j计算机系统结构作业汇总
计算机系统结构复习题（含答案）
计算机系统结构复习题（含答案）计算机系统结构复习题1、虚拟机的概念虚拟机（Virtual Machine）指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。
2、指令系统的设计方法、概念、主要原因、对象、总线的仲裁算法主要原因：因为指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要分界面，也是他们之间互相沟通的一座桥梁。
对象：概念：又称指令集（instruction set）是计算机体系结构设计的核心，是计算机软、硬件接口,是指机器所具有的全部指令的集合。
它反映了计算机所拥有的基本功能。
它是机器语言程序员所看到的机器的主要属性之一。
设计方法：①、首先考虑所应实现的基本功能，确定哪些基本功能应该由硬件实现，哪些功能由软件实现比较合适。
包括指令的功能设计和指令格式的设计；②、在确定哪些基本功能用硬件来实现时，主要考虑3个因素：速度、成本、灵活性；硬件实现的特点：速度快、成本高、灵活性差软件实现的特点：速度慢、价格便宜、灵活性好③、对指令系统的基本要求完整性、规整性、正交性、高效率、兼容性。
总线仲裁算法有：静态优先级算法、固定时间片算法、（动态优先级）算法和（先来先服务）算法3、要实现两条指令在世间上重叠解释步骤是什么？为了实现两条指令在时间上重叠解释：首先需要付出空间代价，如增加数据总线、控制总线、指令缓冲器、地址加法器、相关专用通路，将指令分析部件和指令执行部件功能分开、单独设置，主存采用多体交叉存取，等等。
其次要处理好指令之间可能存在的关联，如转移的处理，指令相关，主存空间数的相关、通用寄存器组的数相关和基址值相关等的处理。
此外，还应合理调配好机器指令的微操作，使“分析”和“执行”的时间尽可能相等，以提高重叠的效率。
4、互连网络的交换方式有（线路交换）、（包交换）和（线路/包交换）5、SIMD互连网络采用（线路）交换，多处理机常采用（包）交换6、与重叠机器一样，流水机器在遇到（转移指令）指令，尤其是（条件转移指令）指令时，效率也会显著下降7、按指令与数据流的多倍性将数据流分为（SISD）、（SIMD）、（MISD）、（MIMD）四类。
计算机系统结构综合作业
计算机系统结构综合作业2.硬件和软件在什么意义上是等效的？在什么意义上又是不等效的？试举例说明。
答：软件和硬件在逻辑功能上是等效的，原理上，软件的功能可用硬件或固件完成，硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比，实现的难易程序不同。
在DOS操作系统时代，汉字系统是一个重要问题，早期的汉字系统的字库和处理程序都固化在汉卡（硬件）上，而随着CPU、硬盘、内存技术的不断发展，UCDOS把汉字系统的所有组成部份做成一个软件。
并行处理计算机除分布处理、MPP和机群系统外，有哪4种基本结构？列举它们各自要解决的主要问题。
答：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，多处理机和数据流计算机四种不同的结构。
流水线计算机主要通过时间重叠，让多个部件在时间上交划重叠地并行招待运算和处理，以实现时间上的并行。
它主要应解决：拥塞控制，冲突防止，流水线调度等问题。
阵列处理机主要通过资源重复实现空间上的并行。
它主要应解决：处理单元灵活、规律的互连模式和互连网络设计，数据在存储器中的分布算法等问题。
多处理机主要通过资源共享，让一组计算机在统一的操作系统全盘控制下，实现软件和硬件各级上的相互作用，达到时间和空间上的异步并行。
它主要应解决：处理机间互连等硬件结构，进程间的同上步和通讯，多处理机调度等问题。
数据流计算机设有共享变量的概念，指令执行顺序只受指令中数据的相关性制约。
数据是以表示某一操作数或参数已准备就绪的数据令牌直接在指令之间传递。
它主要应解决：研究合适的硬件组织和结构，高效执行的数据流语言等问题。
什么是流水线的速度瓶颈?消除流水线速度瓶颈的方法有哪两种?举例示意说明。
答：一个由若干段组成的流水线，在达到稳定状态后所获得的吞吐率与其中延迟最大的那一段长度有关，这一段就成为影响流水线速度的瓶颈。
消除流水线速度瓶颈的方法主要有两种：（1）尽量采取将瓶颈子过程再细分，使之接近于流水线其他段的工作速度。
计算机体系结构作业整理
1. 简述计算机系统设计的主要方法。
答：基于计算机系统层次结构的基础上，其设计方法可以有以下的三种：方法1：由上向下（Top-Down）①设计过程：面向应用的数学模型→面向应用的高级语言→面向这种应用的操作系统→面向操作系统和高级语言的机器语言→面向机器语言的微指令系统和硬件实现。
②应用场合：专用计算机的设计（早期计算机的设计）。
③特点：对于所面向的应用领域，性能（性能价格比）很高。
方法2：由下向上（Bottom-Up）（通用计算机系统的一种设计方法）①设计过程：根据当时的器件水平，设计微程序机器级和传统机器级。
根据不同的应用领域设计多种操作系统、汇编语言、高级语言编译器等。
最后设计面向应用的虚拟机器级。
②应用场合：在计算机早期设计中（60～70年代）广为采用。
③特点：容易使软件和硬件脱节，整个计算机系统的效率降低。
方法3：中间开始（Middle-Out）①设计过程：首先定义软硬件的分界面，然后各个层次分别进行设计。
②应用场合：用于系列机的设计。
③特点：软硬件的分界面在上升，硬件比例在增加。
硬件价格下降，软件价格上升。
软硬件人员结合共同设计。
2. 一般来讲，计算机组成设计要确定的内容应包括那些方面？答：计算机组成设计要确定的内容应包括：①数据通路的宽度，指数据总线上一次能并行传送的信息位数；②专用部件的设置，包括设置那些专用部件，如乘除法专用部件，浮点运算部件，字符处理部件，地址运算部件等，每种专用部件的个数等等，这些都取决于所需答到的机器速度，专用部件的使用频度及允许的价格等；③各种操作对部件的共享程度，若共享程度太高，则会由于共享部件的分时使用而降低操作的速度；若对同一功能部件设置多个以降低共享度，则系统的价格会随之升高；④功能部件的并行度，如功能部件的控制和处理方式是采用顺序串行方式，还是采用重叠，流水，分布处理方式。
⑤控制机构的组成方式，如控制机构是采用硬联线控制还是微程序控制，是采用单机处理还是多机处理或功能分布处理；⑥缓冲和排队技术，包括如何在部件间设置多大容量的缓冲器来弥补它们的速度差异，对于等待要求处理的事件如何排队，如随机，先进先出，先进后出，优先级，循环等不同方式；⑦预估，预判技术，如采用何种原则来预测未来的行为，以优化性能和优化处理；⑧可靠性技术，如采用什么样的冗余技术和容错技术来提高可靠性。
计算机系统结构_作业01
第2周作业1. 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(条) 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 和程序执行时间。
解： f CLK T CPU /=∑⨯=)(i i CPI IC CLK = 45000*1 + 75000*2 + 8000*4 + 1500*2 = 230000IC = 45000 + 75000 + 8000 + 1500 = 129500CPI=CLK / IC = 230000 / 129500 =1.776程序执行的CPU 时间按Tcpu=CLK / f = 230000 / (400 * 10^6 ) =0.575 ms2. 将计算机系统中某一功能的处理速度加快20倍，但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%，则采用该改进方法后，能使整个系统的性能提高多少？解：由Amdahl 得：改进比例： 40%部件加速比: 20所以总加速比: S=1/ [ (1-Fe) + (Fe / Se) ]=1 / (1-0.4 + 0.4/ 20) = 1.6129 则能使整个系统的性能提高到原来的1.6129倍3. 计算机系统有3个部件可以改进，这3个部件的加速比如下：部件加速比S1=30；部件加速比S2=20；部件加速比S3=10；(1) 如果部件1和部件2的可改进比例都为30%，那么当部件3的可改进比例为多少时，系统的加速比才可以达到10？(2) 如果3个部件的可改进比例分别为30%、30%和20%，3个部件同时改进，那么系统中不可改进的部分的执行时间在总执行时间中占的比例是多少？解：（1）多个部件同时进行改进，由amdahl定律可得：已知:S1=30,S2=20,S3=10,Sn=10,Fe1=0.3Fe2=0.3则有：10 = 1 / [ (1-0.3-0.3- Fe3) + 0.3 / 30 + 0.3 / 20 + Fe3 / 10 ]解得: Fe3 = 0.36即当部件3的可改进比例为0.36时，系统的加速比才可以达到10（2）S1=30,S2=20,S3=10Fe1=Fe2=0.3,Fe3=0.2则：Sn = 1 / [ (1-0.3-0.3-0.2) + 0.3 / 30 + 0.3 / 20 + 0.2 / 10 ]= 0.4系统中不可改进的部分的所占的时间为20%T则改进后的总时间Tn = 改进后的改进部分所占时间+ 改进后未改进部分所占时间Tn = （30%T / 30 + 30 %T / 20 + 20% T /10）+ 20%T=24.5%所以，未改进部分的执行时间在整个系统的执行时间中所占的比例为：20%T / 24.5%T = 82%4. 假设浮点指令FP指令的比例为30%，其中浮点数平方根FPSQR占全部指令的比例为4%，FP操作的CPI为5，FPSQR操作的CPI为20，其他指令的平均CPI为1.25。
计算机系统结构作业答案
计算机系统结构计算机系统结构作业1第1章计算机系统结构的基本概念一、解释下列术语：计算机系统结构；计算机组成；计算机实现；透明性；系列机；软件兼容；兼容机；模拟；仿真；虚拟机；宿主机；Amdahl定律；CPI；MIPS；MFLOPS。
【答案】计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。
系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性，这里的程序设计者所看到的计算机属性是指为机器语言或编译程序设计者所看到的计算机属性，是硬件子系统的概念性结构及其功能特性，它是计算机系统的软、硬件的界面。
计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现是指计算机组成的物理实现。
透明性：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，成为透明性现象。
所谓系列机是指在一个厂家内生产的具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。
不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机称为兼容机。
软件兼容：在新的计算机系统出台后，原先已开发的软件仍能继续在升档换代的新型号机器上使用，这就是软件兼容。
系列机方法能够在具有相同系统结构的各种机器之间实现软件移植，为了实现软件在不同系统结构的机器之间的相互移植，可以采用模拟和仿真。
模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。
仿真是指用微程序直接解释另一种机器指令系统的方法。
虚拟机是被模拟的机器；宿主机是进行模拟的机器。
Amdahl 定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。
Fe=（改进前可改进部分占用的时间）/（改进前整个任务的执行时间） Se=（改进前可改进部分的执行时间）/（改进后改进部分的执行时间） 则，改进后整个系统加速比为ee e n S F F s /)1(1+-=。
高级计算机体系结构作业汇总(非标准答案)
1.Explain the ConceptsComputer Architecture系统结构由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性。
即计算机系统的软硬件界面。
Advanced CA高级系统结构新型计算机系统结构。
基于串行计算机结构，研究多指令多数据计算机系统，具有并发、可扩展和可编程性。
为非冯式系统结构。
Amdahl lawAmdahl定律系统中某部件由于采用某种方式时系统性能改进后，整个系统性能的提高与该方式的使用频率或占的执行时间的比例有关。
SCALAR PROCESSING标量处理机在同一时间内只处理一条数据。
LOOK-AHEAD先行技术通过缓冲技术和预处理技术，解决存储器冲突，使运算器能够专心与数据的运算，从而大幅提高程序的执行速度。
PVP向量型并行计算处理机以流水线结构为主的并行处理器。
SMP对称多处理机系统任意处理器可直接访问任意内存地址,使用共享存储器，访问延迟、带宽、机率都是等价的。
MPP大规模并行计算机系统物理和逻辑上均是分布内存，能扩展至成百上千处理器，采用专门设计和定制的高通信带宽和低延迟的互联网络。
DSM分布式共享存储系统内存模块物理上局部于各个处理器内部,但逻辑上是共享存储的。
COW机群系统每个节点都是一个完整的计算机，各个节点通过高性能网络相互连接，网络接口和I/O总线松耦合连接，每个节点有完整的操作系统。
GCE网格计算环境利用互联网上的计算机的处理器闲置处理能力来解决大型计算问题的一种科学计算。
CISC复杂指令集计算机通过设置一些复杂的指令，把一些原来由软件实现的常用功能改用硬件实现的指令系统实现，以此来提高计算机的执行速度。
RISC精简指令集计算机尽量简化计算机指令功能，只保留那些功能简单，能在一个节拍内执行完的指令，而把复杂指令用段子程序来实现。
VMM虚拟机监视器作为软硬件的中间层，在应用和操作系统所见的执行环境之间。
SUPERCOMPUTER超级计算机数百数千甚至更多的处理器组成的能计算普通计算机不能完成的大型复杂问题的计算机。
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。
《计算机系统结构》及参考答案
《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1。
页式虚拟存储器得地址变换对于 D 就是透明得、ﻩＡ、操作系统设计者ﻩﻩＢ、任何程序员C、系统结构设计者D、应用程序员2.以下各类中断中,属于自愿中断得就是Ｃ、ﻩＡ、外部中断B、 I/Ｏ中断ﻩC、执行“访管”指令Ｄ、机器校验中断3、高速外部设备磁盘机适合连接于 C 、A、选择通道或字节多路通道ﻩB、数组多路通道或字节多路通道C、数组多路通道或选择通道ﻩﻩＤ、任意一种通道4、页式虚拟存储器页表得作用就是Ａ、ﻩA、反映虚页在主存得存储情况Ｂ、仅反映虚页就是否调入主存Ｃ、反映主存实页与Cache得对应关系D、反映虚页在辅存得存储情况5.软件与硬件得功能在逻辑上就是Ｃ得、Ａ、固件优于软件ﻩﻩB、不等价C、等价ﻩﻩﻩD、软件优于固件６、计算机中最优化得操作码编码方法就是 D 、ﻩD、哈夫曼编码A、ＢCD码ﻩﻩﻩB、AＳCＩＩ码C、扩展操作码ﻩﻩﻩ7、从计算机系统执行程序得角度瞧,并行性等级由低到高分为四级 A 、A.指令内部—-指令之间-—进程之间-—程序之间Ｂ。
指令之间——指令内部-—进程之间-—程序之间ﻫC。
进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间—-进程之间——指令之间——指令内部8、计算机系统多级层次结构中,操作系统机器级得直接上层就是Ｄ、Ａ．传统机器级ﻩＢ。
高级语言机器C.应用语言机器级ﻩＤ.汇编语言机器级9、全相联地址映像就是指Ａ、Ａ、任何虚页都可装入主存中任何实页得位置B、一个虚页只装进固定得主存实页位置ﻩC、组之间就是固定得,而组内任何虚页可以装入任何实页位置D、组间可任意装入,组内就是固定装入１０.对于同一系列机，必须保证软件能够 C 、A。
向前兼容，并向上兼容ﻩB。
向前兼容，并向下兼容C.向后兼容，力争向上兼容ﻩD．向后兼容,力争向下兼容11。
设有１6个处理单元得并行处理机系统，采用共享主存得方式、若同时存取１6个数据, 为避免存储器访问冲突，共享主存得多体数量应该为 C 才合理、ﻩA、15ﻩﻩﻩﻩＢ、1６ﻩC、１７ﻩﻩD、1912、软件兼容得根本特征就是Ｃ、A、向前兼容ﻩﻩＢ、向后兼容C、向上兼容ﻩD、向下兼容ﻩ１3、在下列机器中，能够实现软件兼容得机器就是Ｂ、A、完全不同种类得机型ﻩB、系统结构相同得机器ﻩﻩC、宿主机与目标机ﻩD、虚拟机ﻩ14。
《计算机系统结构》及参考答案精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版《计算机系统结构》练习题一一、单项选择题1．页式虚拟存储器的地址变换对于 D 是透明的.A. 操作系统设计者B. 任何程序员C. 系统结构设计者D. 应用程序员2．以下各类中断中，属于自愿中断的是 C .A. 外部中断B. I/O中断C. 执行“访管”指令D. 机器校验中断3. 高速外部设备磁盘机适合连接于 C .4. 页式虚拟存储器页表的作用是 A .A. 反映虚页在主存的存储情况B. 仅反映虚页是否调入主存C. 反映主存实页与Cache的对应关系D. 反映虚页在辅存的存储情况5．软件和硬件的功能在逻辑上是 C 的.D.软件优于固件6. 计算机中最优化的操作码编码方法是 D .码码C.扩展操作码 D.哈夫曼编码7. 从计算机系统执行程序的角度看，并行性等级由低到高分为四级 A .A．指令内部——指令之间——进程之间——程序之间B．指令之间——指令内部——进程之间——程序之间C．进程之间——指令之间——指令内部——程序之间D．程序之间——进程之间——指令之间——指令内部8. 计算机系统多级层次结构中，操作系统机器级的直接上层是 D .A．传统机器级B．高级语言机器C．应用语言机器级D．汇编语言机器级9.全相联地址映像是指 A .A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置B.一个虚页只装进固定的主存实页位置C.组之间是固定的，而组内任何虚页可以装入任何实页位置D.组间可任意装入，组内是固定装入10．对于同一系列机，必须保证软件能够 C .A．向前兼容，并向上兼容B．向前兼容，并向下兼容C．向后兼容，力争向上兼容D．向后兼容，力争向下兼容11．设有16个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16个数据, 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为 C 才合理.A. 15B. 16C. 17D. 1912. 软件兼容的根本特征是 C .A. 向前兼容B. 向后兼容C. 向上兼容D. 向下兼容13.在下列机器中，能够实现软件兼容的机器是 B .A. 完全不同种类的机型B. 系统结构相同的机器C. 宿主机和目标机D. 虚拟机14．输入输出系统硬件的功能对 C 是透明的。
计算机体系结构作业答案(高性能)
7. 试讨论冯·诺伊曼结构的主要特点。 a） 查阅资料，分别给出一款 Intel、AMD、IBM 商业处理器的峰值性能和访存带宽。 b） 分析这 3 种处理器的访存带宽和存储层次参数（一级 cache 大小和延迟、二级 cache 大 小和延迟等）之间的关系。
8. 在一台个人计算机上（如 Pentium-4、Core、Opteron 的 CPU） a） 查阅相关资料，给出该机器的浮点运算峰值。
4
解：
传输门的结构 许多数字电路设计都是以库单元为基本单位， 这些库单元将传统的晶体管电路设计 “封 装”起来，只提供数字电路设计者所关心的时序、面积、功耗等信息。正是这种“封装” ， 促进了数字电路 EDA 工具的发展， 解放了电路设计人员的生产力， 极大丰富电子芯片种类和 数量。 本题深入到库单元内部的电路结构，讨论数字电路设计者所看到的某触发器建立时间、 保持时间和 CLKQ 时间等时序的形成原因。 数字电路设计者看到的“封装”后的触发器如下图所示
2
第二讲：二进制与逻辑电路
9. 定点数的表示 a） 分别给出 64 位定点原码和补码表示的数的范围。 解：[-2 , 2 -1] b） 在 32 位定点补码表示中，0x80000000 表示什么数？ 解：-2
31 63 63
10. 浮点数的表示 a） 把单精度数转化为十进制数：0x7ff0000, 0xbe400000, 0xff800000 解 ： 0x7ff0000=0,0000 1111,111 1111 0000 0000 0000 0000=(1.1111111)2*2 3.8368135610839464260099560574934e-34 0xbe400000=1,0111 1100,100 0000 0000 0000 0000=-(1.1)2*2 0xff800000=1,1111 1111,000 0000 0000 0000 0000=-∞ b） 把双精度数转化为十进制数：0x4035000000000000, 0x8008000000000000 解 ： 0x4035000000000000=0,10000000011,0101000000000000000000000000000000000000 000000000000=(1.0101)2*2 0x8008000000000000 =
计算机体系结构作业答案(高性能)
4
解：
传输门的结构 许多数字电路设计都是以库单元为基本单位， 这些库单元将传统的晶体管电路设计 “封 装”起来，只提供数字电路设计者所关心的时序、面积、功耗等信息。正是这种“封装” ， 促进了数字电路 EDA 工具的发展， 解放了电路设计人员的生产力， 极大丰富电子芯片种类和 数量。 本题深入到库单元内部的电路结构，讨论数字电路设计者所看到的某触发器建立时间、 保持时间和 CLKQ 时间等时序的形成原因。 数字电路设计者看到的“封装”后的触发器如下图所示
第三讲 指令系统结构
14. 给定下面的代码片段： A=B-C; D=A-C; B=D+A; a） 分别写出上述代码片段在四种指令系统类型（堆栈型、累加器型、寄存器-存储器型、 寄存器-寄存器型）下的汇编语言代码。 b） 假设操作码占用 8 位编码，内存地址和操作数都是 16 位，寄存器型结构有 16 个通用寄 存器。对每种结构回答以下问题：1）需要读取多少指令字节？2）与内存交换的数据有 多少字节？3） 依据代码量衡量哪种结构最好？4） 依据与内存交换的数据 （指令和数据） 量衡量哪种结构最好？ 解： stack Push B Push C Sub Pop A Load C Neg Add B Store A
-1022 (1027-1023) (124-127) (15-127)
=
=-0.1875
=21
1,00000000000,1000000000000000000000000000000000000000 =-2
-1023
000000000000=-(0.1)2*2
c） 把十进制数转化为单精度数：-100.0, 0.25 解：-100.0=-(1.100100)2*2 =0b1 10000101 10010000000000000000000=0xc2c80000 0.25=(1.0)*2 =0b0 01111101 00000000000000000000000=0x3e800000; d） 把十进制数转化为双精度数：1024.0,0.25 解：1024.0=(1.0)*2 =0x4090000000000000 0.25=(1.0)*2 =0x3fd0000000000000
计算机系统结构习题答案
计算机系统结构习题答案计算机系统结构是计算机科学与技术领域中的一个重要分支，它涉及到计算机硬件的设计和实现，以及与软件的交互。
以下是一些常见的计算机系统结构习题及其答案。
1. 指令集架构（ISA）是什么？答案：指令集架构（ISA）是计算机体系结构中定义计算机硬件能执行的指令类型和操作方式的规范。
它包括指令的格式、操作数类型、寻址模式、寄存器组织等。
2. 流水线技术是如何提高计算机处理速度的？答案：流水线技术通过将指令执行过程分解为多个阶段，使得多个指令可以同时在不同的阶段执行，从而减少了每条指令的执行时间，提高了计算机的处理速度。
3. 什么是缓存一致性问题？答案：缓存一致性问题是指在多处理器系统中，每个处理器可能有自己的缓存，当多个处理器访问同一数据时，如果缓存数据不一致，就会产生一致性问题。
解决这个问题通常需要使用缓存一致性协议。
4. 虚拟内存是如何工作的？答案：虚拟内存是一种内存管理技术，它允许计算机使用磁盘空间作为内存的一部分。
操作系统将物理内存和磁盘空间映射，使得应用程序可以访问比物理内存更大的地址空间。
当物理内存不足时，操作系统会将不常用的数据从内存转移到磁盘，释放内存给其他程序使用。
5. 解释冯·诺伊曼结构和哈佛结构的区别。
答案：冯·诺伊曼结构是一种计算机组织方式，其中程序指令和数据使用相同的总线和存储器。
哈佛结构则将指令存储器和数据存储器分开，允许同时访问指令和数据，提高了执行效率。
6. 什么是超标量处理器？答案：超标量处理器是一种设计，允许同时执行多条指令。
这种处理器通常具有多个执行单元，可以同时处理多条指令的不同部分，从而提高性能。
7. RISC和CISC的区别是什么？答案：RISC（精简指令集计算机）使用简单、统一的指令集，每条指令执行时间短，适合流水线处理。
CISC（复杂指令集计算机）则包含更多的指令，每条指令可以执行更复杂的操作，但执行时间较长，流水线效率较低。
计算机系统结构试题汇总(带答案)
______，调出有关处理该中断服务程序，准备运行。
19.设多体单字低位交叉的存贮器，单体容量为 I 的 m 个分体，其 Mj 的编址模式为 m×i+j,
其中 i=0,1,…，I-1;j=______，如 m=4,M2 体对应二进制地址码最低二位的状态为______。 20.自定义数据表示包括标志符数据表示和______两类，标志符应由编绎程序建立，对______
I1： RI←A1+A2 I2： R2←A3+A4 I3： R3←A5+A6 I4： R4←A7+A8 I5： R5←A9+A10 I6： R6←R1+n2 I7： R7←R3+R4 I8： R8←R5+R6 I9： F←R7+R8 这并不是唯一可能的计算方法。假设功能段的延迟为△t。 1．画出流水线时空图。(8 分) 2．计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。(每个 4 分，共 12 分)
6. 透明性：指一种本来存在的事物或属性，从某种角度看似乎不存在的现象。 7. LRU 算法：即近期最少使用算法，它选择近期最少访问的页面作为被替换的页面。 8．RISC：精简指令系统计算机，这种系统中，尽量简化指令功能，只保留那些功能简 单，能在一个节拍内执行完成指令，较复杂的功能用一段子程序来实现。 9．超标量处理机：通常把一个时钟周期内能够同时发射多条指令的处理机称为超标量 处理机。 10．流水线的链接技术：指一条指令的结果寄存器可能成为后继指令的操作数寄存器的 技术。
五、(10 分) 已知四个程序在三台计算机上的执行时间(s，秒)如下：
程序
执行时间(s，秒)
计算机 A
计算机 B
计算机 C
程序 1
1
10
计算机系统结构大作业
高级计算机系统结构课题: 基于多任务学习技术的图像特征提取方法分析学院：数字媒体学院专业：软件工程主讲：刘渊姓名：***学号：**********目录第一章绪论 (3)1.1课题研究背景及意义 (3)1.2多任务发展历史与研究现状 (4)1.3多任务学习与迁移学习的对比 (4)第二章基本方法介绍 (5)2.1主成分分析法 (5)2.2线性判别分析法 (5)2.3局部保留投影 (5)2.4 TrAdaBoost算法 (6)2.5 方法总结 (6)第三章基于投影变换迁移的特征提取方法 (7)3.1基于投影向量正交的特征提取算法 (7)3.1.1有监督的基于投影向量正交的特征提取算法 (7)3.1.2无监督的基于投影向量正交的特征提取算法 (8)3.2 有监督&无监督特征提取算法总结 (8)第四章总结 (9)参考文献 (10)第一章绪论1.1课题研究背景及意义在生物、物理、医学、市场、计算机视觉、人工智能和远程传感控制等各种工程科学学科中，自动的识别[1]、描述、分类和模式分组是很重要的问题。
但什么是模式呢？Watanabe[2]是这样定义模式的:“是混乱的对立，它是一个独立存在的事物，很模糊的定义，可以给它命名为模式”。
例如，一个模式可以是一个指纹图像，一个手写的草书字，一张人脸图像[3]或者一个语音信号。
给定一个模式，它的识别或分类可能包括如下两个任务之一：（1）有监督分类(例如鉴别分析)，即输入的模式的类别信息是已知的；（2）无监督分类(例如聚类)，即输入的模式的类别信息是未知的。
我们要强调的是这里所提到的识别问题是指一个分类或者分类任务，其中类别信息在有监督分类中是由系统设计者定义的，在无监督分类中是基于模式的相似性学习得到的。
模式识别领域是现在研究的一个热点，它在各方面的应用既有吸引力又有挑战性。
这些应用包括数据挖掘，文本分类，金融预测，多媒体数据库的组建和检索，统计生物学识别等。
最近人们发现，图像识别中很多图像样本在空间中呈现的是一种非线性的流形结构的分布。
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某台处理机的各条指令使用频度如下所示：
1)请分别设计这9条指令操作码的哈夫曼编码.
2)求出等长码长和哈夫曼的平均码长
作业三：
设通道在数据传送期内，选择设备需4.9 s，传送一个字节数据需0.1 s。
(1)某低速设备每隔250 s发出一个字节数据传送请求，问至多可接几台这种低速设备？
(2)对于如下5种高速设备A~E，要求字节传送请求的时间间隔如表所示。
若一次通信传送
作业四：
1.某机器有5级中断，中断响应次序为1→2→3→4→5，现要求中断处理次序为2→3→1→5→4。
(1)设计各级中断处理程序的中断屏蔽位的状态，令“0”为屏蔽，“1”为开放。
(见下表)
(2)若在运行用户程序时，同时发生1、3级中断请求，而在2级中断服务未完成时，又发生2、3、4、5级中断，请画出处理机执行程序的全过程示意图(标出交换PSW的时间)。
作业五：
假定处理器时钟周期为2ns,某程序由1000条指令组成，每条指令执行一次，其中的4条指令在取指令时没有在Cache中找到，其余指令都能在Cache中找到，在执行指令过程中，该程序需要3000次主存数据访问，其中6次没有在Cache中找到。
试问：
1）执行该程序得到的Cache命中率是多少？
2）若Cache中存取一个信息的时间为1个时钟周期，缺失损失为10个时钟周期，则CPU 在Cache-主存层次的平均访问时间和效率为多少？
作业六：
有如下页面地址流：2,1,3,1,4,2,5,3,2,1,2,3,4,1,5利用堆栈技术一次模拟LRU在n=3,4,5条件下页面变化时空图，同时分别指出命中的页面以及计算它们各自的命中率。
有一个Cache —主存存储层次，主存共8块，Cache 共4块，采用组相联映像，每组2块，LRU 替换算法。
1）对地址流124137012546472使用情况； 2）指出块失效同时块争用的时刻 3）求出命中率。
作业八：
有一指令流水线如下所示
（1）求连续输入10条指令，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？请采取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？ 作业九：
（1）写出流水线的禁止向量和初始冲突向量 （2）画出调度流水线的状态图 （3）求最佳的调度和最大的吞吐率
出 50ns 50ns 100ns 200ns。