代码进行调度，重新安排指令的执行顺序，来调整相关指令实际执行时的关系，减少可能的冲突。

指令的静态调度：在程序的编译期间，由编译器进行代码调度和优化，重新安排指令的执行顺序，把相关的指令拉开距离，以减少可能产生的冲突。

保留站：在Tomasulo算法实现结构中，保留站设置在运算部件的入口，每个保留站中保存一条已经流出并等待到本功能部件执行的指令的相关信息，包括操作码、操作数以及用于检测和解决冲突的信息。

在一条指令流出到保留站的时候，如果该指令的操作数已经在寄存器中就绪，则将之取到该保留站中。

如果操作数还没有计算出来，则在该保留站中记录将产生这个操作数的保留站的标识。

CDB：公共数据总线，是Tomasulo算法实现结构中的一条重要的数据通路，所有功能部件的计算结果都要送到CDB上，由它把这些结果直接送到各个需要该结果的地方。

动态分支预测技术：用硬件动态地进行分支处理的方法。

这些方法是在程序运行时，根据分支指令过去的表现来预测其将来的行为。

如果分支行为发生了变化，预测结果也随之改变。

其目的有两个：预测分支是否成功和尽快找到分支目标地址（或指令），从而避免控制相关造成流水线停顿。

BHT：分支历史表，也称之为分支预测缓冲器，用来记录分支指令最近一次或几次的执行情况（成功或不成功），并根据此进行预测。

分支目标缓冲：将分支成功的分支指令的地址和它的分支目标地址都放到一个缓冲区中保存起来，缓冲区以分支指令的地址作为标识，取指令阶段，所有指令地址都与保存的标示作比较，一旦相同，就认为本指令是分支指令，且认为它转移成功，并且它的分支目标地址就是保存在缓冲区的分支目标地址。

嵌入式系统设计师模拟试题+参考答案一、单选题（共110题，每题1分，共110分）1.在划分模块时，一个模块的作用范围应该在其控制范围之内。

若发现其作用范围不在其控制范围内，则_不是适当的处理方法。

A、将受判定影响的模块下移到控制范围内B、将判定所在模块合并到父模块中，使判定处于较高层次C、将父模块下移，使该判定处于较高层次D、将判定上移到层次较高的位置正确答案：C2.在嵌入式系统设计中，一般包含多种类型的存储资源，比如ROM、EEPROM、NAND Flash、Nor Flash、DDR、SD卡等。

下面关于这些资源的描述中，正确的是_A、EEPROM是电不可擦除的ROMB、Nand Flash上面的代码不能直接运行，需要通过加载的过程C、NORFlash上面的代码不能直接运行，需要通过加载的过程D、ROM是用来存储数据的，其上面的数据可以随意更新，任意读取正确答案：B3.PKI体制中，保证数字证书不被篡改的方法是_A、用CA的私钥对数字证书签名B、用CA的公钥对数字证书签名C、用证书主人的私钥对数字证书签名D、用证书主人的公钥对数字证书签名正确答案：A4.A computer program, or just a program, is a sequence of_, written to perform as pecified task with a computer.A、languagesB、instructionsC、programsD、functions正确答案：B5.以下关于容错技术的叙述中，错误的是_A、从余度设计角度出发，系统通常采用相似余度或非相似余度实现系统容错B、从结构角度出发，容错结构有单通道加备份结构、多通道结构C、通常硬件实现容错常用的有恢复块技术和N版本技术D、系统容错技术，主要研究系统对故障的检测、定位、重构和恢复正确答案：C6.某软件公司项目组的程序员在程序编写完成后均按公司规定撰写文档，并上交公司存档。

嵌入式系统设计师单选测试题及参考答案一、单选题（共100题，每题1分，共100分）1、测试网络连通性通常采用的命令是_A、MsconfigB、PingC、NetstatD、Cmd正确答案：B2、以下关于嵌入式实时操作系统(RTOS)的叙述中，错误的是_。

A、RTOS调度器多采用基于优先级的可抢占调度算法B、最早期限优先算法会根据任务的截止时间来确定其优先级C、单调速率调度算法的基本思想是任务的周期越短，优先级越高D、实时性和公平性是RTOS调度器最重要的两个指标正确答案：D3、声音(音频)信号的一个基本参数是频率，它是指声波每秒钟变化的次数，用 Hz 表示。

人耳能听到的音频信号的频率范围是_。

A、20Hz～200 kHzB、20Hz～20 kHzC、0Hz～20 kHzD、0Hz～200 kHZ正确答案：B4、以下关于嵌入式安全关键系统的设计以及系统健壮性相关的描述中，错误的是_。

A、系统在规范运行时就可评估其健壮性B、健壮性指尽管存在意外的扰动，系统仍保持可接受水平的服务的能力C、嵌入式安全关键系统失效的后果非常严重，所以任何情况下决不放弃D、在"决不放弃"原则下，即使不符合规范要求的情况也要适当处置正确答案：A5、指令寄存器的位数取决于_A、存储器的容量B、数据总线的宽度C、地址总线的宽度D、指令字长正确答案：D6、在某嵌入式系统中，采用PowerPC处理器，若定义了如下的数据类型变量X，则X所占用的内存字节数是___。

Union data{inti;Char ch;Double f;}X;A、24B、13C、16D、8正确答案：D7、A computer program, or just a program, is a sequence of_, written to perform as pecified task with a computer.A、functionsB、instructionsC、programsD、languages正确答案：B8、算法的时间复杂度是指_A、算法程序中的指令条数B、算法执行过程中所需要的基本运算次数C、执行算法程序所需要的时间D、算法程序的长度正确答案：B9、软件需求分析阶段的验证手段一般采用_A、总结B、黑盒测试C、阶段性报告D、需求分析评审正确答案：D10、__下列总线中不属于高速串行总线的是A、PCI ExpressB、RapidIOC、VMED、1394正确答案：C11、设文件索引节点中有8个地址项，每个地址项大小为4字节，其中5个地址项为直接地址索引，2个地址项是一级间接地址索引，1个地址项是二级间接地址索引，磁盘索引块和磁盘数据块大小均为1KB。

第五章输入/输出习题1.芯片技术的进展已经使得将整个控制器包括所有总线访问逻辑放在一个便宜的芯片上成为可能。

这对于图1-5 的模型具有什么影响？答：（题目有问题，应该是图1-6 ）在此图中，一个控制器有两个设备。

单个控制器可以有多个设备就无需每个设备都有一个控制器。

如果控制器变得几乎是自由的，那么只需把控制器做入设备本身就行了。

这种设计同样也可以并行多个传输，因而也获得较好的性能。

2.已知图5-1 列出的速度，是否可能以全速从一台扫描仪扫描文档并且通过802.1 lg 网络对其进行传输?请解释你的答案。

答：太简单了。

扫描仪最高速率为400 KB/Sec ，而总线程和磁盘都为16.7MB/sec ，因此磁盘和总线都无法饱和。

3.图5-3b 显示了即使在存在单独的总线用于内存和用于I/O 设备的情况下使用内存映射I/O 的一种方法，也就是说，首先尝试内存总线，如果失败则尝试I/O总线。

一名聪明的计算机科学专业的学生想出了一个改进办法：并行地尝试两个总线，以加快访问I/O 设备的过程。

你认为这个想法如何？答：这不是一个好主意。

内存总线肯定比I/O 总线快。

一般的内存请求总是内CPU 要一直等待I/O 总线完成，那存总线先完成，而I/O 总线仍然忙碌。

如果就是将内存的性能降低为I/O 总线的水平。

4.假设一个系统使用DMA 将数据从磁盘控制器传送到内存。

进一步假设平均花费t2ns 获得总线，并且花费t1ns 在总线上传送一个字（t1>>t2 ）。

在CPU 对DMA 控制器进行编程之后，如果（a）采用一次一字模式，（b）采用突发模式，从磁盘控制器到内存传送1000 个字需要多少时间？假设向磁盘控制器发送命令需要获取总线以传输一个字，并且应答传输也需要获取总线以传输一个字。

答：（a）1000 ×[(t1+t2)+(t1+t2)+(t1+t2)]；第一个(t1+t2) 是获取总线并将命令发送到磁盘控制器，第二个(t1+t2) 是用于传输字，第三个(t1+t2) 是为了确认。

第一章作者：佚名来源：网络1、有一台计算机，具有IMB 内存，操作系统占用200KB ，每个用户进程各占200KB 。

如果用户进程等待I/O 的时间为80 % ，若增加1MB 内存，则CPU 的利用率提高多少？答：设每个进程等待I/O 的百分比为P ，则n 个进程同时等待刀O 的概率是Pn ，当n 个进程同时等待I/O 期间CPU 是空闲的，故CPU 的利用率为1-Pn。

由题意可知，除去操作系统，内存还能容纳4 个用户进程，由于每个用户进程等待I/O的时间为80 % , 故：CPU利用率＝l-（80%)4 = 0.59若再增加1MB 内存，系统中可同时运行9 个用户进程，此时：cPu 利用率＝l-（1-80%)9 = 0.87故增加IMB 内存使CPU 的利用率提高了47 % :87 ％/59 ％=147 %147 ％-100 % = 47 %2 一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A 先开始做，程序B 后开始运行。

程序A 的运行轨迹为：计算50ms 、打印100ms 、再计算50ms 、打印100ms ，结束。

程序B 的运行轨迹为：计算50ms 、输入80ms 、再计算100ms ，结束。

试说明（1 ）两道程序运行时，CPU有无空闲等待？若有，在哪段时间内等待？为什么会等待？( 2 ）程序A 、B 有无等待CPU 的情况？若有，指出发生等待的时刻。

答：画出两道程序并发执行图如下：（1）两道程序运行期间，CPU存在空闲等待，时间为100 至150ms 之间（见图中有色部分）（2）程序A 无等待现象，但程序B 有等待。

程序B 有等待时间段为180rns 至200ms 间（见图中有色部分）3 设有三道程序，按A 、B 、C优先次序运行，其内部计算和UO操作时间由图给出。

试画出按多道运行的时间关系图（忽略调度执行时间）。

完成三道程序共花多少时间？比单道运行节省了多少时间？若处理器调度程序每次进行程序转换化时lms , 试画出各程序状态转换的时间关系图。