体系结构课后习题答案
结构力学课后习题答案(2)
习题及参考答案【习题2】【习题3】【习题4】【习题5】【习题6】【习题8】【习题9】【习题10】【习题11】【习题12】【习题13】【习题14】【参考答案】习题22-1〜2-14 试对图示体系进行几何组成分析，如果是具有多余联系的几何不变体系，指出多余则应联系的数目。
题2-2图题2-3图题2-5图题2-6图题2-8图题2-9图题2-10图题2-11图题4-1图4-2 作图示刚架的M 图。
3-1 试作图示多跨静定梁的M 及Q 图。
习题(a)1.5m 1 2m I2.5m | 1.5m l 4.5m题3-1(b)3-2 试不计算反力而绘出梁的M 图。
4m40kN(a) 5kN/mM(b )4-1 作图示刚架的M 、Q 、N 图。
2kN /m2kN • m (a)2kN 题3-2习题4(b ) (c )4-3 4-4 4-54m(a)(d)作图示三铰刚架的M图。
M=4Pa2a(b)4kN4m 4m(c)珂10kN/m4m(e)题4-2图CE0.5m ]m2J 0.5m7mB7m(a)题4-3作图示刚架的M图。
(a)I 盒lUlUUW已知结构的M图，试绘出荷载。
10kN/m1.5m题4-4图urm*~ G3mC7.35m 7.35m(b)m6Nn m220kN40kN/m4m(b)C_PaPaPaa4-6 检查下列刚架的M图，并予以改正。
5-15-2 题4-5图(b)P(d)(e) (f)(c)题4-6图习题5图示抛物线三铰拱轴线方程4 f1kN/mx)x，(h)试求D截面的内力。
20kN10m题5-1图K15m j 5ml=30m带拉杆拱，拱轴线方程 y ，求截面的弯矩。
题5-3图习题66-1 判定图示桁架中的零杆。
6-2 6-3 6-4 6-5 用结点法计算图示桁架中各杆内力。
(b) (c)m题6-2用截面法计算图示桁架中指定各杆的内力。
3m [ 3m3m I 3m题6-3试求图示组合结构中各链杆的轴力并作受弯杆件的用适宜方法求桁架中指定杆内力。
完整版计算机体系结构课后习题原版答案张晨曦著
第1章计算机系统结构得基本概念 (1)第2章指令集结构得分类 (4)第3章流水线技术 (6)第4章指令级并行 (16)第5章存储层次 (25)第6章输入输出系统 (31)第7章互连网络 (41)第8章多处理机 (45)第9章机群 (45)第1章计算机系统结构得基本概念1、1 解释下列术语层次机构:按照计算机语言从低级到高级得次序,把计算机系统按功能划分成多级层次结构,每一层以一种不同得语言为特征。
这些层次依次为:微程序机器级,传统机器语言机器级,汇编语言机器级,高级语言机器级,应用语言机器级等。
虚拟机:用软件实现得机器。
翻译:先用转换程序把高一级机器上得程序转换为低一级机器上等效得程序,然后再在这低一级机器上运行,实现程序得功能。
解释:对于高一级机器上得程序中得每一条语句或指令,都就是转去执行低一级机器上得一段等效程序。
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:传统机器程序员所瞧到得计算机属性,即概念性结构与功能特性。
在计算机技术中,把这种本来存在得事物或属性,但从某种角度瞧又好像不存在得概念称为透明性。
计算机组成:计算机系统结构得逻辑实现,包含物理机器级中得数据流与控制流得组成以及逻辑设计等。
计算机实现:计算机组成得物理实现,包括处理机、主存等部件得物理结构,器件得集成度与速度,模块、插件、底板得划分与连接,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得倍数。
Amdahl定律:当对一个系统中得某个部件进行改进后,所能获得得整个系统性能得提高,受限于该部件得执行时间占总执行时间得百分比。
程序得局部性原理:程序执行时所访问得存储器地址不就是随机分布得,而就是相对地簇聚。
包括时间局部性与空间局部性。
CPI:每条指令执行得平均时钟周期数。
测试程序套件:由各种不同得真实应用程序构成得一组测试程序,用来测试计算机在各个方面得处理性能。
计算机组成与体系结构英文版课后练习题含答案
Chapter 1 - Introduction
Exercise 1.1
What are the three mn functions of a computer?
What is the purpose of the control unit?
Answer:The purpose of the control unit is to control the flow of data and instructions within the CPU.
Exercise 4.2
Chapter 5 - Memory Organization
Exercise 5.1
What is the difference between RAM and ROM?
Answer:RAM (Random Access Memory) is volatile memory that can be read from and written to. ROM (Read-Only Memory) is non-volatile memory that can only be read.
What is the difference between a RISC and a CISC processor?
Answer:A RISC (Reduced Instruction Set Computer) processor has a simplified instruction set with fewer instructions that are executed more quickly. A CISC (Complex Instruction Set Computer) processor has a more complex instruction set with more instructions that can perform complex operations in a single instruction.
结构力学课后习题答案重庆大学
第1章 绪论（无习题）第2章 平面体系的几何组成分析习题解答习题 是非判断题(1) 若平面体系的实际自由度为零，则该体系一定为几何不变体系。
( )(2) 若平面体系的计算自由度W =0，则该体系一定为无多余约束的几何不变体系。
( ) (3) 若平面体系的计算自由度W ＜0，则该体系为有多余约束的几何不变体系。
( ) (4) 由三个铰两两相连的三刚片组成几何不变体系且无多余约束。
( )(5) 习题(5) 图所示体系去掉二元体CEF 后，剩余部分为简支刚架，所以原体系为无多余约束的几何不变体系。
( )B DACEF习题 (5)图(6) 习题(6)(a)图所示体系去掉二元体ABC 后，成为习题(6) (b)图，故原体系是几何可变体系。
( )(7) 习题(6)(a)图所示体系去掉二元体EDF 后，成为习题(6) (c)图，故原体系是几何可变体系。
( )(a)(b)(c)D习题 (6)图【解】（1）正确。
（2）错误。
0W 是使体系成为几何不变的必要条件而非充分条件。
（3）错误。
（4）错误。
只有当三个铰不共线时，该题的结论才是正确的。
（5）错误。
CEF 不是二元体。
（6）错误。
ABC 不是二元体。
（7）错误。
EDF 不是二元体。
习题 填空(1) 习题(1)图所示体系为_________体系。
习题(1)图(2) 习题(2)图所示体系为__________体系。
习题2-2(2)图(3) 习题(3)图所示4个体系的多余约束数目分别为_______、________、__________、__________。
习题(3)图(4) 习题(4)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题(4)图(5) 习题(5)图所示体系的多余约束个数为___________。
习题(5)图(6) 习题(6)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
习题(6)图(7) 习题(7)图所示体系为_________体系，有_________个多余约束。
计算机系统结构(第三版)张晨曦 课后答案
fi Si
−1
式中，fi 为可加速部件 i 在未优化系统中所占的比例；Si 是部件 i 的加速比。
⎧ f ⎫ f f S = ⎨[1 − ( f1 + f 2 + f 3 )] + 1 + 2 + 3 ⎬ S S S 1 2 3⎭ ⎩
0.3 0.3 f 3 ⎫ ⎧ 10 = ⎨[1 − (0.3 + 0.3 + f 3 )] + + + ⎬ 30 20 30 ⎭ ⎩
课
45000 × 1 + 75000 × 2 + 8000 × 4 + 1500 × 2 = 1.776 129500
答
案 网
计算机体系结构 • 第一章 • 第4页
⎡ f ⎤ Te = To ⎢(1 − f e ) + e ⎥ S e⎦ ⎣
S=
1 (1 − f e ) +
fe Se
S=
i
1 (1 − ∑ f i ) + ∑
对于第三级而言，为了完成 IC 条指令的功能，第三级指令的条数为： 执行第三级
IC 。为了 M2
IC IC 条指令，需要执行 N 条第二级的指令对其进行解释。那么对第二级 2 M M2 IC IC + 2N 2 M M
而言，总的指令条数为：
N⎤ ⎡ = ⎢1 + ⎥ K ⎣ M⎦ N⎤ ⎡ T4 = ⎢1 + ⎥ K ⎣ M⎦
1.5 计算机系统有三个部件可以改进，这三个部件的加速比如下： 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) 如果三个部件的可改进比例为 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：在多个部件可改进情况下 Amdahl 定理的扩展:
计算机体系结构课后答案
计算机体系结构课后答案【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】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rm=16，阶码基值re=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2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，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。
6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字段的长度均为6位。
计算机组成原理课后答案
计算机组成原理课后答案习题解答第一章思考题与习题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？计算机系统是指计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体。
硬件即指计算机的实体部分。
软件是由计算机运行所需的程序及相关文档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4．如何理解计算机组成和计算机体系结构？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，即概念性的结构与功能特性，通常是指用机器语言编程的程序员所看到的传统机器的属性，包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O 机理等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，它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。
5．冯·诺依曼计算机的特点是什么？(1) 计算机由运算器、存储器、控制器和输入设备、输出设备五大部件组成(2) 指令和数据以同等的地位存放于存储器内，并可以按地址寻访(3) 指令和数据均可以用二进制代码表示(4) 指令由操作码和地址码组成(5) 指令在存储器内按顺序存放。
(6) 机器以运算器为中心。
6．画出计算机硬件组成框图，说明各部件的作用及计算机硬件的主要技术指标。
硬件的主要技术指标：(1) 机器字长：指 CPU 一次能处理数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关(2) 存储容量：包括主存容量和辅存容量，存放二进制代码的总数＝存储单元个数×存储字长(3) 运算速度：主频、Gibson 法、MIPS 每秒执行百万条指令、CPI 执行一条指令所需时钟周期数、FLOPS 每秒浮点运算次数7．解释下列概念：主机、CPU、主存、存储单元、存储元件、存储基元、存储元、存储字、存储字长、存储容量、机器字长、指令字长。
主机——是计算机硬件的主体部分，由CPU+MM（主存或内存）组成；CPU——中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器+控制器组成；存储字长——存储器一次存取操作的最大位数；存储容量——存储器中可存二进制代码的总量；机器字长——CPU能同时处理的数据位数；等于处理器内部寄存器位数指令字长——一条指令包含的二进制代码位数；8．解释下列英文代号：CPU、PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、I/O、MIPS、CPI、FLOPS。
软件体系结构习题答案
支持基于抽象程度递增的系统设计；支持功能增强；支持重用。分层系统的缺点：并不是每个系统都可以很容易的划分为分层的模式，甚至即使是层次化的，出于性能的考虑，也不得不吧一些低及或高级的功能综合起来；很难找到一个合适的、正确的层次抽象方法。
（1）
（2）
（3）应用层：处于最底层，包括构件链接，构件接口和执行中间层：包括连接件配置，构件配置，构件描述及执行体系结构层：位于最上层，控制和管理整个体系结构，包括体系结构配置，体系结构描述和执行。
1、请把基于体系结构的软件开发模型与其他软件开发模型进行比较。
答：软件开发模型有演化模型、螺旋模型、喷泉模型、智能模型等。传统软件开发模型存在开发效率不高,不能很好地支持软件重用等缺点。在
b/s风格就是上述三层应用结构的一种实现方式，其具体结构为：浏览器/web服务器/数据库服务器。优点（1）基于b/s体系结构的软件，
系统安装，修改和维护全在服务器端解决。（2）提供了异种机，异种网，异种应用服务的联机，联网，同意服务的最现实的开放性基础。缺点（1）缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数据库处理能力。（2）在数据查询等响应速度上，要远远低于c/s体系结构。（3）数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理应用。
3、sis和dssa分别用在哪些场合？
答：1.dssa只对某一个领域进行设计专家知识的提取，存储和组织，但可以同时使用多种体系结构风格；而在某个体系结构风格中进行体系结
构设计专家知识的组织时，可以将提取的公共结构和设计方法扩展到多个领域。
2.dssa的特定领域参考体系结构通常选用一个或多个适合所研究领域的体系结构风格，并设计一个该领域专用的体系结构分析设计工具。
计算机网络技术 课后习题答案 第4章 计算机网络协议与网络体系结构
4．接口
“接口”是同处某地的同一节点系统内相邻层之间信息交换的连接点。 5．网络体系结构
计算机网络是一个十分复杂的系统。将计算机互联的功能划分成有明确 定义的层次，并规定同层实体通讯的协议和邻层间的接口服务。这 种层和协议的集合称之为网络体系结构。
9
计算机网络与Internet应用
4.2.2 OSI参考模型
件;WEB访问和HTTP;对远程主机的Telnet等,对应的通信应用协议 如 P34所列8种。 OSI/RM清晰地定义了服务,接口和协议三个概念,将功能与 实现细节分开,概括性强,理论完整, 便于理解,普遍实用性强,至 今仍被用于理论学习和系统分析;但OSI 协议实现复杂,没有商业 驱动力,未被实际采用。
《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。
课后答案网
www.khd课后a答w案.网com
（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
并行体系结构课后答案
第一章绪论什么是并行计算机答：简单地讲，并行计算机就是由多个处理单元组成的计算机系统，这些处理单元相互通信和协作，能快速高效求解大型的复杂的问题。
简述Flynn分类法：答：根据指令流和数据流的多重性将计算机分为：1）单指令单数据流SISD2）单指令多数据流SIMD3）多指令单数据流MISD4）多指令多数据流MIMD简述当代的并行机系统答：当代并行机系统主要有：1）并行向量机（PVP）2）对称多处理机（SMP）3）大规模并行处理机（MPP）4）分布式共享存储（DSM）处理机5）工作站机群（COW）为什么需要并行计算机答：1）加快计算速度2）提高计算精度3）满足快速时效要求4）进行无法替代的模拟计算简述处理器并行度的发展趋势答：1）位级并行2）指令级并行3）线程级并行简述SIMD阵列机的特点答：1）它是使用资源重复的方法来开拓计算问题空间的并行性。
2）所有的处理单元（PE）必须是同步的。
21m 3）阵列机的研究必须与并行算法紧密结合，这样才能提高效率。
4）阵列机是一种专用的计算机，用于处理一些专门的问题。
简述多计算机系统的演变答：分为三个阶段：1）1983-1987年为第一代，代表机器有：Ipsc/1、Ameteks/14等。
2）1988-1992年为第二代，代表机器有：Paragon 、Intel delta 等。
3）1993-1997年为第三代，代表机器有：MIT 的J-machine 。
简述并行计算机的访存模型答：1）均匀存储访问模型（UMA ）2）非均匀存储访问模型（NUMA ）3）全高速缓存存储访问模型（COMA ）4）高速缓存一致性非均匀访问模型（CC-NUMA ）简述均匀存储访问模型的特点答：1）物理存储器被所有处理器均匀共享。
2）所有处理器访问任何存储字的时间相同。
3）每台处理器可带私有高速缓存。
4）外围设备也可以一定的形式共享。
简述非均匀存储访问模型的特点答：1）被共享的存储器在物理上分布在所有的处理器中，其所有的本地存储器的集合构成了全局的地址空间。
计算机系统结构课后习题答案
计算机系统结构基本习题和答案填空题1、从（使用语言的）角度可以将系统看成是按（功能）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（应用语言机器级，高级语言机器级，汇编语言机器级，操作系统机器级，传统机器语言机器级，微程序机器级）。
3、应用程序语言经（应用程序包）的（翻译）成高级语言程序。
4、高级语言程序经（编译程序）的（翻译）成汇编语言程序。
5、汇编语言程序经（汇编程序）的（翻译）成机器语言程序。
6、在操作系统机器级，一般用机器语言程序（解释）作业控制语句。
7、传统机器语言机器级，是用（微指令程序）来（解释）机器指令。
8、微指令由（硬件）直接执行。
9、在计算机系统结构的层次结构中，机器被定义为（能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构）的集合体。
10、目前M0由（硬件）实现，M1用（微程序（固件））实现，M2到M5大多用（软件）实现。
以（软件）为主实现的机器成为虚拟机。
（虚拟机）不一定全用软件实现，有些操作也可用（固件或硬件）实现。
11、透明指的是（客观存在的事物或属性从某个角度看不到），它带来的好处是（简化某级的设计），带来的不利是（无法控制）。
12、计算机系统结构也称（计算机体系结构），指的是（传统机器级的系统结构）。
它是（软件和硬件/固件）的交界面，是机器语言汇编语言程序设计者或编译程序设计者看到的（机器物理系统）的抽象。
13、计算机组成指的是（计算机系统结构的逻辑实现），包括（机器级内的数据流和控制流）的组成及逻辑设计等。
计算机实现指的是（计算机组成的物理实现），它着眼于（器件）技术和（微组装）技术。
14、确定指令系统中是否要设乘法指令属于（计算机系统结构），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（计算机组成），乘法器和加法-移位器的物理实现属于（计算机实现）。
15、主存容量与编址方式的确定属于（计算机系统结构），主存是否采用多体交叉属于（计算机组成），主存器件的选定属于（计算机实现）。
课后练习及答案7
软件体系结构设计（习题与参考答案）［选择题］1. （）系统体系结构的最佳表示形式是一个可执行的软件原型。
（B）A. 真B. 假2. （）软件体系结构描述是不同项目相关人员之间进行沟通的使能器。
（A）A. 真B. 假3. （）良好的分层体系结构有利于系统的扩展与维护。
（A）A. 真B. 假4. （）消除两个包之间出现的循环依赖在技术上是不可行的。
（B）A. 真B. 假5. （）设计模式是从大量成功实践中总结出来且被广泛公认的实践和知识。
（A）A. 真B. 假6. 程序编译器的体系结构适合使用（）。
（A）A. 仓库体系结构B. 模型－视图－控制器结构C. 客户机／服务器结构D. 以上选项都不是7. 网站系统是一个典型的（）。
（C）A. 仓库体系结构B. 胖客户机／服务器结构C. 瘦客户机／服务器结构D. 以上选项都不是8. 在分层体系结构中，（）实现与实体对象相关的业务逻辑。
（D）A. 表示层B. 持久层C. 实体层D. 控制层9. （）可以帮助人们简单方便地复用已经成功的设计或体系结构。
（B）A. 商业组件B. 设计模式C. 遗留系统D. 需求规格说明10. （）用于封装具体的平台，从而使应用程序可以在不同的平台上运行。
（A）A. 抽象工厂模式B. 外观模式C. 观察者模式D. 以上选项都不是［练习题］1. 良好的软件体系结构设计有什么好处？答案要点：软件体系结构设计过程的核心在于建立系统的一个基本框架，即识别出系统的主要组件以及这些组件之间的通信。
良好的体系结构设计具有以下主要好处：y项目相关人员之间的沟通：软件体系结构是系统的一种高层表示，它可以成为不同项目相关人员之间沟通的使能器；y系统分析：在系统分析过程中确定系统的初步体系结构，将对系统是否满足关键性需求（如性能、可靠性和可维护性等）产生很大的影响；y大规模复用：体系结构可以在具有相似需求的系统之间互用，从而支持大规模的复用。
2. 消除包之间的循环依赖性有哪两种主要方法？参考答案：将PackageA中的循环依赖元素提取到PackageC中（1）PackageC 中的循环依赖PackageD 中（2）3. 给下面的系统设计一个适当的体系结构：参考火车站自动售票系统客户机模型，其中自动售票机作为客户机负责处理应用逻辑并实现（2） MVC 结构，其中模型是三维几何形体的边界表示，视图将模型中的几（3） 三层体系结构，其中一个数据服务器管理客户的帐户数据库，一个Web 服务4. 什么是三层体系结构？它的优缺点是什么？结构将系统划分成表示层、应用逻辑层和数据存储层，其中表示层由客户机上的浏览器处y 之间是松耦合关系，二者通过标准的HTML 语言进行交互，客户端的维y 务器之间是松耦合关系，应用服务器可以通过标准的数据访问接口（如（1） 火车站自动售票系统（2） 三维几何造型系统（3） 网上银行系统答案：（1） 这是一个典型的胖与系统的交互，服务器是一个大型主机，运行火车票的数据库。
计算机体系结构课后习题原版答案张晨曦著
第1章计算机系统结构的基本概念 1.1 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。
这些层次依次为微程序机器级传统机器语言机器级汇编语言机器级高级语言机器级应用语言机器级等。
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。
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。
程序的局部性原理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地簇聚。
包括时间局部性和空间局部性。
CPI每条指令执行的平均时钟周期数。
测试程序套件由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序用来测试计算机在各个方面的处理性能。
存储程序计算机冯·诺依曼结构计算机。
其基本点是指令驱动。
程序预先存放在计算机存储器中机器一旦启动就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序自动完成由程序所描述的处理工作。
系列机由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。
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。
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。
计算机体系结构第五章课后习题答案
第五章存储层次5.1名词解释1．存储层次——采用不同的技术实现的存储器，处在离CPU不同距离的层次上，目标是达到离CPU最近的存储器的速度，最远的存储器的容量。
2．全相联映象——主存中的任一块可以被放置到Cache中任意一个地方。
3．直接映象——主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个地方。
4．组相联映象——主存中的每一块可以放置到Cache中唯一的一组中任何一个地方（Cache分成若干组，每组由若干块构成）。
5．替换算法——由于主存中的块比Cache中的块多，所以当要从主存中调一个块到Cache中时，会出现该块所映象到的一组（或一个）Cache块已全部被占用的情况。
这时，需要被迫腾出其中的某一块，以接纳新调入的块。
6．L RU——选择最近最少被访问的块作为被替换的块。
实际实现都是选择最久没有被访问的块作为被替换的块。
7．写直达法——在执行写操作时，不仅把信息写入Cache中相应的块，而且也写入下一级存储器中相应的块。
8．写回法——只把信息写入Cache中相应块，该块只有被替换时，才被写回主存。
9．按写分配法——写失效时，先把所写单元所在的块调入Cache，然后再进行写入。
10．不按写分配法——写失效时，直接写入下一级存储器中，而不把相应的块调入Cache。
11．写合并——在往缓冲器写入地址和数据时，如果缓冲器中存在被修改过的块，就检查其地址，看看本次写入数据的地址是否和缓冲器内某个有效块的地址匹配。
如果匹配，就将新数据与该块合并。
12．命中时间——访问Cache命中时所用的时间。
13．失效率——CPU访存时，在一级存储器中找不到所需信息的概率。
14．失效开销——CPU向二级存储器发出访问请求到把这个数据调入一级存储器所需的时间。
15．强制性失效——当第一次访问一个块时，该块不在Cache中，需要从下一级存储器中调入Cache，这就是强制性失效。
16．容量失效——如果程序在执行时，所需要的块不能全部调入Cache中，则当某些块被替换后又重新被访问，就会产生失效，这种失效就称作容量失效。
软件设计及体系结构课后习题答案(秦航)
软件设计与体系结构答案目录：第一章 (4)1.什么是软件？软件的特点是什么？软件有那些分类？2.软件设计应该包括哪些要素？软件设计在软件工程中所处的位置和重要性如何？3.请用自己的话说明软件体系结构。
传统的建筑体系结构科学和软件体系结构有何相似之处？有何不同之处？4.软件设计和软件体系结构有何关系？软件体系结构的出现有何必然性和重要意义？5.在软件设计过程中，人们需要重点考虑软件系统结构的哪些方面？第二章 (5)1.什么是软件模型？2.软件模型对软件体系结构的作用是什么？3.常用的软件模型有哪些？4.什么是软件模型的非形式化描述和形式化描述？5.软件体系结构设计方法中的水平型设计和垂直型设计各有什么特点？6.什么是ADL？7.典型的ADL有哪几种？第三章 (6)1.在整个开发过程中，UML主要起到什么作用？2.如何利用模式解决在面向对象系统分析与设计中遇到的问题？3.UML中都包含哪些图？简述这些图的作用。
14.简述用例图之间的关系。
5.简述协作图和序列图的区别。
6.神舟六号描述画出能正确表示它们之间关系的UML图。
7.某个网上银行的用户登录过程用一个时序图描述这个过程。
第四章 (9)1.简述抽象与逐步求精的含义。
2.简述模块化与信息隐藏的关系。
3.为什么软件要追求高内聚、低耦合？4.软件设计过程中包含哪些活动？5.试总结本章列举的软件体系结构设计方法的特点。
第五章 (10)1.选择一个熟悉的大型软件系统，分析其体系结构中用到的风格，以及表现出的特点（为什么要采用这种风格？采用这种风格带来哪些优势？具有哪些不足？）2.选择4种风格，设计简单的体系结构，并实现简单的原型系统3.不同的体系结构风格具有各自的特点、优劣和用途，试对管道-过滤器风格，分层系统、C2风格和基于消息总线（基于事件的隐式调用）的风格进行分析比较。
第六章 (13)1.简述面向对象方法支持的3种基本活动.2.简述面向对象的系统开发生命周期。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
表2.3 操作码的Huffman编码法和2-4等长扩展码编码法I6 0.06 1 1 0 1 0 5I7 0.03 1 1 0 1 1 5I8 0.02 1 1 1 0 0 5I9 0.01 1 1 1 0 1 5(2)在(1)的基础上，该机允许使用8个可编址的通用寄存器。
(3)该机的两种指令格式及各字段的位数如下：(4)变址寻址的偏移地址围为-16～+15。
3.假设高速缓存Cache工作速度为主存的5倍，且Cache被访问命中的概率为0.9，则采用Cache后，能使整个存储系统获得的加速比是多少？ 3. 3.574.某机是由Cache和主存组成的二级存储系统，Cache的存取时间t c=20ns，主存的存取时间t m=80ns。
Cache分为指令Cache和数据Cache，指令Cache的命中率为0.98，数据Cache的命中率为0.96。
假设在所有的访存操作中有20%是访问指令体，求系统等效的存取时间。
4. 22.16ns5.如图3.41所示的三级存储系统，若M1、M2、M3的访问时间分别为20ns、80ns和2000ns。
M1、M2的命中率分别为0.96和0.98，则存储器系统的等效访问时间为多少？图3.41 三级存储系统5. 23.936ns6.完成一个两级存储系统的容量规划。
第一层M1是高速缓存，其容量可为64KB、128KB和256KB。
第二层M2是容量为4MB的主存。
设c1和c2分别是M1和M2的每字节成本，而t1和t2分别是CPU访问M1和M2时的存取时间。
假设c1=20c2，t2=10t1，而高速缓存在上述3种容量时的命中率分别为0.7、0.9和0.98。
(1)假设t1=20ns，当高速缓存的容量分别为上述3种假设时的平均存取时间t a是多少？(2)当c2=$0.2/KB时，分别求整个存储器系统的平均成本。
(3)比较这3种存储层次结构，并对平均成本和平均存取时间分别进行排序，根据平均成本和平均存取时间的乘积值，选择最优设计。
6.(1)当M1的容量为64KB时，平均存取时间t a=74ns；当M1的容量为128KB时，平均存取时间t a=38ns；当M1的容量为256KB时，平均存取时间t a=23.6ns。
(2)当M1的容量为64KB时，整个存储器系统的平均成本c=$0.2585/KB；当M1的容量为128KB时，整个存储器系统的平均成本c=$0.3152/KB；当M1的容量为256KB时，整个存储器系统的平均成本c=$0.4235/KB。
(3)第三种方案为最优设计7.假设在一个由Cache和主存构成的两级存储系统中，h1、t1、s1和c1分别为CPU访问Cache的命中率、Cache 的存取时间、存储容量和每字节成本，t2、s2和c2分别为主存的存取时间、存储容量和每字节成本。
若h1=0.95、t1=20ns、s1=512KB、c1=$10/KB及c2=$5/KB，t2和s2未知，而整个存储器系统的预算上限为$15000。
(1)推导此存储器系统的等效存取时间t a的公式。
(2)推导此存储器系统的总成本公式。
(3)在不超出预算的前提下，s2的最大值为多少KB？(4)为了使t a=40ns，主存的存取时间t2应为多少ns？7.(1)t a=19+0.05t2 (2)C total=5120+5s2 (3)1976KB (4)420ns8.有16个存储器模块，每个模块的容量为4MB，字长为32位。
现在要用这16个存储器模块构成一个主存储器，有如下二种组织方式：方式1：16个存储器模块用高位交叉方式构成存储器；方式2：16个存储器模块用低位交叉方式构成存储器。
(1)写出访问各种存储器的地址格式；(2)比较各种存储器的优缺点；(3)不考虑访问冲突，计算各种存储器的频带宽度；(4)画出各种存储器的逻辑示意图。
8.(1)方式1（高位交叉）的存储器的地址格式为：4位 20位方式2（低位交叉）的存储器的地址格式为：20位 4位(2)方式1（高位交叉）的存储器的优点为：当多处理机发出的访存地址的高4位均不相同时，可对共享存储器的不同存储体进行同时存取，这种存储器一般适合于共享存储器的多处理机系统；缺点为：当多处理机发出的访存地址的高4位均相同时，便产生了存储器的分体冲突，此时的存储器的频宽与单体存储器的相同。
方式2（低位交叉）的存储器的优点为：当处理机依次发出的访存地址的低4位均不相同时，可对存储器的不同存储体进行并行存取，这种存储器一般适合于单处理机的高速数据存取及带Cache的主存；缺点为：当处理机依次发出的访存地址的低4位均相同时，便产生了存储器的分体冲突，此时的存储器的频宽与单体存储器的相同。
(3)若不考虑访问冲突，二种方式的存储器的频带宽度均为64字节/存储周期；(4)二种存储器的逻辑示意图类似课本第3章图3.7和图3.8。
9.在一个具有8个存储体的低位多体交叉存储器中，如果处理器的访存地址为以下8进制或16进制值，分别求该存储器的平均访问速率为单体存储器的多少倍。
（忽略初启时的延迟）(1)10018、10028、10038、…、11008(2)10028、10048、10068、…、12008(3)100316、100616、100916、…、1300169.(1)8；(2)4；(3)811.在页式虚拟存储器中，一个程序由P1～P5共5个页面组成。
在程序执行过程中依次访问到的页面如下：P2，P3，P2，P1，P5，P2，P4，P5，P3，P2，P5，P2假设系统分配给这个程序的主存有3个页面，分别采用FIFO、LRU和OPT三种页面替换算法对这3页主存进行调度。
分别画出这三种替换算法对同一页地址流的调度过程，并计算每种替换算法获得的命中率。
11.①FIFO替换算法对页地址流的调度过程如图3.1所示。
图3.1 FIFO替换算法对页地址流的调度过程采用FIFO替换算法的页命中率为0.25。
②LRU替换算法对页地址流的调度过程如图3.2所示。
图3.2 LRU替换算法对页地址流的调度过程采用LRU替换算法的页命中率为0.42。
③OPT替换算法对页地址流的调度过程如图3.3所示。
图3.3 OPT替换算法对页地址流的调度过程采用OPT替换算法的页命中率为0.5。
16.假设在一个采用组相联映象的Cache存储器中，Cache的容量为1KB，要求Cache的每一块在一个主存周期能从主存取得。
主存采用模32交叉，每个分体的宽度为64位，主存的总容量为4MB。
采用按地址访问存储器构成的相联目录表，实现主存地址到Cache地址的变换，并约定采用2个外相等比较电路。
(1)请设计主存地址格式和Cache地址格式，并标出各段的位数；(2)若替换算法采用LRU算法，对于如下主存块地址流：1、4、1、4、7、1、9、4、27、7，如主存中容一开始未装入Cache中，请列出随时间变化Cache中各块的使用状况，求出此期间Cache的块命中率。
16.(1) 主存地址格式如下：(2)随时间变化Cache中各块的使用状况如图3.8所示。
图3.8 随时间变化Cache中各块的使用状况此期间Cache的块命中率为0.4。
17.一个组相联映象Cache由64个存储块构成，每组包含4个存储块，主存包含4096个存储块，每块由128字组成，访存地址为字地址。
设计主存地址格式和Cache地址格式并标出各字段的位数。
17.主存地址格式如下：20.设某计算机的Cache-主存存储层次采用组相联映象和LRU替换算法，已知主存容量为1MB，Cache 容量为8KB，按4字块分组，每个字块的长度为8个字（32位/字）。
假设Cache起始容为空，CPU从主存单元0，1，2，……，2079依次读出2080个字，并重复此一读数序列共5次。
问Cache的地址命中率为多少？20. 0.9723.指令的解释方式采用顺序、一次重叠和流水，其主要差别在什么地方？流水方式与完全重复增加多套解释部件的方式相比各有什么优缺点？3.指令的解释方式采用顺序、一次重叠和流水，其主要差别在于可并行解释指令的条数；流水方式与完全重复增加多套解释部件的方式相比，其优点是省硬件、成本低，但缺点是控制复杂，要解决好指令相关、数据相关，以及流水线的中断等问题。
5.一台非流水处理器X的时钟频率为25MHZ，平均CPI为4。
处理器Y是对X机的改进，它有一条5级流水线，各级经过的时间为一个时钟周期。
但由于锁定器延迟和时钟扭斜效应，其时钟频率仅为20MHZ。
(1)若含有100条指令的程序运行在两台处理机上时，假设每条指令之间不发生任何相关，求处理机Y 相对于处理机X的加速比为多少？(2)计算执行此程序时每台处理机的MIPS速率。
5.(1)3.08；(2)X处理机的MIPS速率为6.25MIPS；Y处理机的MIPS速率为19.23MIPS。