第2章计算机体系结构习题及答案解析
计算机组成原理第二版课后习题答案
计算机组成原理第二版课后习题答案第1章计算机系统概论1.什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件?硬件和软件哪个更重要?解:硬件和软件在计算机系统中相互依存,缺一不可,因此同样重要。
2.如何理解计算机的层次结构?答:计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。
(1)硬件系统是最内层的,它是整个计算机系统的基础和核心。
(2)系统软件在硬件之外,为用户提供一个基本操作界面。
(3)应用软件在最外层,为用户提供解决具体问题的应用系统界面。
通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。
各层次之间关系密切,上层是下层的扩展,下层是上层的基础,各层次的划分不是绝对的。
言的符号表示,高级语言是面向算法的语言。
高级语言编写的程序(源程序)处于最高层,必须翻译成汇编语言,再由汇编程序汇编成机器语言(目标程序)之后才能被执行。
4.如何理解计算机组成和计算机体系结构?答:计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O机理等。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,包含对程序员透明的硬件细节,如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能,及相互连接方法等。
5.冯诺依曼计算机的特点是什么?解:冯诺依曼计算机的特点是:P8计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成;指令和数据以同同等地位存放于存储器内,并可以按地址访问;指令和数据均用二进制表示;指令由操作码、地址码两大部分组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置;指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行;机器以运算器为中心(原始冯诺依曼机)。
6.画出计算机硬件组成框图,说明各部件的作用及计算机系统的主要技术指标。
答:计算机硬件组成框图如下:控制器运算器CPU存储器接口接口输入设备主机外设输出设备各部件的作用如下:控制器:整机的指挥中心,它使计算机的各个部件自动协调工作。
操作系统练习题_及答案解析
操作系统练习题第一章引言(一单项选择题1 操作系统是计算机系统的一种( 。
A.应用软件B. 系统软件c. 通用软件D.工具软件2.操作系统目的是提供一个供其他程序执行的良好环境,因此它必须使计算机( A.使用方便B. 高效工作C.合理使用资源D.使用方便并高效工作3.允许多个用户以交互方式使用计算机的操作系统是( 。
A.分时操作系统B. 批处理单道系统C.实时操作系统D.批处理多道系统4.下列系统中( 是实时系统。
A.计算机激光照排系统B. 办公自动化系统C.化学反应堆控制系统D.计算机辅助设计系统5.操作系统是一种系统软件,它( 。
A.控制程序的执行B. 管理计算机系统的资源C.方便用户使用计算机D.管理计算机系统的资源和控制程序的执行6.计算机系统把进行( 和控制程序执行的功能集中组成一种软件,称为操作系统A.CPU 管理B.作业管理C.资源管理D.设备管理7.批处理操作系统提高了计算机系统的工作效率,但( 。
A.不能自动选择作业执行B. 无法协调资源分配c.不能缩短作业执行时间D 在作业执行时用户不能直接干预8.分时操作系统适用于( 。
A.控制生产流水线B.调试运行程序c.大量的数据处理D.多个计算机资源共享9.在混合型操作系统中,“前台”作业往往是指( 。
A.由批量单道系统控制的作业B.由批量多道系统控制的作业c.由分时系统控制的作业D.由实时系统控制的作业10.在批处理兼分时的系统中,对( 应该及时响应,使用户满意。
A.批量作业B.前台作业c.后台作业D.网络通信11.实时操作系统对可靠性和安全性要求极高,它( 。
A.十分注重系统资源的利用率B.不强调响应速度c.不强求系统资源的利用率D.不必向用户反馈信息12.分布式操作系统与网络操作系统本质上的不同之处在于( 。
A.实现各台计算机之间的通信B.共享网络个的资源c.满足较大规模的应用D.系统中若干台计算机相互协作完成同一任务13.SPOOL技术用于( 。
计算机系统结构(中科院 胡伟武 2016)课后习题答案 第二章
1.解:A为10MIPS,B为20MIPS,C为40MIPS。
三台机器实际性能相同。
2.解:加速比y与向量化比例x之间的关系是:y=1/((1-x)+x/8)=1/(1-7x/8)……(A) (1)(2) 在式(A)中令y=2,可解得x=4/7≈57.14%。
此时向量模式运行时间占总时间比例是((4/7)/8)/(3/7+((4/7)/8))=1/7=14.29% (3) 硬件方法,整体加速比为1/(1-0.7*(1-1/16))=2.91软件方法,设相同加速比下向量化比例为x,即1/(1-7x/8)=2.91, x=0.75所以推荐软件方法。
3.解:(1) MIPS EMUL=(I+F×Y)/(W×106);MIPS FPU=(I+F)/(B×106)(2) 120=(I+8×106×50)/(4×106) => I=80×106(3) 80=(80×106+8×106)/(B×106) => B=1.1(4) MFLOPS=F/((B-((W*I)/(I+F*Y))) ×106)≈18.46(5) 决策正确,因为执行时间缩短了,这才是关键标准。
4.解:(1) y=12.29386-0.18295x+0.0015x2(2) y=342.47443-6.36386x+0.02727x25.解:1.1V下静态功耗1.1*1.1/(1.05/0.5)=0.576W1.1V下1GHZ时动态功耗为1.1*2.5-0.576=2.174W1.1V下0.5GHZ功耗功耗为2.174*0.5/1=1.087W1.1V下0.5GHZ总功耗为1.087+0.576=1.663W6. 解:a) 先证明N=2k 时,正数1212()/N N N a a a N a a a +++≥。
对k 进行数学归纳法即可。
计算机组成习题及解答
第1章计算机系统概论一、选择题1.在下列四句话中,最能准确反映计算机主要功能的是。
A.计算机可以存储大量信息B.计算机能代替人的脑力劳动C.计算机是一种信息处理机D.计算机可实现高速运算解:答案为C。
2.1946年2月,在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机,它的名字叫ENIAC ,1949年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为EDV AC 。
3.计算机硬件能直接执行的只能是。
A.符号语言 B.机器语言C.汇编语言 D.机器语言和汇编语言解:答案为B。
4.运算器的核心部件是。
A.数据总线 B.数据选择器 C.累加寄存器 D.算术逻辑运算部件解:答案为D。
5.存储器主要用来。
A.存放程序 B.存放数据 C.存放微程序 D.存放程序和数据解:答案为D。
6.目前我们所说的个人台式商用机属于。
A.巨型机 B.中型机C.小型机 D.微型机解:答案为D。
7.至今为止,计算机中所含所有信息仍以二进制方式表示,其原因是。
A.节约元件 B.运算速度快C.物理器件性能决定 D.信息处理方便解:答案为C。
8.对计算机软、硬件资源进行管理,是的功能。
A.操作系统 B.数据库管理系统C.语言处理程序 D.用户程序解:答案为A。
9.企事业单位用计算机计算、管理职工工资,这属于计算机的应用领域。
A.科学计算 B.数据处理C.过程控制 D.辅助设计解:答案为B。
10.微型计算机的发展以技术为标志。
A.操作系统 B.微处理器C.硬盘 D.软件解:答案为B。
二、填空题1.操作系统是一种(1),用于(2),是(3)的接口。
(1)A.系统程序 B.应用程序 C.用户程序 D.中间件(2)A.编码转换 B.操作计算机 C.管理和控制计算机的资源D.把高级语言程序翻译成机器语言程序解:答案为⑴A⑵ C ⑶ C。
2.计算机的硬件包括、、、、五部分。
解:答案为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
3.存储器分为和。
在CPU运行程序时,必须把程序放在。
第2章 计算机系统的组成与工作原理_习题参考答案
第2章习题参考答案一、选择题1.计算机主机是由CPU和( D )构成的。
A.控制器B.输入/输出设备C.运算器D.内存储器2.在计算机软件系统中,用来管理计算机硬件和软件资源的是( B )。
A.程序设计语言B.操作系统C.诊断程序D.数据库管理系统3.I/O接口位于( C )。
A.主机和I/O设备之间B.主机和总线之间C.总线和I/O设备之间D.CPU和内存储器之间4.计算机中表示信息的最小单位( A )。
A.位B.字节C.字D.字长5.计算机中基本的存取单位是( B )。
A.位B.字节C.字D.字长6.微型计算机中的Cache是( B )。
A.只读存储器B.高速缓冲存储器C.可编程只读存储器D.可擦除可再编程只读存储器7.配置高速缓冲存储器(Cache)是为了解决( C )问题。
A.内存与辅助内存之间速度不匹配B.CPU与辅助内存之间速度不匹配C.CPU与内存储器之间速度不匹配D.主机与外设之间速度不匹配8.采用PCI的奔腾微型计算机,其中的PCI是( B )。
A.产品型号B.总线标准C.微型计算机系统名称D.微处理器型号二、填空题1.电子计算机能够快速、准确地按照人们的意图进行工作的基本思想是(存储程序),这个思想是由(冯·诺伊曼)提出的,按照这个思想,计算机由5大部件组成,它们是(控制器)、(运算器)、(存储器)、(输入设备)、(输出设备)。
2.CPU是由(运算器)和(控制器)组成的。
3.根据功能的不同,可将内存储器分为(随机存取存储器或RAM)和(只读存储器或ROM)两种。
4.在表示存储器的容量时,MB的准确含义是(220字节)。
5.5678.123=(1 0110 0010 1110.0001 1111 01)2=(13056.0764)8=(162E.1F4)H。
6.同一个字母的大小写,(小写)字母的ASCII码值比(大写)字母的ASCII码值要大(32)。
7.微型计算机采用总线结构,根据传送信息的种类不同,系统总线分为(数据总线)、(地址总线)和(控制总线)。
北理工计算机体系结构习题解答
*1
32000 *
2
15000
*
2
8000
*
2)
*
(
40
1 *106
)
3.875*103秒
21
1-11 假设在一台40MHz处理机上运营200,000条指令旳目旳代码,程序主要
由四种指令构成。根据程序跟踪试验成果,已知指令混合比和每种指令所 需旳指令数如下:
指令类型
CPI
指令混合比
算术和逻辑
1
6
第1章 基础知识
仿真
用一种机器(A)旳微程序直接解 释 实 现 另 一 种 机 器 ( B) 旳 指 令 系 统,从而实现软件移植旳措施
被仿真旳机器称为目旳机,进行 仿真旳机器称为宿主机,解释微 程序机器称为仿真微程序
7
第1章 基础知识
并行性
指能够同步进行运算或操作旳特 征,它有两重含义:
40
第2章
(1)最优Huffman H=- ∑Pi×log2Pi
=0.25×2+0.20×2.322+0.15×2.737+ ……
=2.96
41
I10
I9
I8
I7
I6
I5
I4
I3
I2
0.02
0.03
0.04
0.05
0.08
0.08
0.10
0.15
0.20
1
1 0
0
0.05
0.09
1
0
1
0
0.17
原来存在旳事物或属性,从某个角 度看却好象不存在
软件兼容
程序能够不加修改地运营在各档机 器上,区别仅在于运营时间不同
第2章-计算机网络体系结构习题..
第2章-计算机网络体系结构习题..第2章计算机网络体系结构一、单选1、在OSI模型中,NIC属于。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层2、在OSI中,为网络用户间的通信提供专用程序的层次是。
A、运输层B、会话层C、表示层D、应用层3、在OSI中,完成整个网络系统内连接工作,为上一层提供整个网络范围内两个终端用户用户之间数据传输通路工作的是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层4、在OSI中,为实现有效、可靠数据传输,必须对传输操作进行严格的控制和管理,完成这项工作的层次是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层5、在OSI中,物理层存在四个特性。
其中,通信媒体的参数和特性方面的内容属于。
A、机械特性B、电气特性C、功能特性D、规程特性6、在OSI七层结构模型中,处于数据链路层与运输层之间的是A、物理层B、网络层C、会话层D、表示层7、完成路径选择功能是在OSI模型的A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层8、 TCP/IP协议簇的层次中,解决计算机之间通信问题是在 BA、网络接口层B、网际层C、传输层D、应用层9、网络协议主要要素为A、数据格式、编码、信号电平B、数据格式、控制信息、速度匹配C、语法、语义、同步D、编码、控制信息、同步10、Internet的网络层含有四个重要的协议,分别为A、IP,ICMP,ARP,UDPB、TCP,ICMP,UDP,ARPC、IP,ICMP,ARP,RARPD、UDP,IP,ICMP,RARP11、 TCP/IP体系结构中的TCP和IP 所提供的服务分别为A.链路层服务和网络层服务B.网络层服务和运输层服务C.运输层服务和应用层服务D.运输层服务和网络层服务12、计算机网络中,分层和协议的集合称为计算机网络的。
目前应用最广泛的是A. 组成结构;B参考模型; C.体系结构;D.基本功能。
E.SNA;F.MAP/TOP;G.TCP/IP;H.X.25;I.ISO/OSI;13、在TCP/IP协议簇中,UDP协议工作在。
计算机系统结构(高教版)张晨曦 习题答案 第二章
2.1 解释下列术语:堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加型机器——CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通用寄存器型机器——CPU 中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
CISC——复杂指令集计算机。
RISC——精简指令集计算机。
寻址方式:一种指令集结构如何确定所要访问的数据的地址。
数据表示:指计算机硬件能够直接识别、指令集可以直接调用的数据类型。
2.4 指令集应满足那几个基本要求?(书P32-33)答:对指令集的基本要求是:完整性、规整性、高效率和兼容性。
完整性:指在一个有限可用的存储空间内,对于任何可解的问题,编制计算程序时,指令集所提供的指令够用。
完整性要求指令集功能齐全、使用方便。
规整性:主要包括对称性和均匀性。
对称性是指所有与指令集有关的存储单元的使用、操作码的设置等都是对称的。
均匀性是指对于各种不同的操作数类型、字长、操作种类和数据存储单元,指令的设置都要同等对待。
高效率:指令的执行速度快、使用频率高。
在RISC机体系结构中,大多数指令都能在一个节拍内完成,而且只设置使用频率高的指令。
兼容性:系列机各机种之间具有相同的基本结构和共同的基本指令集,因而,指令系统是兼容的,即各机种上基本软件可以通用。
2.5 指令集结构设计所涉及的内容有哪些?答:1)指令集功能设计:主要有RISC和CISC两种技术发展方向;2)寻址方式的设计:设置寻址方式可以通过对基准程序进行测试统计,查看各种寻址方式的使用频度,根据使用频度设置相应必要的寻址方式;3)操作数表示和操作数类型:主要的操作数类型和操作数表示的选择有浮点数据类型(可以采用IEEE754标准)、整形数据类型(8位、16位、32位的表示方法)、字符类型(8位)、十进制数据类型(压缩十进制和非压缩十进制数据表示)等等;4)寻址方式的表示:可以将寻址方式编码与操作码中,也可将寻址方式作为一个单独的域来表示;5)指令集格式的设计:有固定长度编码方式、可变长编码方式和混合编码方式三种选择。
《计算机组成与体系结构》白中英第三版课后答案
[x]补=0.11011 [y]补=1.00001
(0) 1 1 0 1 1 ×) (1) 0 0 0 0 1 ----------------------------------
(0) 1 1 0 1 1 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) 0 0 0 0 0 (0) (1) (1) (0) (1) (1) ----------------------------------------(1) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1
(略)
13. "计算机应用"与"应用计算机"在概念上等价吗?用学科角度和计算机系统的层次结构来寿 命你的观点。
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(略)
第二章运算方法和运算器 习题参考答案
1. 写出下列各数的原码、反码、补码、移码表示(用 8 位二进制数)。其中 MSB 是最高位(又 是符号位)LSB 是最低位。如果是小数,小数点在 MSB 之后;如果是整数,小数点在 LSB 之后。 (1) -35/64 (2) 23/128 (3) -127 (4) 用小数表示-1 (5) 用整数表示-1
2. 数字计算机如何分类?分类的依据是什么?
解:分类:
数字计算机分为专用计算机和通用计算机。通用计算机又分为巨型机、大型机、 中型机、小型机、微型机和单片机六类。
分类依据:专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 通用机的分类依据主要是体积、简易性、功率损耗、性能指标、数据存储容量、 指令系统规模和机器价格等因素。
[x]移=0.0111010
计算机系统结构练习题(第二章)
★1.确定哪些数据类型用数据表示来实现,下面几项中不重要的是:A.能够缩短程序运行的时间B.数据表示能够有良好的通用性和利用率C.最可能多的用硬件实现,提高性能D.减少CPU和主存储器之间的通讯量【答案】C★2.早期的计算机系统只有定点数据表示,因此硬件结构可以很简单。
但是这样的系统有明显的缺点,下面哪一个不是它的缺点:A.数据表示范围小B.单个需要的计算时钟周期多C.编程困难D.存储单元的利用率很低【答案】B★3. 简述采用标志符数据表示方法的主要优缺点。
【答案】优点有:(1)简化了指令系统(2)由硬件自动实现一致性检查和数据类型的转换。
(3)简化程序设计(4)简化编译器(5)方便软件调试(6)支持数据库系统缺点有:(1)数据和指令的长度不能一致(2)指令的执行速度降低(3)硬件的复杂性增加★4.有效的缩短地址码的长度,主要采用的有哪些方法?【答案】(1)用间址寻址方式缩短地址码长度(2)用变址寻址方式缩短地址码长度(3)用寄存器间接寻址方式缩短地址码长度是最有效的方法★5.随着计算机技术的不断发展和对指令系统的合理性的研究,精简的指令系统(RISC)出现并且逐步取代CISC的重要位置。
下面所述不是CISC的主要缺点的是:A.20%与80%规律B.VLSI技术的不断发展引起的一系列问题C. 软硬件功能分配的问题D. 由于指令众多带来的编码困难【答案】D★★★6. 某台计算机只有Load/Store 指令能对存储器进行读/写操作,其它指令只对寄存器进行操作。
根据程序跟踪实验结果,已知每种指令所占的比例及CPI 数如下: 指令类型 指令所占比例 CPI 算逻指令 43% 1 Load 指令 21% 2 Store 指令 12% 2 转移指令 24% 2(1)求上述情况下的平均CPI 。
(2)假设程序由M 条指令组成。
算逻运算中25%的指令的两个操作数中的一个已在寄存器中,另一个必须在算逻指令执行前用Load 指令从存储器取到寄存器。
计算机组成原理习题答案第二章
6.设[X]原=1.a1a2a3a4a5a6,
(1)若要X>-1/2
,a1~a6要满足什么条件?
(2)若要-1/8
≥X≥-1/4
,a1~a6要满足什么条件?
解:(1)X>-1/2
的代码为:
1.000001-1
64
…
1.011111-3/1
64
a1=0,a2+a3+a4+a5+a6=1。
(2)-1/8
解:无符号整数:0≤X≤(232-1)。
补码:-231≤X≤(231-1)。
11.某浮点数字长12位,其中阶符1位,阶码数值3位,数符1位,尾数数值7位,阶码以2为底,阶码和尾数均用补码表示。它所能表示的最大正数是多少?最小规格化正数是多少?绝对值最大的负数是多少?
解:最大正数=(1-2-7)×223-1=(1-2-7)×27=127。
20.以下列形式表示(5382)10。
(1)8421码; (2)余3码;
(3)2421码; (4)二进制数。
解:(1)0101001110000010。
(2)1000011010110101。
(3)1011001111100010。
(4)1010100000110。
21.填写下列代码的奇偶校验位,现设为奇校验:
0.10000001.1000000
0.1111000
1.1111000
00001101
10001101
00000000
00000000
0.10000001.1000000
0.1111000
1.0001000
00001101
11110011
00000000
11111111
计算机系统结构 第二章自考练习题答案
第二章数据表示与指令系统历年真题精选1. 计算机中优先使用的操作码编码方法是( C )。
A. BCD码B. ASCII码C. 扩展操作码D. 哈夫曼编码=16,除尾符之外的尾数机器位数为8位时,可表示的规格化最大尾2.浮点数尾数基值rm数值为( D )。
A. 1/2B. 15/16C. 1/256D. 255/2563. 自定义数据表示包括(标志符)数据表示和(数据描述符)两类。
4. 引入数据表示的两条基本原则是:一看系统的效率是否有提高;二看数据表示的(通用)性和(利用)率是否高。
5. 简述设计RISC的一般原则。
6. 简述程序的动态再定位的思想。
7. 浮点数表示,阶码用二进制表示,除阶符之外的阶码位数p=3,尾数基值用十进制表示,除尾符外的尾数二进制位数m=8,计算非负阶、规格化、正尾数时,(1)可表示的最小尾数值;(2)可表示的最大值;(3)可表示的尾数个数。
8. (1)要将浮点数尾数下溢处理成K—1位结果,则ROM表的单元数和字长各是多少并简述ROM表各单元所填的内容与其地址之间的规则。
(2)若3位数,其最低位为下溢处理前的附加位,现将其下溢处理成2位结果,设计使下溢处理平均误差接近于零的ROM表,以表明地址单元与其内容的关系。
同步强化练习一.单项选择题。
1. 程序员编写程序时使用的地址是( D )。
A.主存地址 B.有效地址 C.辅存实地址 D.逻辑地址2. 在尾数下溢处理方法中,平均误差最大的是( B )。
A.舍入法 B.截断法 C.恒置“1”法 D.ROM查表法3. 数据表示指的是( C )。
A .应用中要用到的数据元素之间的结构关系B .软件要处理的信息单元之间的结构关系C .机器硬件能识别和引用的数据类型D .高级语言中的数据类型说明语句4. 标志符数据表示中的标志建立由( A )。
A .编译程序完成B .操作系统完成C .高级语言编程时完成D .汇编语言编程时完成5. 堆栈型机器比通用型机器优越的是( C )。
计算机体系结构课后习题原版答案-张晨曦著(2)
第1章计算机系统结构的基本概念1.1解释下列术语计算机系统结构: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。
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。
系统加速比:对系统中某部分进行改进时,改进后系统性能提高的倍数。
Amdahl定律:当对一个系统中的某个部件进行改进后,所能获得的整个系统性能的提高,受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
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。
1.2试用实例说明计算机系统结构、计算机组成与计算机实现之间的相互关系。
答:如在设计主存系统时,确定主存容量、编址方式、寻址范围等属于计算机系统结构。
确定主存周期、逻辑上是否采用并行主存、逻辑设计等属于计算机组成。
选择存储芯片类型、微组装技术、线路设计等属于计算机实现。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现。
计算机实现是计算机组成的物理实现。
一种体系结构可以有多种组成。
一种组成可以有多种实现。
1.4计算机系统设计中经常使用的4个定量原理是什么?并说出它们的含义。
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×时钟周期时间。
(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。
1.6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450001数据传送750002浮点80004分支15002求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。
第2章_计算机网络体系结构习题知识讲解
第2章计算机网络体系结构一、单选1、在OSI模型中,NIC属于。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层2、在OSI中,为网络用户间的通信提供专用程序的层次是。
A、运输层B、会话层C、表示层D、应用层3、在OSI中,完成整个网络系统内连接工作,为上一层提供整个网络范围内两个终端用户用户之间数据传输通路工作的是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层4、在OSI中,为实现有效、可靠数据传输,必须对传输操作进行严格的控制和管理,完成这项工作的层次是。
A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层5、在OSI中,物理层存在四个特性。
其中,通信媒体的参数和特性方面的内容属于。
A、机械特性B、电气特性C、功能特性D、规程特性6、在OSI七层结构模型中,处于数据链路层与运输层之间的是A、物理层B、网络层C、会话层D、表示层7、完成路径选择功能是在OSI模型的A、物理层B、数据链路层C、网络层D、运输层8、 TCP/IP协议簇的层次中,解决计算机之间通信问题是在 BA、网络接口层B、网际层C、传输层D、应用层9、网络协议主要要素为A、数据格式、编码、信号电平B、数据格式、控制信息、速度匹配C、语法、语义、同步D、编码、控制信息、同步10、Internet的网络层含有四个重要的协议,分别为A、IP,ICMP,ARP,UDPB、TCP,ICMP,UDP,ARPC、IP,ICMP,ARP,RARPD、UDP,IP,ICMP,RARP11、 TCP/IP体系结构中的TCP和IP所提供的服务分别为A.链路层服务和网络层服务B.网络层服务和运输层服务C.运输层服务和应用层服务D.运输层服务和网络层服务12、计算机网络中,分层和协议的集合称为计算机网络的。
目前应用最广泛的是A. 组成结构;B参考模型; C.体系结构; D.基本功能。
E.SNA;F.MAP/TOP;G.TCP/IP;H.X.25;I.ISO/OSI;13、在TCP/IP协议簇中,UDP协议工作在。
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 第二章习题答案
3.实现下列各数的转换。
(1)(25.8125)10= (?)2= (?)8= (?)16
(2)(101101.011)2= (?)10= (?)8= (?)16= (?)8421
(3)(0101 1001 0110.0011)8421= (?)10= (?)2= (?)16
(4)(4E.C)16= (?)10= (?)2
8.假定机器M的字长为32位,用补码表示带符号整数。下表第一列给出了在机器M上执行的C语言程序中的关系表达式,请参照已有的表栏内容完成表中后三栏内容的填写。
关系表达式
运算类型
结果
说明
0 == 0U
–1 < 0
–1 < 0U
2147483647 > –2147483647 – 1
2147483647U > –2147483647 – 1
(4)(4E.C)16= (78.75)10= (0100 1110.11)2
4.假定机器数为8位(1位符号,7位数值),写出下列各二进制数的原码和补码表示。
+0.1001,–0.1001,+1.0,–1.0,+0.010100,–0.010100,+0,–0
参考答案:
原码补码
+0.1001:0.10010000.1001000
参考答案:
(1)(25.8125)10= (1 1001.1101)2= (31.64)8= (19.D)16
(2)(101101.011)2= (45.375)10= (55.3)8= (2D.6)16= (0100 0101.0011 0111 0101)8421
(3)(0101 1001 0110.0011)8421= (596.3)10= (1001010100.01001100110011…)2= (254.4CCC…)16
第2章 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OgtiojD。
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)r1fI4bu。
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)28BoSAn。
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;hJslBtf。
计算机体系结构1-6章习题答案
1 2 3 4 5 6
8 16 24 32 40 48
1*82
2*82 3*82 4*82 5*82 6*82 7*82
4/8 5/8 6/8
7/8
7
56
2)规格化浮点数表: rm=2时,规格化浮点数共有4*8=32个 rm=8时,规格化浮点数共有7*8=56个,在[0.5,112]中, 有数19个(上表中红的数字表示)。
§4通道(CH)
一、CH的基本工作原理 CH执行CH程序的过程 CH的任务 二、CH流量计算和时空图绘制 CH的类型 CH流量计算 字节多路CH响应处理时空图的绘制 1)计算每个子CH提供一个字节时间(1/f) 2)画出一个完整申请周期时空图 3)计算字节多路CH对每个字节响应的最长用时
第一章参考答案: 1.应用语言级 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 机器语言级 微程序语言级。 2. 从上而下 从下到上 专用机 通用机 3. 软、硬件交界面 计算机系统的性能/价格比 4 . 1 T FLOPS 的计 算能力 1 TBy te 的 主存容量 1 TByte/s 的I/O带宽 5. 虚拟机 实际机器 6. 统一高级语言 模拟 仿真 系列机 7. 控制流 数据流 SISD SIMD MISD MIMD 8. 汇编语言程序员 9. 任务单一化 操作重叠化 吞吐匹配化 程序多道 化
嵌套
中断处理程序 一 二 三 响② 嵌套 四 五
t
返回主程序
例4 解 (1)处理顺序为 2-3-1-5-4 (2)中断响应处理时空图 中断请求 主程序 ①③ ②③④⑤
嵌套
中断处理程序 一 二 三 四 五
响① 嵌套
t
返回主程序
1 分别利用两级描述符和三级描述符描述下列阵列数
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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。
(P57-58)5.有人认为,RISC技术将全面替代CISC,这种观点是否正确,说明理由?答:不正确。
与CISC 架构相比较,RISC计算机具备结构简单、易于设计和程序执行效率高的特点,但并不能认为RISC 架构就可以取代CISC 架构。
事实上,RISC 和CISC 各有优势,CISC计算机功能丰富,指令执行更加灵活,这些时RISC计算机无法比拟的,当今时代,两者正在逐步融合,成为CPU设计的新趋势。
(P55-59)6.什么是流水线技术?答:流水线技术,指的是允许一个机器周期内的计算机各处理步骤重叠进行。
特别是,当执行一条指令时,可以读取下一条指令,也就意味着,在任何一个时刻可以有不止一条指令在“流水线”上,每条指令处在不同的执行阶段。
这样,即便读取和执行每条指令的时间保持不变,而计算机的总的吞吐量提高了。
(P60-62)7.多处理器结构包含哪几种主要的体系结构,分别有什么特点?答:多处理器系统:主要通过资源共享,让共享输入/输出子系统、数据库资源及共享或不共享存储的一组处理机在统一的操作系统全盘控制下,实现软件和硬件各级上相互作用,达到时间和空间上的异步并行。
SIMD计算机有多个处理单元,由单一的指令部件控制,按照同一指令流的要求为他们分配各不相同的数据并进行处理。
系统结构为由一个控制器、多个处理器、多个存贮模块和一个互连总线(网络)组成。
对操作种类多的算法,当要求存取全局数据或对于不同的数据要求做不同的处理时,它无法独立胜任。
SIMD 一般都要求有较多的处理单元和极高的I/O 吞吐率,如果系统中没有足够多的适合SIMD 处理的任务,采用SIMD 不合算。
MISD计算机具有多个处理单元,按照多条不同的指令要求同时对同一数据流及其处理输出的结果进行不同的处理。
MIMD是指能实现指令、数据作业、任务等各级全面并行计算的多机处理系统,典型的MIMD系统由多台处理机、多个存储模块和一个互连网络组成,每台处理机执行自己的指令,操作数也是各取各的。
MIMD结构中每个处理器都可以单独编程,这种结构的可编程能力最强。
由于要用大量的硬件资源解决可编程问题,硬件利用率不高。
常见的有MPP(Massively Parallel Processor)系统、分布式计算系统。
(P60-61)8.试解释下列基本概念:机器语言、汇编语言、高级语言。
答:机器语言,最早的计算机只有机器语言,计算机能直接执行用机器语言所编的程序。
机器语言是由二进制代码表示的计算机机器指令和数据组合而成。
汇编语言,到 50 年代,人们想出了用一些具有一定含义的文字、符号和数字,按规定的格式来表示各种不同的机器指令,称为“助记符”。
例如,用“ADD”表示加法,“MOV”表示数据传输等。
再用这些助记符来编写程序,这就是汇编语言。
高级语言,也称为算法语言,它定义了一套基本符号以及怎样使用这套基本符号设计程序的规则。
算法语言比较接近数学语言,与具体机器无关,直接学习该高级语言的规则就可以使用计算机解决自己的问题,例如C、C++、Java等。
(P44-P46)9.计算机软件系统可以分为哪几类?答:计算机软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类。
(P62-63)10.从高级语言转换到真正可执行的机器语言有几类方法,试描述其原理?答:高级语言一般先翻译为汇编语言或者某个中间语言,再经过中间语言的翻译然后成为机器语言的目的程序,最后在机器上执行。
这种翻译通常有两种方法:1、编译法:给计算机高级语言编制一套用机器语言编写的编译程序,它先把源程序全部翻译成目的程序,再提供给机器执行。
编译程序的作用类似汇编程序,但是高级语言更复杂,其“翻译“的难度较汇编用大得多。
编译法只是在编译过程中需要额外时间,并且还能够在编译中优化目的程序,编译后目的程序可以多次反复执行,还可以拿到相同的其他机器上直接执行,因此执行的效率较高。
Pascal,C语言等属于编译法的高级语言。
由于各种高级语言和各机器语言都不相同,因此对于不同的计算机和不同的高级语言都要有对应有编译程序。
编译法的具体情况我们将在后续的错误!未找到引用源。
详细介绍。
2、解释法:与编译法不同,它不是先把源程序全部编译为目的程序后再执行,而是把程序的语句逐条翻译成为目的程序并且立即逐条执行。
即解释一条执行一条。
这种方法每运行一次就需要解释一遍,浪费许多时间,也不能优化目的程序,因此执行效率低。
BASIC语言是典型的解释型高级语言。
(P44-P46)二、练习题(一)选择题1.冯∙诺依曼计算机的基本原理是___。
A、程序外接B、逻辑连接C、数据内置D、程序存储D (P53)2.CISC结构处理器以___为中心。
A、运算器B、存储器C、微程序控制器D、硬连线控制器C (P56)3.现代计算机处理器结构按照___划分,可分为复杂指令集计算机和精简指令集计算机两类。
A、指令系统B、硬件结构C、CPUD、存储方式A (P55)4.RISC技术最大的优势就是对于___的精简能力A、指令系统B、CPIC、硬件数量D、数据吞吐量B (P58)5.下列___不属于应用软件的范畴A、Microsoft OfficeB、超级解霸C、Windows XPD、Internet ExplorerC (P63)(二)填空题1.向上兼容,就是要求为某档机种编制的程序,应能______运行于同一系列计算机中更高档次的机种上。
不加修改 (P50)2.传统的冯∙诺依曼计算机以______为中心。
运算器(P53)3.一个完善的指令系统应具有______、______、______和______四个方面的特性。
完备性、有效性、规整性和兼容性 (P55)4.计算机处理器体系结构按照指令系统结构可分为____________和____________两类。
复杂指令集计算技术精简指令集计算技术 (P55)5.计算机软件系统通常根据软件的功能可将其分为_____________和_____________两大类。
系统软件应用软件(P63)6.根据指令系统功能结构的不同,计算机体系结构发展趋势呈现________和_________两种截然不同的方向,相同的指令系统可以通过”_________”或”_________”的方法来实现。
复杂指令集计算技术精简指令集计算技术微程序(微码)硬布线 (P55-56)7.RISC技术对比CISC最大的区别就是对__________的精简。
CPI (P58)8.并行处理指的是在同一时刻或是在同一时间间隔内完成两种或两种以上性质相同或不同的工作,它们在时间上能互相重叠,并行处理有两个不同特征:_________和_________。
同时性并发性 (P60)9.并行处理计算机结构通常包括__________、__________和__________三种形式。
多处理器系统阵列处理机流水线计算机 (P60)10、CPU执行时间决定了处理器的性能,CPU执行时间越短,表示处理器性能越卓越。
根据性能公式,要缩短CPU 执行时间,可以通过减小________、____________ 或者__________。
RISC技术对比CISC最大的优势就是对__________的精简能力。
时钟周期平均执行每条指令的时钟周期数代码的指令条数平均执行每条指令的时钟周期数 (P58)11、并行计算机是由一组处理单元组成的。
这组处理单元通过相互之间的通信与协作,以更快的速度共同完成一项大规模的计算任务。
因此,并行计算机的两个最主要的组成部分是__________和____________________。
计算节点节点间的通信与协作机制 (P60)12.并行处理计算机结构通常包括__________、__________和__________三种形式。
多处理器系统阵列处理机流水线计算机 (P60)13、按照著名的弗林(Flynn) 计算机分类模型,根据计算机关键部位的指令和由指令引起数据流的并行性,把所有的计算机分为四类__________、__________、__________和__________。
SISD (Single Instruction Stream Single Data Stream)单指令流单数据流SIMD (Single Instruction Stream Multiple Data Stream)单指令流多数据流MISD(Multiple Instruction Stream Single Data Stream)多指令流单数据流MIMD(Multiple Instruction Stream Multiple Data Stream)多指令流多数据流(P60-P61)14、计算机系统包括__________和__________两个组成部分。