体系结构习题

合集下载

软件体系结构习题答案

软件体系结构习题答案软件体系结构习题答案1. 什么是软件体系结构？软件体系结构是指软件系统的整体结构和组织方式，它描述了软件系统中各个组件之间的关系以及它们的功能和行为。

软件体系结构通常包括多个层次，从整体到细节逐渐展开，以便更好地理解和设计软件系统。

2. 为什么软件体系结构很重要？软件体系结构对于软件系统的开发和维护具有重要意义。

它可以提供一个框架，指导软件开发者进行系统设计和实现。

良好的软件体系结构可以提高软件系统的可维护性、可扩展性和可重用性，同时降低开发和维护的成本。

3. 软件体系结构有哪些常见的模式？常见的软件体系结构模式包括分层模式、客户端-服务器模式、发布-订阅模式、模型-视图-控制器模式等。

每种模式都有其特定的应用场景和优缺点，开发者可以根据具体需求选择合适的模式。

4. 什么是分层模式？分层模式是一种常见的软件体系结构模式，将软件系统划分为多个层次，每个层次负责不同的功能。

通常包括表示层、业务逻辑层和数据访问层。

这种模式可以提高系统的可维护性和可扩展性，同时降低各个层次之间的耦合度。

5. 客户端-服务器模式是什么？客户端-服务器模式是一种常见的软件体系结构模式，将软件系统划分为客户端和服务器两部分。

客户端负责用户界面和用户交互，而服务器负责处理客户端的请求并提供相应的服务。

这种模式可以实现分布式计算和资源共享，提高系统的可伸缩性和可靠性。

6. 发布-订阅模式是什么？发布-订阅模式是一种常见的软件体系结构模式，用于实现消息传递和事件通知。

发布者将消息发布到一个或多个主题，而订阅者可以选择订阅感兴趣的主题并接收相关的消息。

这种模式可以实现解耦和灵活的通信方式，适用于分布式系统和异步通信。

7. 模型-视图-控制器模式是什么？模型-视图-控制器（MVC）模式是一种常见的软件体系结构模式，用于实现用户界面和业务逻辑的分离。

模型负责处理数据和业务逻辑，视图负责显示用户界面，而控制器负责协调模型和视图之间的交互。

计算机体系结构习题与答案

第二章习题（P69-70）一、复习题1．简述冯∙诺依曼原理，冯∙诺依曼结构计算机包含哪几部分部件，其结构以何部件为中心？答：冯∙诺依曼理论的要点包括：指令像数据那样存放在存储器中，并可以像数据那样进行处理；指令格式使用二进制机器码表示；用程序存储控制方式工作。

这3条合称冯∙诺依曼原理冯∙诺依曼计算机由五大部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备，整个结构一般以运算器为中心，也可以以控制器为中心。

(P51-P54)2．简述计算机体系结构与组成、实现之间的关系。

答：计算机体系结构通常是指程序设计人员所见到的计算机系统的属性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。

计算机组成（computer organization）是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。

同时，为实现指令的控制功能，还需要设计相应的软件系统来构成一个完整的运算系统。

计算机实现，是计算机组成的物理实现, 就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机。

计算机体系结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含意也会有所改变。

在某些情况下，有时也无须特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。

(P47-P48)3．根据指令系统结构划分，现代计算机包含哪两种主要的体系结构？答：根据指令系统结构划分，现代计算机主要包含：CISC和RISC两种结构。

(P55)4．简述RISC技术的特点？答：从指令系统结构上看，RISC 体系结构一般具有如下特点：(1) 精简指令系统。

可以通过对过去大量的机器语言程序进行指令使用频度的统计，来选取其中常用的基本指令，并根据对操作系统、高级语言和应用环境等的支持增设一些最常用的指令;(2) 减少指令系统可采用的寻址方式种类，一般限制在2或3种;(3) 在指令的功能、格式和编码设计上尽可能地简化和规整，让所有指令尽可能等长;(4) 单机器周期指令，即大多数的指令都可以在一个机器周期内完成，并且允许处理器在同一时间内执行一系列的指令。

软件体系结构考试习题集含答案样本

1.面向对象办法优势体当前（ABD ）A．简化软件开发过程B．支持软件复用C．提高软件运营效率D．改进软件构造2.顾客界面设计中三条“黄金规则”是（ABC ）A．使系统处在顾客控制之中B．减少顾客记忆承担C．保持界面一致性D．保证顾客易学性E．顾客界面分析和设计过程是迭代, 其中涉及活动是（ABCD ）F．顾客、任务以及环境分析和建模G．界面设计H．界面实现I．界面确认3.界面确认需要注意三个方面（ABC ）A．界面对的完毕了顾客任务, 适应顾客任务变化B．易学性和易用限度C．顾客接受限度D．顾客习惯4.顾客界面分析时普通采用信息获取方式涉及（ABCD ）A．顾客会谈B．销售人员信息采集C．市场分析D．顾客支持人员信息收集5.（C ）把完毕一种特定功能动作序列抽象为一种过程名和参数表A．数据抽象B．动作抽象C．过程抽象D．类型抽象6.（A）把一种数据对象定义抽象为一种数据类型名A．数据抽象B．动作抽象C．过程抽象D．类型抽象7.软件体系构造设计需要考虑如下（ABCD ）A．合用性B．构造稳定性C．可扩展性D．可复用性8.模块设计时应当考虑（AB ）A．模块功能独立B．模块信息隐藏C．模块接口简朴D．模块实现简朴9.一种完整软件设计重要活动涉及有（ABCD ）A．体系构造设计B．界面设计C．模块/子系统设计、D．数据模型、过程/算法设计等E．模块化是指把一种复杂问题分割成若干个可管理小问题后, 更易于理解, 模块化正是以此为根据, 在划分模块过程中应当考虑到（ABC ）F．模块可分解性、可组装型G．模块可理解性、持续性、H．模块保护1.尽量低分割模块, 使得问题难度降到最2.什么是软件工程？构成软件工程要素是什么？3.软件工程是将系统化、规范、可度量办法应用于软件开发、运营和维护过程, 即将工程化应用于软件开发和管理之中, 对所选办法研究。

软件工程要素由办法、工具和过程构成。

办法支撑过程和工具, 而过程和工具增进办法学研究。

计算机体系结构习题答案

一、（5分）计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么？请简要说明它们的含义。

答：（1）以经常性事件为重点。

在计算机系统的设计中，对经常发生的情况，赋予它优先的处理权和资源使用权，以得到更多的总体上的改进。

（2）Amdahl 定律。

加快某部件执行速度所获得的系统性能加速比，受限于该部件在系统中所占的重要性。

（3）CPU 性能公式。

执行一个程序所需的CPU 时间 = IC ×CPI ×T 。

（4）程序的局部性原理。

程序在执行时所访问地址的分布不是随机的，而是相对地簇聚。

二、（15分）假设某应用程序中有4类操作，通过改进各类操作的功能部件，可（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？答：根据Amdahl 定律aff S n +-=)1(1，其中f 是可改进部分在总运行时间中所占比例，a 是可改进部分的加速比，可得4类操作均改进后，整个程序的加速比：11.77(1)n ii iS FF S =≈-+∑∑三、（5分）请简述指令之间数据冲突的类型。

答：指令之间的数据冲突有3种类型：真相关、反相关、输出相关。

真相关（数据依赖，有时候也称为数据相关）：考虑两条指令i 和j ，i 在j 的前面，指令k 在指令i 和指令j 之间。

如果下述条件之一成立，则称指令j 与指令i 真相关：（1）指令j 使用指令i 产生的结果（写后读）；（2）指令j 与指令k 真相关，而指令k 又与指令i 真相关。

（真相关的传递性）反相关：考虑两条指令i 和j ，i 在j 的前面，如果指令j 所写的名与指令i 所读的寄存器名或存储地址相同，则称指令i 和j 发生了反相关。

（读后写）输出相关：考虑两条指令i 和j ，i 在j 的前面，如果指令j 和指令i 所写的寄存器名或存储地址相同，则称指令i 和j 发生了输出相关。

（写后写）其中反相关和输出相关又合称名相关。

计算机体系结构综合习题

计算机体系结构习题一、名词解释第一章：计算机组成：指的是计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

它着眼于物理机器级内各事物的排序方式与控制方式、各部件的功能以及各部件之间的联系。

计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

它着眼于器件技术和微组装技术，其中器件技术在实现技术中起主导作用。

程序的局部性原理：指程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的，而是相对簇聚。

常用的经验规则：程序执行时间的90%都是在执行程序中的10%的代码。

数据访问也具有局部性。

第二章：RISC:即精简指令集计算机，它是尽可能地把指令系统简化，不仅指令的条数少，而且指令的功能比较简单。

（P36页）CISC:即复杂指令集计算机，它是增强指令功能，把越来越多的功能交由硬件实现，指令的数量也越来越多。

（P36页）寻址方式：指指令系统中如何形成所要访问的数据的地址。

第三章：流水线技术：（P53页）把一个重复的过程分解为若干个子过程（相当于上面的工序），每个子过程由专门的功能部件来实现，把多个处理过程在时间上错开，依次通过各功能段，这样，每个子过程就可以与其他的子过程并行进行，这就是流水线技术。

线性流水线：（见P57页）线性流水线是指各段串行连接、没有反馈回路的流水线。

数据通过流水线中的各段时，每个段最多只流过一次。

非线性流水线：（见P57页）非线性流水线是指各段除了有串行的连接外，还有反馈回路的流水线。

数据相关：（见P73页）考虑两条指令i和j，i在j的前面，如果下述条件之一成立，则称指令j与指令i数据相关：（1）指令j使用指令i产生的结果；（2）指令j与指令k数据相关，而指令k又与指令i数据相关。

系统级流水线（P55）是把多个处理机串行连接起来，对同一数据流进行处理，，每个处理机完成整个任务中的一部分。

第3章计算机网络体系结构(习题标准答案)

第3章计算机网络体系结构(习题答案)————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2第3章计算机网络体系结构一、填空题1.协议主要由（语法）、（语义）和（同步）三个要素组成。

2.OSI模型分为（物理层）、（数据链路层）、（网络层）、（传输层）、（会话层）、（表示层）和（应用层）七个层次。

3.OSI模型分为（资源子网）和（通信子网）两个部分。

4.物理层定义了（机械特性）、（电气特性）、（功能特性）和（规程特性）四个方面的内容。

5.数据链路层处理的数据单位称为（帧）。

6.数据链路层的主要功能有（链路管理）、（成帧）、（信道共享）、（帧同步）、（流量控制）、（差错控制）、（透明传输）和（寻址）。

7.在数据链路层中定义的地址通常称为（硬件地址）或（物理地址）。

8.网络层所提供的服务可以分为两类：（面向连接的）服务和（无连接的）服务。

9.传输层的功能包括（服务选择）、（连接管理）、（流量控制）、（拥塞控制）和（差错控制）等。

二、名词解释同步协议实体对等层对等层通信服务 CIDR 协议数据单元服务数据单元同步同步指的是广义的、在一定条件下发生什么事情的特性，而且条件和时间有关，具有时序的含义。

协议计算机网络中意图进行通信的结点必须要遵守一些事先约定好的规则。

这些为进行数据交换而建立的规则、标准或约定即称为协议，也称为网络协议。

实体任何接收或者发送数据的硬件单元或者软件进程模块都可以称为通信实体，简称实体。

对等层不同的网络结点，若它们遵循的是同一种网络体系结构的话，那么在不同结点上完成同样功能的层次称为对等层。

对等层通信在分层的网络体系结构中，每个层次只知道自己从上层接收来数据并处理后再传递给下一层，结果通信目的方该层次的对等层就收到与己方处理的一模一样的数据。

就好像在两个对等层之间有一条“通道”直接把数据传送过去一样，这种情况就称为对等层通信。

系统体系结构练习题

题目：下列说法中，____是完全正确的。 A.内存储器可与 CPU 直接交换信息，与外存储器相比存取速度慢、价格便宜 B.内存储器可与 CPU 直接交换信息，与外存储器相比存取速度快、价格贵 C.RAM 和 ROM 在断电后都不能保存信息 D.软盘和硬盘可永久保存信息，它们是计算机的主存储器参考答案：B
题目：下面四条常用术语的描述中，有错误的是____。 A.光标是显示屏上指示位置的标志 B.汇编语言是一种面向机器的低级语言，用汇编语言编写的程序计算机能直接执行 C.总线是计算机系统中各部件之间传输信息的公共通路 D.磁头是既能从磁表面存储器读出信息又能把信息写入磁表面存储器的装置参考答案：B
题目：关于 PC 机主板上的 CMOS 芯片，下面说法中正确的是____。 A.需一个电池给它供电，否则其中数据会因主机断电而丢失 B.存储计算机系统的配置参数，它是只读存储器 C.存储基本输入/输出系统程序，是易失性的 D.PC 机上电后对计算机进行自动检查测试参考答案：A
题目：下面____组设备包括: 输入设备、输出设备和存储设备。 A.CRT、CPU、ROM B.磁盘、鼠标器、键盘 C.鼠标器、绘图仪、光盘 D.磁带、打印机、激光打印机参考答案：C
题目：指令执行过程一般分为指令预取、____、地址计算并取操作数、执行计算、回送结果等多个步骤。 A.操作数转换 B.操作数计算 C.指令回送 D.指令译码参考答案：D
题目：指令由____和操作数地址两部分组成。 A.读数 B.操作码 C.运算 D.输出参考答案：B
题目：在计算机中，____合称为处理器。
题目：微机中的 I/O 接口卡位于____之间。 A、输入设备与输出设备 B、主机与外存 C、总线与外设 D、主存与外存参考答案： C

软件体系结构课后习题第二章作业

习题1：选择一个规模合适的系统为其建立“4+1”模型。

解：一个ATM系统的“4+1”模型:
1.首先是场景：
2.然后是逻辑视图：
3.开发视图如下：
4.进程视图如下：
5.物理视图如下:
习题2：引入了软件体系结构以后，传统软件过程发生了哪些变化？这些变化有什么好处？
答：软件体系结构的引入使传统软件设计开发更加具体和形象，使得软件过程变得更加方便和多样化。

其好处在于：包括程序员在内的绝大多数系统的利益相关人员都可借助软件体系结构来进行彼此理解、协商、达成共识或者相互沟通；软件体系结构的模型可以应用到具有相似质量属性和功能需求的系统中，并能够促进大规模软件的系统级复用；在很多方面使得软件开发更加易于维护和理解。

习题3：软件体系结构的生命周期模型与软件生命周期模型有什么关系？
答：软件体系结构在系统开发的全过程中起着基础的作用，是设计的起点和依据，同时也是装配和维护的指南。

软件体系结构是贯穿于软件研发的整个软件生命周期的系统开发、运行、维护所实施的全部工作和任务的结构框架，给出了软件开发活动各阶段之间的关系。

软件体系结构的生命周期模型为软件生命周期模型提供了很好的结构依据和参考，也为其构建了很好的开发方式。

计算机体系结构第一章_练习题

计算机体系结构第⼀章_练习题《计算机系统结构》第⼀章测试题⽬⼀、填空题：（每空1分，共35分）1、从______⾓度可以将系统看成是按_______划分的多个机器级组成的层次结构。

2、计算机系统结构的层次结构由⾼到低分别为______，______，______，______，______，______。

3、在计算机系统结构的层次结构中，机器被定义为______的集合体。

4、就计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系，完成下⾯填空：a)确定指令系统中是否要设乘法指令属于______，乘法指令是⽤专门的⾼速乘法器实现还是⽤加法器实现属于______，乘法器和加法-移位器的物理实现属于______。

b)主存容量与编址⽅式的确定属于______，主存是否采⽤多体交叉属于______，主存器件的选定属于______。

c)设计何种系列机属于______，系列机内不同型号计算机的组织属于______。

5、同时性指两个或多个事件在______发⽣，并发性指两个或多个事件在______发⽣。

6、费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分成______，______，______和______四⼤类。

传统的单处理机属于______。

7、⼀般⽤耦合度反映____________，它分为______，______，和______。

8、冯泽云提出⽤______来定量地描述各种计算机系统特征，把计算机分成______，______，______和______四类。

9、开发并⾏性的途径有______，______和______。

⼆、名词解释：（每题3分，共15分）1．透明性2．计算机系统结构3．并⾏性4．虚拟机5．MFLOPS三、简答题：（每题5分，共30分）1、软件和硬件在什么意义上是等效的?在什么意义上是不等效的?2、简述计算机系统结构⽤软件实现和⽤硬件实现各⾃优缺点。

3、下列哪些对系统程序员是透明的？哪些对应⽤程序员是透明的？虚拟存储器；Cache存储器；程序状态字；指令缓冲寄存器；通⽤寄存器。

计算机体系结构-复习题

《计算机体系结构》复习题一、填空题1. 推动计算机系统结构发展的主要动力是( )。

2. ( )的发展是促使计算机系统结构不断发展的最活跃因素。

3. 衡量计算机系统性能可采用各种尺度，但最为可靠的衡量尺度是( )。

4. CPI表示执行每条指令所需的( )。

5. 计算机系统中的数据表示是指可由硬件直接辨认的( )。

6. 在向量处理中经常会遇到稀疏向量，为了节省存储空间和处理时间( )的表示方法。

7. 在当今的RISC机的指令系统中，全都是( )指令格式。

8. 增强向量流水处理性能的方法主要有：多功能部件并行操作和采用( )技术。

9. 数组多路通道与设备之间的数据传送的基本单位是( )。

10. 数据流系统结构是基于数据驱动和( )的计算模型。

11. 现代计算机系统是由（）和（）组成的十分复杂的系统。

（），12. 计算机系统应能支持软件可移植，实现可移植性的常用方法有3种，即（），统一高级语言。

（）13. 可以将当前大多数通用寄存器型指令集结构进一步细分为3种类型，即（）、和存储器-存储器型指令集结构。

14.MIPS指令DADDIU R14，R5，#6属于（）类型的指令格式；MIPS指令SD R4，300（R5）属于（）类型的指令格式。

15.描述流水线的工作，常采用时空图的方法。

在时空图中，横坐标表示（），纵坐标代表（）。

16.在MIPS指令实现的简单数据通路中，在WB周期中，有两大类指令执行操作：（）和（）指令。

17.存储器的层次结构中，“Cache－主存”层次是为了弥补主存（）的不足，“主存－辅存”层次是为了弥补主存（）的不足。

18.Cache实现的映像规则有全相联映像、（）和（）三种。

19.反映存储外设可靠性能的参数有可靠性、（）和（）。

20.根据系统中处理器个数的多少，可把现有的MIMD计算机分为两类，每一类代表了一种存储器的结构和互连策略。

第一类机器称为（）结构，第二类机器具有（）。

二、单项选择题1．计算机系统结构的外特性是指( )所看到的外特性。

体系结构课后习题答案

体系结构课后习题答案3.某模型机有10条指令I1～I10，它们的使⽤频度分别为0.3，0.24，0.16，0.12，0.07，0.04，0.03，0.02，0.01，0.01。

(1)计算采⽤等长操作码表⽰时的信息冗余量。

(2)要求操作码的平均长度最短，试设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。

(3)只有⼆种码长，试设计平均码长最短的扩展操作码编码并计算平均码长。

(4)只有⼆种码长，试设计平均码长最短的等长扩展码编码并计算平均码长。

3.(1)采⽤等长操作码表⽰时的信息冗余量为33.5%。

(2)操作码的Huffman编码法如表2.2所⽰，此种编码的平均码长为2.7位。

表2.2 操作码的Huffman编码法、2-5扩展码和2-4等长扩展码编码法(3)操作码的2-5扩展码编码法如表2.2所⽰，此种编码的平均码长为2.9位。

(4)操作码的2-4等长扩展码编码法如表2.2所⽰，此种编码的平均码长为2.92位。

5.若某机设计有如下格式的指令：三地址指令12种，⼀地址指令254种，设指令字的长度为16位，每个地址码字段的位数均为4位。

若操作码的编码采⽤扩展操作码，问⼆地址指令最多可以设计多少种？5.⼆地址指令最多可以设计48种。

6.⼀台模型机共有9条指令I1～I9，各指令的使⽤频度分别为30%，20%，20%，10%，8%，6%，3%，2%，1%。

该模型机有8位和16位两种指令字长。

8位字长指令为寄存器-寄存器（R-R）⼆地址类型，16位字长指令为寄存器-存储器（R-M）⼆地址变址寻址类型。

(1)试设计有⼆种码长的扩展操作码，使其平均码长最短，并计算此种编码的平均码长。

(2)在(1)的基础上，该机允许使⽤多少个可编址的通⽤寄存器？(3)若采⽤通⽤寄存器作为变址寄存器，试设计该机的两种指令格式，并标出各字段的位数。

(4)计算变址寻址的偏移地址范围。

6.(1)操作码的2-5扩展码编码法如表2.3所⽰，此种编码的平均码长为2.9位。

计算机体系结构复习题(有答案)

《体系结构复习题》一、选择题（15 分） 1．计算机系统多级层次中，从下层到上层，各级相对顺序正确的应当是（） A.汇编语言机器级---操作系统机器级---高级语言机器级 B.微程序机器级---传统机器语言机器级---汇编语言机器级 C.传统机器语言机器级---高级语言机器级---汇编语言机器级 D. 汇编语言机器级---应用语言机器级---高级语言机器级 2．对系统程序员不透明的是（） A.Cache 存储器 B.系列几各档不同的数据通路宽度 C.指令缓冲寄存器 D.虚拟存储器 3．在计算机系统设计中，比较好的方法是（） A.从上向下设计 B.从下向上设计 C.从两头向中间设计 D.从中间开始向上、向下设计 4．不同系列的机器之间，实现软件移植的途径不包括（） A.用统一的高级语言 B.用统一的汇编语言 C.模拟 D.仿真 5．堆栈型机器比通用寄存器型机器优越的是（） A.支持先进先出类接替算法的求解 B.能更好地支持向量的运算 C. 支持由逆波兰表达式将高级语言多元赋值语句直接编译生成堆栈指令程序 D.能优化存储器的空间利用率 6．浮点数尾数基值 rm=8,尾数数值部分长 6 位，可表示的规格化最小正尾数为（） A.0.5 B.0.25 C.0.125 D.1/64 7．在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（） A.截断法 B.舍入法 C.恒置“1”法 D.ROM 查表法 8． ILLIAC Ⅳ是一种（） A.流水线处理机 B.指令重叠处理机 C.阵列处理机 D.多处理机 9．能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属（） A.MISD B.SIMD C.MIMD D.SISD 10．非线性流水线是指（） A.一次运算中使用流水线中多个功能段 B.一次运算中要多次使用流水线中的某些功能段 C. 流水线中的某些功能段在各次运算中的作用不同 D. 流水线中的各个功能段在各种运算中有不同的组合 11．流水机器对全局性的相关处理不包括（） A.猜测法 B.提前形成条件码 C.加快短循环程序的执行 D.设置相关专用通路 12．外部设备打印机适合于连接（） A.数组多路通道或选择通道 B.字节多路通道或选择通道 C.选择通道 D.任意一种通道 13．虚拟存储器常用的地址映像方式是（） A.全相联 B.段相联 C.组相联 D.直接

计算机体系结构习题(含答案)

第2章课后习题1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6〔不包括符号位〕，阶码字长q=6〔不包括符号位〕，为数基值r m=16，阶码基值r e=2。

对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据〔对于前11项，还要写出16进值编码〕。

〔1〕最大尾数〔8〕最小正数〔2〕最小正尾数〔9〕最大负数〔3〕最小尾数〔10〕最小负数〔4〕最大负尾数〔11〕浮点零〔5〕最大阶码〔12〕表数精度〔6〕最小阶码〔13〕表数效率〔7〕最大正数〔14〕能表示的规格化浮点数个数2．一台电脑系统要求浮点数的精度不低于10，表数范围正数不小于1038，且正、负数对称。

尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。

(1) 设计这种浮点数的格式(2) 计算〔1〕所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。

3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1，其中，p是浮点数的尾数长度。

(1) 选择合适的舍入方法。

(2) 确定警戒位位数。

(3) 计算在正数区的误差范围。

4．假设有A和B两种不同类型的处理机，A处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。

B处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。

如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。

对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在A处理机和B处理机中所占用的存储空间大小〔包括指令和数据〕，从中得到什么启发？5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。

(1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。

(2) 设计8字长的寄存器-寄存器型指令3条，16位字长的寄存器-存储器型变址寻址方式指令4条，变址范围不小于±127。

计算机系统结构习题

一、简答题（2题）相关概念、原理、方法说明及比较分析例题1：解释下列术语层次机构：按照计算机语言从低级到高级的次序，把计算机系统按功能划分成多级层次结构，每一层以一种不同的语言为特征。

虚拟机：用软件实现的机器。

翻译：先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序，然后再在这低一级机器上运行，实现程序的功能。

解释：对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令，都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后，再去高一级机器取下一条语句或指令，再进行解释执行，如此反复，直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构：传统机器程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

透明性：在计算机技术中，把这种本来存在的事物或属性，但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成：计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现：计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与连接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。

软件兼容：一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。

差别只是执行时间的不同。

兼容机：由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。

模拟：用软件的方法在一台现有的计算机(称为宿主机)上实现另一台计算机(称为虚拟机)的指令系统。

仿真：用一台现有计算机(称为宿主机)上的微程序去解释实现另一台计算机(称为目标机)的指令系统。

并行性：计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。

只要在时间上相互重叠，就存在并行性。

它包括同时性与并发性两种含义。

时间重叠：在并行性概念中引入时间因素，让多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转而赢得速度。

资源重复：在并行性概念中引入空间因素，以数量取胜。

通过重复设置硬件资源，大幅度地提高计算机系统的性能。

体系结构习题答案

体系结构习题答案1. 什么是计算机体系结构？计算机体系结构是指计算机系统中硬件和软件组件的设计和组织方式，包括指令集、数据路径、控制单元、存储器层次结构等。

2. 冯·诺依曼体系结构的主要特点是什么？冯·诺依曼体系结构的主要特点是：- 程序存储：指令和数据都存储在同一个读写内存中。

- 顺序执行：计算机按照程序存储的顺序执行指令。

- 单处理单元：只有一个中央处理单元（CPU）来执行指令。

3. 什么是流水线技术？流水线技术是一种提高计算机性能的方法，通过将指令执行过程划分为多个阶段，允许多个指令在不同的阶段同时进行，从而实现指令的并行处理。

4. 存储器层次结构的目的是什么？存储器层次结构的目的是为了平衡存储速度和成本，提供从快速但昂贵的缓存到较慢但便宜的主存和辅助存储的连续存储解决方案。

5. 什么是指令级并行性（ILP）？指令级并行性是指在单个指令执行过程中，通过并行执行多个操作来提高性能。

这通常通过流水线、超标量架构或动态调度实现。

6. 什么是数据级并行性（DLP）？数据级并行性是指在执行指令时，对数据进行并行处理，例如使用向量处理器或图形处理器（GPU）来同时处理多个数据元素。

7. 什么是线程级并行性（TLP）？线程级并行性是指通过同时执行多个线程来提高性能，这些线程可以是操作系统级别的线程或用户级别的线程。

8. 什么是多核处理器？多核处理器是一种包含两个或更多独立处理核心的CPU，每个核心可以独立执行指令，从而提高计算能力。

9. 什么是虚拟化技术？虚拟化技术允许多个操作系统和应用程序在同一硬件上运行，通过软件模拟硬件环境，实现资源的高效利用和隔离。

10. 什么是可靠性和可用性？可靠性是指系统在规定条件下和规定时间内执行所需功能的能力。

可用性是指系统在需要时能够提供服务的能力。

请注意，这些习题答案仅提供了一些基本的概念和定义。

在实际的学习和应用中，每个主题都可能需要更深入的探讨和理解。

软件体系结构(考试习题集含答案)

1、面向对象得方法优势体现在( ABD )A．简化软件开发过程B．支持软件复用C．提高软件运行效率D．改善软件结构2.用户界面设计中得三条“黄金规则”就是( ABC )A．使系统处于用户控制之中B．减少用户得记忆负担C．保持界面得一致性D．保证用户得易学性3.用户界面得分析与设计过程就是迭代得,其中包括得活动就是( ABCD )A．用户、任务以及环境得分析与建模B．界面设计C．界面实现D．界面确认4.界面确认需要注意三个方面( ABC )A．界面正确完成了用户得任务,适应用户得任务变化B．易学性与易用程度C．用户得接受程度D．用户得习惯5.用户界面分析时通常采用得信息获取方式包括( ABCD )A．用户会谈B．销售人员信息采集C．市场分析D．用户支持人员信息收集6.( C )把完成一个特定功能得动作序列抽象为一个过程名与参数表A．数据抽象B．动作抽象C．过程抽象D．类型抽象7.( A)把一个数据对象得定义抽象为一个数据类型名A．数据抽象B．动作抽象C．过程抽象D．类型抽象8.软件体系结构设计需要考虑以下( ABCD )A．适用性B．结构稳定性C．可扩展性D．可复用性9.模块设计时应该考虑(AB )A．模块功能独立B．模块信息得隐藏C．模块接口得简单D．模块实现简单10.一个完整得软件设计得主要活动包括有( ABCD )A．体系结构设计B．界面设计C．模块/子系统设计、D．数据模型、过程/算法设计等11.模块化就是指把一个复杂得问题分割成若干个可管理得小问题后,更易于理解,模块化正就是以此为依据得,在划分模块得过程中应该考虑到( ABC )A．模块得可分解性、可组装型B．模块得可理解性、连续性、C．模块保护D．尽可能低分割模块,使得问题得难度降到最1.什么就是软件工程？构成软件工程得要素就是什么？软件工程就是将系统化得、规范得、可度量得方法应用于软件得开发、运行与维护过程,即将工程化应用于软件开发与管理之中,对所选方法得研究。

系统结构习题

系统结构习题选择题第一章对计算机系统结构，下列（）是透明的阵列运算部件计算机使用的语言是（）。

分属于计算机系统各个层次实现汇编语言源程序变换成机器语言目标程序是由（）。

汇编程序翻译系列机软件必须保证（）。

向后兼容，力争向上兼容输入输出系统硬件的功能对()是透明的。

应用程序员并行处理发展通过资源共享途径形成了()。

分布式处理系统利用时间重叠实现并行处理的是()。

流水处理机就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（）组成的层次结构多个机器级利用资源重复实现并行处理的是（）。

阵列处理机计算机系统结构也称计算机体系结构，指的是()。

传统机器级计算机的结构与组成不包括（）。

操作系统字串位并是指同时对一个字的所有位进行处理，其并行等级()。

已经开始出现的并行性计算机系列化的优点不包括()同一系列内的软件一定是向下兼容的开发并行性的途径有时间重叠、资源重复和（）。

资源共享对计算机系统结构，下列（）是透明的阵列运算部件系列机软件必须保证向后兼容，一般应该做到（）。

向上兼容用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法称为仿真，用机器语言解释实现软件移植的方法称为（）。

模拟高级语言是由（）翻译成汇编语言程序编译程序就使用语言的角度而言，可将计算机系统看成是按功能划分的（）组成的层次结构多个机器级VonNenmann型计算机不具有的特点是（）。

以数据流驱动位片处理是指计算机采用（）方式对数据进行处理。

字并位串除了分布处理、MPP和机群系统外，并行处理计算机按其基本结构特征可分为流水线计算机，阵列处理机，多处理机和（）四种不同的结构。

数据流计算机费林按指令流和数据流的多倍性把计算机系统分类，这里的多倍性指（）。

系统瓶颈部件上处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数系列机在软件兼容上应该做到（）。

向后兼容，并力争向上兼容计算机系统的层次结构按照由高到低的顺序分别为（）。

高级语言机器级，汇编语言机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级1TFLOPS计算机能力，1TBYTE/S的I/O带宽和（）称为计算机系统的3T性能目标。