§3 共享主存构形阵列处理机中 并行存储器的无冲突访问
2022年南京大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)
2022年南京大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某硬盘有200个磁道（最外侧磁道号为0），磁道访问请求序列为：130，42，180，15，199.当前磁头位于第58号磁道并从外侧向内侧移动。
按照SCAN调度方法处理完上述请求后，磁头移过的磁道数是（）。
A.208B.287C.325D.3822、在文件的索引节点中存放直接索引指针10个，一级和：级索引指针各1个。
磁盘块大小为IKB，每个索引指针占4B。
若某文件的索引节点已在内存中，则把该文件偏移量（按字节编址）为1234 和307400处所在的磁盘块读入内存，需访问的磁盘块个数分别是（）。
A.1.2B.1.3C.2.3D.2.43、进程和程序的本质区别是（）A.前者分时使用CPU，后者独占CPUB.前者存储在内存，后者存储在外存C.前者在一个文件中，后者在多个文件中D.前者为动态的，后者为静态的4、有两个并发执行的进程P1和P2，共享初值为1的变量x。
P1对x加1，P2对x减1。
加1操作和减1操作的指令序列分别如下所示：//加1操作load R1，x ① //取x到寄存器R1中inc R1 ②store x, R1:③ //将R1的内容存入x//减1操作load R2，x ① //取x到寄存器R1中inc R2 ②store x, R2:③ //将R1的内容存入x两个操作完成后，x的值（）。
A.可能为-1或3B.只能为1C.可能为0，1或2D.可能为-1，0，1或25、有若干并发进程均将一个共享变量count的值加1 次，那么有关count中的值说法正确的是（）。
1）肯定有不止确的结果2）肯定有止确的结果3）若控制这些并发进程互斥执行count加1操作，count中的值正确A.1）和3）B.2）和3）C.3）D.1）、2）、3）的说法均不正确6、假定某页式管理系统中，主存为128KB，分成32块，块号为0，1，2，3，....31：某作业有5块，其页号为0，1，2，3，4，被分别装入主存的3，8，4，6，9块中。
并行计算机体系结构与应用
并行计算机体系结构与应用一、介绍并行计算机是一种基于多处理器系统的计算机，将一个大问题分成多个小问题，每个处理器同时解决一个小问题，然后将所有的结果合并起来得到最终结果。
并行计算机的主要特点是高性能和可扩展性。
在计算密集型应用中，它比传统的单处理器计算机有更好的性能表现。
在本文中，我们将介绍并行计算机体系结构和应用。
二、并行计算机体系结构并行计算机体系结构可以分为共享内存和分布式内存两种类型。
共享内存并行计算机中，所有处理器共享系统内存，每个处理器可以访问内存中的任何数据。
分布式内存并行计算机中，处理器之间没有共享内存，它们通过网络互连。
每个处理器只能访问它本地的内存。
1、共享内存并行计算机在共享内存并行计算机中，所有的处理器都共享一个物理内存。
当一个处理器需要访问内存的时候，它会向内存发出请求。
内存控制器会负责处理请求，并将数据保存在缓存中，如果其它处理器要访问相同的数据，那么它们可以从缓存中取出数据，这可以节省大量的访问时间。
共享内存并行计算机的优点是处理器之间可以共享数据，并且程序员不需要考虑数据的分配问题。
但是，这种体系结构也存在一些缺点，比如内存访问冲突和缺乏可靠性。
2、分布式内存并行计算机在分布式内存并行计算机中，每个处理器都有自己的物理内存，它们通过网络互连。
处理器之间的通信是通过发送和接收消息来完成的。
在分布式内存并行计算机中，处理器需要显式地将数据发送到其它处理器，这使得程序员需要考虑数据的分配问题。
然而，分布式内存并行计算机可以通过增加处理器的数量来提高性能，比共享内存并行计算机更具有扩展性。
三、并行计算机应用并行计算机的主要应用是在大型科学计算和工程领域。
以下是一些常见的应用领域：1、气象模拟气象模拟需要处理海量的数据，并且需要比较高的计算性能。
使用并行计算机可以加快气象模拟的速度，从而提高预报准确性。
2、生物信息学生物信息学需要处理大量的基因数据和蛋白质数据。
这些数据的处理需要快速和准确地分析和比较。
第6章阵列处理机
第 6 章 并行处理机和相联处理机
第6章 阵列处理机
6.1 阵列处理机的原理
第 6 章 并行处理机和相联处理机
6.1.2 ILLIACⅣ的处理单元阵列结构 由于阵列处理机上的并行算法的研究是与结构紧密联系 在一起的，因此，下面先介绍一下ILLIACⅣ阵列机上处理单 元的互连结构。ILLIACⅣ是采用如图6-1所示的分布存储器构 形，其处理单元阵列结构如图6-3所示。其中，PUi 为处理部 件，包含64位的算术处理单元PEi、所带的局部存储器PEMi和
用到下面的累加和并行算法。即使如此，就K的并行来说，
速度的提高也不是8倍，而只是8/log28，接近于2.7倍。
第 6 章 并行处理机和相联处理机
3.累加和 这是一个将N个数的顺序相加转为并行相加的问题。为 得到各项累加的部分和与最后的总和，要用到处理单元中的 活跃标志位。只有处于活跃状态的处理单元才能执行相应的 操作。为叙述方便取N=8，即有8个数A(I)顺序累加，其中 0≤I≤7。 在SISD计算机上可以写成下列FORTRAN程序： C=0
PEM内，且在全部64个PEM中，让A、B和C的各分量地址
均对应取相同的地址α、α+1和α+2，如图6-4所示。这样， 实现矩阵加只需用下列三条ILLIACⅣ汇编指令：
第 6 章 并行处理机和相联处理机
LDA ADRN
Hale Waihona Puke ALPHA ;全部(α)由PEMi送PEi的累加器RGAi ALPHA+1 ;全部(α+1)与(RGAi)浮点加，结果送 RGAi
计算机系统结构 第六章自考练习题答案
5.阵列处理机是（ 单 ）指令流（ 多 ）数据流的计算机。 6.ILLIAC IV 8×8 的阵列中，任意两个处理单元之间通信的最大距离不会超过（ 步。推广到一般， n × n 的阵列中，则为（
n -1
7 ）
）步。 ） ,Shuffle(Shuffle
7.8 个节点混洗网络， 其混洗函数为 Shuffle P 2 P1 P 0 ） （ P1 P 0 P 2 （ ＝ （ P 2 P1 P 0 ）) ＝（ P 0 P 2 P1 ） 。
N /2
） 。
不同的多级互连网络，在所用的（ 交换开关 ） 、拓扑结构和（ 控制方 式 ）上各有不同。 4. 阵列处理机按存储器的组织方式不同，分为两种不同的基本构形，一种是采用（ 分 布 ）存储器的阵列处理机构形，另一种是具有（ 集中 ）共享存储器的阵列处理机 构形。 5. 简述去安排列网络的概念及实现全排列网络的两种方法。 （P174-175） 6.
（参考 P176-177）
同步强化练习
一．单项选择题。
1. 2. （ 3. 4. 多级混洗交换网络又称为（ B ） 。 A.移数网络 B.Omega C.STARAN 网络 D.数据交换网络 存储器分体数 m 为质数时，访问一维数组的元素无冲突，要求数组变址的跳距为 A ） 。 A.与 m 互质 B.是 m 的倍数 C.与 m 不等 D.与 m 相等 ILLIAC IV 是一种（ C ） 。 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 N 个结点的单级立方体网络，互连函数种数为（ B ） 。 A.N 5. B. log
计算机系统结构自考复习资料
第六章 阵列处理机 历年真题精选
1. 拓 扑 结 构 用 多 级 立 方 体 网 络 ， 二 功 能 交 换 单 元 ， 级 控 制 方 式 ， 这 种 网 络 称 为 （ B ） 。 A. Omega 网络 B. 交换网络 C. 间接二进制 n 方体网络 D. 数据变换网络 2．N 个结点的 PM2I 单级网络的最短距离是（ 3. log 2
计算机系统结构自考真题及答案解析(一)
计算机系统结构自考真题及答案解析（一）总分：140分题量：55题一、单选题（共39题，共78分）1.IBM370系统将中断的类型分为（）A.3类B.4类C.5类D.6类正确答案：D本题解析：暂无解析2.下列属于总线标准的是（）A.电气B.速率C.流量D.吞吐率正确答案：A本题解析：暂无解析3.为了解决主存的容量满足不了要求，采用的技术是（）A.寄存器B.虚拟存储器C.高速缓存D.控制存储器正确答案：B本题解析：暂无解析4.标量流水处理机的性能指标主要有（）A.吞吐率、加速比、时间延迟B.吞吐率、效率、时间延迟C.吞吐率、加速比、效率D.加速比、效率、时间延迟正确答案：C本题解析：暂无解析5.多处理机属于（）A.SISD系统B.SIMD系统C.MISD系统D.MIMD系统正确答案：D本题解析：暂无解析6.在计算机系统多级层次结构中,机器级从低级到高级，相对顺序正确的是()。
A.汇编语言——操作系统——高级语言B.微程序一传统机器语言一汇编语言C.传统机器语言——高级语言——汇编语言D.汇编语言——应用语言——高级语言正确答案：B本题解析：暂无解析7.下列对系统程序员不透明的是()。
A.Cache存储器B.数据通路宽度C.指令缓冲寄存器D.虚拟存储器正确答案：D本题解析：暂无解析8.下列予寻址方式的三种面向的是()。
A.面向主存B.面向辅存C.面向寄存器D.面向堆栈正确答案：B本题解析：暂无解析9.浮点数尾数的基值rm=-8，尾数的计算机位数m=8位，可表示的尾数的个数为()。
A.23×7B.24×7C.25×7D.26×7正确答案：C本题解析：暂无解析10.IBM370系统中，通道动作故障引起的中断属于()。
A.机器校验中断B.访管中断C.程序性中断D.I/O中断正确答案：A本题解析：暂无解析11.程序员编写程序时使用的地址是()。
A.主存地址B.逻辑地址C.物理地址D.有效地址正确答案：B本题解析：暂无解析12.对指令间“一次重叠”描述不正确的是()。
2022年四川大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B(有答案)
2022年四川大学计算机科学与技术专业《操作系统》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、在现代操作系统中，文件系统都有效地解决了重名（即允许不同用户的文件可以具有相同的文件名）问题。
系统是通过（）来实现这一功能的。
A.重名翻译结构B.建立索引表C.树形目录结构D.建立指针2、驱动调度算法中，（）算法可能会随时改变移动臂的运动方向。
A.电梯调度B.最短寻道时间优先C.扫描D.单向扫描3、关于临界问题的一个算法（假设只有进程P0和P1，能会进入临界区）如下（i为0或1代表进程P0或者P1）：Repeatretry：if（turn！=-1）turn=i；if（turn！=i）go to retry；turn=-1；临界区：turn=0；其他区域；until false；该算法（）。
A.不能保持进程互斥进入临界区，且会出现“饥饿”B.不能保持进程互斥进入临界区，但不会出现“饥饿”C.保证进程互斥进入临界区，但会出现“饥饿”D.保证进程互斥进入临界区，不会出现“饥饿”4、进行P0和P1；的共享变量定义及其初值为：boolean flag[2]；int turn=0；flag[0]=false；flag[1]=false；若进行P0和P1，访问临界资源的类C代码实现如下：void Po（）//进程Po{while（TRUE）{flag[0]=TRUE；turn=1；While（flag[1]&&（turn==l））；临界区；flag[0]=FALSE；}}void P1（）//进程P1{while（TRUE）{flag[1]=TRUE；turn=0；While（flag[0]&&（turn==0））；临界区；flag[1]=FALSE；}}并发执行进程P0和P1时产生的情况是（）。
A.不能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象，B.不能保证进程互斥进入临界区、不会出现“饥饿”现象C.能保证进程互斥进入临界区、会出现“饥饿”现象D.能保证进程互斥进入临界区、不会出现“饥饿”现象5、在操作系统中，一方面每个进程具有独立性，另一方面进程之间具有相互制约性。
计算机系统结构08SIMD计算机(并行处理机)121106
B6700 内存
B6700 CPU
48
48 BIOM 128
CDC
...
DFS
I/O 总线
256 1024
256
IOS
1024
16
实 时 装 置
1.阵列控制器 阵列控制器CU实际是一台小型计算机。 对阵列处理机单元实行控制和完成标量操作。 标量操作与各PE的数组操作可以重叠执行。 控制器的功能有以下五个方面： (1)对指令进行译码，并执行标量指令； (2)向各PE发出执行数组操作指令的控制信号； (3)产生地址,并向所有处理单元广播公共地址； (4)产生数据,并向所有处理单元广播公共数据； (5)接收和处理PE、I/O操作以及B6700产生的陷 阱中断信号。
25
3.文件存储器 (1)计算任务文件从系统管理机家载到文件 存储器，由控制处理机执行。 (2)文件存储器是在BSP直接控制下的唯一 外围设备。 (3)程序执行过程中所产生的暂存文件和输 出文件，在将它们送给系统管理机输出 给用户之前是存在文件存储器中的。 (4)文件存储器的数据传输率较高，大大地 缓解了I/O受限制问题。
14
8.3.1 lllialv并行处理机
(1)1963年，美国西屋电器公司提出“Slotnick,The SOLOMON Compuer,Simultaneous Operation linked Ordinal Modular Network”. (2)1966年美国国防远景研究规划局ARPR与伊利诺 依大学签定合同。原计划：256PE，运算速度为 1GFLOPS。 (3)Burroughs公司和伊利诺依大学于1972年共同设 计和生产，1975年实际投入运行。用了4倍的经 费，只达到1/20的速度。只实现了8*8=64个PE， 只达到50MFLOPS。 (3)llliaclv的影响非常大。它是并行处理机的典型代 表，也是分布存储器并行处理机的典型代表。 15
自考《计算机系统结构》第9章精讲
第九章并⾏处理技术 本章讲述的重点内容就是阵列处理机和多处理机，对阵列机的基本结构、主要特点、以及阵列机的互连络和并⾏存储器的⽆冲突访问等内容要加强理解。
本章应掌握的概念有：阵列处理机、络拓扑结构、单级⽴⽅体络、多级⽴⽅体等。
⼀、并⾏处理技术（识记）： 并⾏性主要是指同时性或并发性，并⾏处理是指对⼀种相对于串⾏处理的处理⽅式，它着重开发计算过程中存在的并发事件。
并⾏性通常划分为作业级、任务级、例⾏程序或⼦程序级、循环和迭代级以及语句和指令级。
作业级的层次⾼，并⾏处理粒度粗。
粗粒度开并⾏性开发主要采⽤MIMD⽅式，⽽细粒度并⾏性开发则主要采⽤SIMD⽅式。
开发计算机并⾏性的⽅法主要有：资源重复、时间重叠和资源共享三种⽅法。
⼆、SIMD并⾏计算机（阵列处理机） 阵列机也称并⾏处理机。
它将⼤量重复设置的处理单元按⼀定⽅式互连成阵列，在单⼀控制部件CU（Contrul Unit）控制下对各⾃所分配的不同数据并⾏执⾏同⼀指令规定的操作，是操作并⾏的SIMD计算机。
它采⽤资源重复的措施开发并⾏性。
是以SIMD（单指令流多数据流）⽅式⼯作的。
1、阵列机的基本结构（识记） 阵列机通常由⼀个控制器CU、N个处理器单元PE（Processing Element）、M个存储模块以及⼀个互连络部件（IN）组成。
根据其中存储器模块的分布⽅式，阵列机可分为两种基本结构：分布式存储器的阵列机和共享存储器的阵列机（理解⼆者不同之处）。
阵列机的主要特点： 它采⽤资源重复的⽅法引⼊空间因素，这与利⽤时间重叠的流⽔线处理机是不⼀样的。
它是利⽤并⾏性中的同时性⽽不是并发性，所有的处理单元必须同时进⾏相同操作（资源重复同时性）（我们想象⼀下亚运会的开幕式⼤型团体操表演，每个⼈就是⼀个PE，他们听从⼀个总指挥的指令，同时进⾏⾃⼰的操作，很快地就能"计算"出⼀个结果（队形）来。
） 它是以某类算法为背景的专⽤计算机，基本上是专⽤于向量处理的计算机（某类算法专⽤机）。
操作系统第五章作业答案
第5章习题答案3、可变分区管理方式下，采用移动技术有什么优点？移动一道作业时操作系统要做哪些工作？答:消除外部碎片.经过一段时间的分配回收后,会产生很多碎片,这些碎片都很小,不足以满足程序分配重内存的要求,但总和可以满足程序的分配要求.通过移动技术,在适当的时候,在内存中移动程序,把所有空闲碎片合并成一个连续的大空闲空间放在内存一端,就可以满足分配的要求移动一道作业时，操作系统需要修改被移动进程的地址信息，还要复制进程空间；而且在移动时必须停止所有其他程序的运行。
4、用可变分区方式管理主存时，假定主存中按地址顺序依次有五个空闲区，空闲区的大小依次为32K ，10K ，5K ，228K ，100K 。
现有五个作业J1，J2，J3，J4和J5。
它们各需主存1K ，10K ，108K ，28K 和115K 。
若采用最先适应分配算法能把这五个作业按J1～J5的次序全部装入主存吗？你认为按怎样的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。
答：（1）不行。
（2）以J1,J2,J3,J5,J4的次序装入这五个作业可使主存空间利用率最高。
以上述顺序模拟装入过程列表如下：6、段式存储管理系统中是如何实现存储保护的？ 答：因为段是按逻辑意义来划分的，可以按段名访问所以段式存储管理可以方便地实现内存信息的共享并进行有效的内存保护。
段式管理的保护主要有两种。
一种是地址越界保护法，另一种是存取方式控制保护法。
具体措施有：（1）利用段表及段长来实现段的保护，防止程序执行时地址越界。
（2）存取权限保护法：在段表中设有“存取权”一项，可对程序的保护权限进行各种必要的限制。
（3）存储保护键保护：由于I/O通道对存储器访问是不经过段表的，因此有的机器还采用存储保护键保护。
地址越界保护是利用表中的段长项与虚拟地址中的段内相对地址比较进行的。
若段内相对地址大于段长，系统就会产生保护中断。
不过，在允许段动态增长的系统中，段内相对地址大于段长是允许的。
2022年南京理工大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A(有答案)
2022年南京理工大学计算机科学与技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷A（有答案）一、选择题1、若单译码方式的地址输入线为6，则译码输出线有（）根，那么双译码方式有输出线（）根。
A.64，16B.64，32C.32，16D.16，642、某一计算机采用主存Cache存储层次结构，主存容量有8个块，Cache容量有4个块，采取直接映射方式。
若主存块地址流为0，1，2，5，4，6，4，7，1，2，4，1，3，7，2，一开始Cache为空，此期间Cache的命中率为（）。
A.13.3%B.20%C.26.7%D.33.3%3、某数采用IEEE754标准中的单精度浮点数格式表示为C6400000H，则该数的值是（）。
A.-1.5×213B.-1.5×212C.-0.5×213D.-0.5×2124、某机字长8位，含一位数符，采用原码表示，则定点小数所能表示的非零最小正数为（）A.2-9B.2-8C.2-7D.2-65、在浮点机中，（）是隐藏的。
A.阶码B.数符C.尾数D.基数6、关于同步控制说法正确的是（）。
A.采用握手信号B.由统一时序电路控制的方式C.允许速度差别较大的设备一起接入工作D.B和C7、下列关于总线说法中，正确的是（）I.使用总线结构减少了信息传输量II.使用总线的优点是数据信息和地址信息可以同时传送III.使用总结结构可以提高信息的传输速度IV.使用总线结构可以减少信息传输线的条数A.I，II，IIIB.II，III，IVC.III，IVD.只有I8、假定编译器对高级语言的某条语句可以编译生成两种不同的指令序列，A、B和C三类指令的CPl和执行两种不同序列所含的三类指令条数见下表。
则以下结论错误的是（）。
I.序列一比序列二少l条指令Ⅱ.序列一比序列二的执行速度快Ⅲ.序列一的总时钟周期数比序列二多1个Ⅳ.序列一的CPI比序列二的CPI大A.I、llB.1、ⅢC. ll、1VD.Ⅱ9、计算机（）负责指令译码。
计算机组成原理题集含答案
题库题目总数：293第一章单选题1、控制器、运算器和存储器合起来一般称为（主机）：I/O部件内存储器外存储器主机2、冯•诺依曼机工作方式的基本特点是（按地址访问并顺序执行指令）：按地址访问并顺序执行指令精确结果处理存储器按内部地址访问自动工作3、输入、输出设备以及辅助存储器一般统称为（外围设备）：I/O系统外围设备外存储器执行部件4、计算机硬件能直接识别和执行的语言是（机器语言）：高级语言汇编语言机器语言符号语言判断题5、若某计算机字代表一条指令或指令的一部分，则称数据字(错)。
6、若某计算机字是运算操作的对象，即代表要处理的数据，则称指令字（错）。
7、数字计算机的特点：数值由数字量（如二进制位）来表示，运算按位进行。
（对）8、模拟计算机的特点：数值由连续量来表示，运算过程是连续的。
（对）填空题9、系统软件包括：服务程序、语言程序、（操作系统）、数据库管理系统。
10、计算机系统的发展按其核心部件采用器件技术来看经历了五代的变化，分别是（电子管）、（晶体管）、（集成电路）、（大规模集成电路）、（巨大规模集成电路）五个部分。
11、计算机系统是一个由硬件和软件组成的多级层次结构，这通常由（微程序级）、（一般机器级）、（操作系统级）、（汇编语言级）和（高级语言级）等组成，在每一级上都可以进行（程序设计）。
12、计算机的软件一般分为（系统软件）和（应用软件）两大部分。
13、计算机的硬件基本组成包括（控制器）、（运算器）、（存储器）、（输入设备）和（输出设备）五个部分。
简答题14、什么是存储容量？什么是单元地址？存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
灭个存储单元都有编号，称为单元地址。
15、什么是外存？简述其功能。
外存：为了扩大存储容量，又不使成本有很大的提高，在计算机中还配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器，简称外存。
外存可存储大量的信息，计算机需要使用时，再调入内存。
16、什么是内存？简述其功能。
进程的共享主存通信
进程的共享主存通信【预备知识】共享存储区为进程提供了直接通过主存进行通信的有效手段，不像消息缓冲机制那样需要系统提供缓冲，也不像pipe机制那样需要事先建立一个特殊文件，而是由通信双方直接访问某些共享虚拟储存空间。
在Linux中，系统管理一组共享主存段控制块。
通信进程在使用共享主存段以前，首先提出申请，系统为之分配存储空间并返回共享主存段标识号。
一个共享段建立后，进程把它被附加到自己虚拟空间中。
一个进程可以附加多个共享主存段。
一个共享主存段一旦被附加到进程的虚拟空间后，对它的访问与其他虚拟地址的访问完全相同。
但为了保证共享主存段数据的完整性，通信的进程之间要互斥地进行访问。
当通信进程不再需要该共享主存段时，可使用命令将其与进程分离，从而使其从进程的虚空间删除。
1.共享主存段使用的数据结构(1)共享主存段控制块（或共享主存段头）每个共享主存段都有一个控制块，用来描述共享主存段的一些属性，共享主存段控制块定义在sys/shm.h中，其结构如下：struct shmid_ds{struct ipc_perm shmperm; / * 共享主存段访问控制结构 * /int shmsegsz; / * 共享段以字节为单位的长度 * /struct ptentry * shmptbl; / * 共享页表始址 * /ushort shmlpid; / * 最近执行共享段操作的进程标识 * /ushort shmcpid; / * 创建共享段的进程标识 * /ushort shmnattch; / * 当前附件段号 * /ushort shmcnattch; / * 主存中的附加段号 * /time_t shmatime; / * 最近一次附件操作的时间 * /time_t shmdtime; / * 最近一次与进程分离操作的时间 * /time_t shmctime; / * 最近一次修改时间 * /}为了便于管理，系统将维持的共享主存段组成一个表，共有SHMMNI=100个元素，其结构如下：struct shmid_ds shmen[SHMMNI]; / * 共享段表 * /其访问控制结构定义如下：struct ipc_perm｛key_t key;ushort uid; /* owner euid and egid * /ushort gid;ushort cuid;ushort cgid;ushort mode; /*lower 9 bits of shmflg*/ushort seq /*sequence number*/};(2)共享主存段的数据结构每个共享主存段都对应一个页表和允许的存取权限，结构如下；struct shmptds{int shmspte; /*开始也表项*/int shmsflg; /*对共享段的读/写权限*/}每个进程最多允许6个共享主存段（SHMSEG=6).2.申请一个共享主存段参与通信的进程，通信前要先申请一个共享主存段，若是第一次申请，则要为其分配一个主存空间及页表，并对共享主存区控制块进行初始化，申请共享主存段调用语法如下：# include<sys/ipc.h># include<sys/shm.h>int shmget(key_t key,size_t size,int shmflg)其中，key为共享主存段的关键字，size是共享主存段字节长度，shmflg为创建和访问标志。
《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。
并行计算课后答案
并行计算课后答案第三章互连网络3.1 对于一颗K级二叉树（根为0级，叶为k-1级），共有N=2^k-1个节点，当推广至m-元树时（即每个非叶节点有m个子节点）时，试写出总节点数N 的表达式。
答：推广至M元树时，k级M元树总结点数N的表达式为：N=1+m^1+m^2+...+m^（k-1）=(1-m^k)*1/(1-m);3.2二元胖树如图3.46所示，此时所有非根节点均有2个父节点。
如果将图中的每个椭圆均视为单个节点，并且成对节点间的多条边视为一条边，则他实际上就是一个二叉树。
试问：如果不管椭圆，只把小方块视为节点，则他从叶到根形成什么样的多级互联网络？答：8输入的完全混洗三级互联网络。
3.3 四元胖树如图3.47所示，试问：每个内节点有几个子节点和几个父节点？你知道那个机器使用了此种形式的胖树？答：每个内节点有4个子节点，2个父节点。
CM-5使用了此类胖树结构。
3.4 试构造一个N=64的立方环网络，并将其直径和节点度与N=64的超立方比较之，你的结论是什么？答：A N=64的立方环网络,为4立方环（将4维超立方每个顶点以4面体替代得到），直径d=9，节点度n=4B N=64的超立方网络，为六维超立方（将一个立方体分为8个小立方，以每个小立方作为简单立方体的节点，互联成6维超立方），直径d=6，节点度n=63.5 一个N=2^k个节点的de Bruijin 网络如图3.48。
试问：该网络的直径和对剖宽度是多少？答：N=2^k个节点的de Bruijin网络直径d=k 对剖宽带w=2^(k-1)3.6 一个N=2^n个节点的洗牌交换网络如图3.49所示。
试问：此网络节点度==？网络直径==？网络对剖宽度==？答：N=2^n个节点的洗牌交换网络，网络节点度为=2 ，网络直径=n-1 ，网络对剖宽度=43.7 一个N=（k+1）2^k个节点的蝶形网络如图3.50所示。
试问：此网络节点度=？网络直径=？网络对剖宽度=？答：N=（k+1）2^k个节点的蝶形网络，网络节点度=4 ，网络直径=2*k ，网络对剖宽度=2^k3.9 对于如下列举的网络技术，用体系结构描述，速率范围，电缆长度等填充下表中的各项。
计算机系统结构自考题模拟3
计算机系统结构自考题模拟3(总分：99.99，做题时间：90分钟)一、第Ⅰ部分选择题单项选择题(总题数：10，分数：10.00)1.不属于阵列处理机构形1的典型机器的是______（分数：1.00）A.MPPB.DAPC.DAP600D.BSP √解析：[考点] 阵列处理机的构形[解析] 阵列处理机构形1的典型机器有MPP、DAP、DAP600，而BSP属于阵列处理机构形2。
2.阵列处理机与流水线处理机相比，其特点是______（分数：1.00）A.并发性B.时间重叠C.资源不重复D.靠增大处理单元数来提高速度√解析：[考点] 阵列处理机的特点[解析] 阵列处理机利用的是资源重复、并行性中的同时性，调高速度主要是靠增大处理单元数。
3.阵列处理机有两种构形，差别主要在于哪项和互连网络的作用不同______（分数：1.00）A.存储器的组成方式√B.存储器的数据分布C.存储器的响应速度D.存储器的容量大小解析：[考点] 阵列处理机的构形[解析] 阵列处理机有两种构形，差别主要在于存储器的组成方式和互连网络的作用不同。
4.不属于向量的流水处理方式的选项是______（分数：1.00）A.向量垂直处理方式B.向量纵向处理方式C.向量横向处理方式√D.分组纵横处理方式解析：[考点] 向量处理的三种方式[解析] 向量处理的三种方式分别是：向量纵向处理方式、向量垂直处理方式和分组纵横处理方式。
5.下列不属于各自独立型操作系统的优点是______（分数：1.00）A.灵活性高B.各类资源可以较好地做到负荷平衡C.减少对大型控制专用处理机的需求√D.可靠性上具有分布控制的优点解析：[考点] 各自独立型操作系统的优点[解析] 各自独立型操作系统是将控制功能分散给多台处理机，共同完成对整个系统的控制工作。
其优点为减少对大型控制专用处理机的需求，某个处理机发生故障，不会引起整个系统瘫痪，访问系统表格的冲突较少，有较高的系统效率。
全国自考(计算机系统结构)模拟试卷2(题后含答案及解析)
全国自考（计算机系统结构）模拟试卷2(题后含答案及解析)题型有：1. 单项选择题 2. 填空题 3. 简答题 4. 简单应用题 5. 综合应用题单项选择题1．处理机操作步骤并行的典型例子是( )A．阵列处理机B．并行存储器系统和相联处理机C．流水线处理机D．多处理机正确答案：C解析：流水线处理机是处理机操作步骤并行的典型例子。
2．对系统程序员不透明的应当是( )A．Cache存储器B．系列机各档不同的数据通路宽度C．指令缓冲寄存器D．虚拟存储器正确答案：D解析：虚拟存储器对系统程序员不透明，对应用程序员透明。
3．计算机组成设计不考虑( )A．专用部件设置B．功能部件的集成度C．控制机构的组成D．缓冲技术正确答案：B解析：计算机组成设计包含专用部件设置、控制机构的组成、缓冲技术等，而功能部件的集成度属于系统结构的范畴。
4．多级混洗交换网络又叫作( )A．移数网络B．STARAN网络C．数据交换网路D．Omega网络正确答案：D解析：Omega网络又称为多级混洗网络。
5．软硬件功能是等效的，提高硬件功能的比例不会( )A．提高解题速度B．提高硬件利用率C．提高硬件成本D．减少所需存储器用量正确答案：B解析：提高硬件功能不是以提高硬件利用率为目的，常常是为了降低硬件的使用频率。
6．二功能交换单元是指( )A．直接和上播B．上播和下播C．直连和交换D．交换和下播正确答案：C解析：交换开关有四种状态，分别是直连、交换、上播和下播。
二功能交换单元为直连和交换，有全部四种功能的称为四功能交换。
7．共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般为( )A．并行多体交叉主存系统B．虚拟存储器C．共享Cache存储器D．用高速单体主存系统正确答案：A解析：共享主存的多处理机中，为减少访问主存冲突，采用的方式一般为并行多体交叉主存系统。
8．脉动阵列式处理机系统具有( )A．多个相同的排成阵列结构的CPUB．多个不同的排成阵列结构的处理机C．多个相同的排成阵列结构的处理机D．最适合完成累加和求解正确答案：C解析：脉动阵列结构是由一组处理单元PE构成的阵列，每个PE的内容结构相同。
福建师范大学22春“计算机科学与技术”《计算机体系结构》期末考试高频考点版(带答案)试卷号2
福建师范大学22春“计算机科学与技术”《计算机体系结构》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.在共享主存的多处理机中，为减少访主存冲突，采用的方式一般是()。
A.并行多体交叉主存系统B.虚拟存储器C.共享Cache存储器D.用高速单体主存系统参考答案：A2.系列机增加新机种时，为增加寻址灵活性和缩短平均指令字长，由原等长操作码改为有多种码长的扩展操作码。
()A.正确B.错误参考答案：B3.系列机发展新型号机时，可增加强功能复合指令来取代原来由多条指令组成的程序段，以提高性能，而不管这些指令串组成的程序段是否经常出现。
()A.正确B.错误参考答案：B4.指令的重叠解释，既可加快程序的解释，又能加快指令的解释。
()A.正确B.错误参考答案：B5.通道流量是在某个时期单位时间内传送的字节数，这个时期应是()。
A.通道开始选择设备期B.通道数据传送期C.通道数据传送结束期D.用户经访管指令进入管态，运行IO管理程序的期间参考答案：B6.最能确保提高虚拟存储器访主存的命中率的改进途径是()。
A.增大辅存容量B.采用FIFO替换算法并增大页面C.改用LRU替换算法并增大页面D.改用LRU替换算法并增大页面数参考答案：D7.能实现作业、任务级并行的异构型多处理机属()。
A.MISDB.SIMDC.MIMDD.SISD参考答案：C8.为同时解释相邻两条或多条指令，常用的控制方式是()。
A.并行B.重叠C.流水D.线性参考答案：BC9.浮点数尾数下溢处理采用舍入法还是恒置“1”法，对计算机系统结构是不透明的。
()A.正确B.错误参考答案：B10.与全相连映象相比，组相连映象的优点是()。
A.目录表小B.块冲突概率低C.命中率高D.主存利用率高参考答案：A11.以下可以引起cache不一致的是()A.共享可写数据B.进程迁移C.Io操作D.多程序参考答案：ABC12.要使线性流水线的实际吞吐率接近于理想的最大吞吐率，应将子过程数分得越多越好。
并行计算的存储管理
并行计算的存储管理随着互联网时代的到来，信息时代也开始了快速的发展。
在这样一个特殊的时期，计算机技术又开始了一个全新的领域：并行计算。
并行计算是指利用多个处理器同时并行执行计算任务，提高计算速度的一种计算方式。
然而，并行计算与传统计算方式大为不同，它需要更加复杂的存储管理方案。
在传统计算方式下，计算机只有一个处理器进行任务处理。
而并行计算需要多个处理器同时进行计算，所以存储管理就变得非常复杂。
在并行计算中，处理器是分布在多台计算机上的，因此要求对多台计算机的存储资源进行管理同步，以确保计算任务能够顺利执行。
并行计算的存储管理主要包括以下几个方面：1. 存储架构设计在多节点系统中，不仅每个节点的存储容量有限，而且在各种应用场景中，对磁盘访问速度的要求也有所不同。
这种情况下，需要对存储资源进行合理分配。
需要考虑不同节点之间的数据共享和访问协议，以及并行各个节点之间的数据流。
为了解决这个问题，需要使用更为灵活的存储架构设计。
大多数情况下，数据将分布在多个节点的磁盘上进行存储，因此需要采用分布式存储技术。
这种技术可以自动将数据进行分布式存储，从而提高数据访问的并行度和效率。
2. 存储容错性设计计算节点的灵活性和参与率提高了并行计算的效率，但是对于数据的可靠性要求也相应提高。
在多节点系统的情况下，可能会发生节点故障、磁盘损坏等各种问题，从而导致数据丢失或者损坏，影响计算的正确性。
比较常用的解决方法是使用冗余存储来保证数据的可靠性。
此外，还可以利用快照技术、备份等方法来保证数据的可靠性。
在这种方法中，数据会被多个节点分别计算，之后再进行验证，并将计算结果进行比较。
当结果出现错误时，系统会发现错误并将信息反馈给用户，在原始数据被修改前进行检查，以确保数据的正确性。
3. 存储资源调度为了充分利用并行计算系统的存储资源，需要为存储资源调度设计专门的算法。
这些算法需要考虑多因素，包括节点间网络带宽、存储容量、存储访问速度等。
§3 共享主存构形阵列处理机中 并行存储器的无冲突访问
R：导径信息 S：序号 D：数据片
R：在消息传递网络中通信的信息单位：消息、包和片的格式
线路交换(circuit switch)
先建立一条从源结点到目的结点的物理通路， 然后再传递消息。传输时延公式： T = (Lt/B)*D+L/B，
其中：Lt为建立路径所需小信息包的长度 L为信息包的长度 D为经过的结点数 B为带宽。
存在问题
解决方法
一维数组
连续访问m=4个元 素访问，无冲突 按2变址，冲突， 降低一半 M应取质数，避免 冲突（只要变址跳 距与m互质）
0 a0 a4 a8 a12
1 2 3 a1 a2 a3 a5 a6 a7 a9 a10 a11 . . .
二维数组
同时访问某一行、 主
总结
选择适当的存储体数m--达到无冲突访问
一维向量：顺序存放，防止步长与m成比例； m取质数，且与步长互质。
多维向量：错位存放，满足行、列、对 角线等方式； 常用方法：存储体数为质数，将向量变 换成一维数组S，再对S进行处理。
消息寻径方式
四种寻径方式：线路交换，存储转 发、虚拟直通和虫蚀寻径等。
优点：实际通信时间较短，使用缓冲区 缺点：建立源结点到目的结点的物理通路 开销很大，占用物理通路的时间长。
线路交换： 无冲突，独享，资源浪费
存储转发(store and forward)
每个结点有一个包缓冲区，包从源结点经过中 间结点到达目的结点。 存储转发网络的时延与源和目的地之间的距离 成正比。传输时延公式： T = (L/B) *D + L/B = (D + 1) * L/B 优点：占用物理通路的时间比较短。 缺点：包缓冲区大，时延大（与结点距离成正 比）。
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一维数组
连续访问m=4个元 素访问，无冲突 按2变址，冲突， 降低一半 M应取质数，避免 冲突（只要变址跳 距与m互质）
0 a0 a4 a8 a12 1 2 3 a1 a2 a3 a5 a6 a7 a9 a10 a11 . . .
二维数组
同时访问某一行、 主对角线或次对角 线上的所有元素， 无冲突 同时访问某一列， 冲突，降低成1/4
§3 共享主存构形阵列处理机中并 行存储器的无冲突访问
访问需求
并行存取向量中各分量信息； 可按行、列、对角线等方法存取(步长不一致)。
存在问题
存储器带宽限制—存储器带宽达不到向量带宽； 访存方式(步长)不同，产生访存冲突。
解决方法
采用多体交叉存储器--增加MEM带宽 对向量分组操作--解决MEM带宽小于向量带宽问题
虚拟直通(virtual cut through)
当出现寻径阻塞时，只能将整个消息存 储在寻径结点中。 主要优点：通信延迟与结点数无关。 主要缺点：每个结点需要有足够大的缓 冲区来存储最大信息包。在最坏的情况 下与存储转发方式的 通信时延是一样的， 经过的每个结点都发生阻塞，都需缓冲
虫蚀寻径(wormhole)
线路交换： 无冲突，独享，资源浪费
存储转发(store and forward)
每个结点有一个包缓冲区，包从源结点经过中 间结点到达目的结点。 存储转发网络的时延与源和目的地之间的距离 成正比。传输时延公式： T = (L/B) ∗D + L/B = (D + 1) ∗ L/B 优点：占用物理通路的时间比较短。 缺点：包缓冲区大，时延大（与结点距离成正 比）。
0 a00 a10 a20 a30 1 a01 a11 a21 a31 2 a02 a12 a22 a32 3 a03 a13 a23 a33
错位存放
0 a00 a13 a22 a31 1 a01 a10 a23 a32 2 a02 a11 a20 a33 3 a03 a12 a21 a30 0 1 a00 a01 a13 a21 a22 a30 2 a02 a10 a23 a31 3 4 a03 a11 a12 a20 a32 a33
消息格式：消息是结点间通信的逻辑单位，
它常常由任意数目的长度固定的包所组成，因 此其长度是可变的。
包是包含寻径目的地址的基本单位。每个包需要一 个序号，以便重新组装消息。 可以将包进一步分成一些固定长度的片，寻径信息 和序号形成头片，其余的片是数据片。
消息
包
片
D
D
D
D
D
D
S
R
R：导径信息 S：序号 D：数据片 R：在消息传递网络中通信的信息单位：消息、包和片的格式
把包分成更小的片。每个结点的寻径器 中有片缓冲区。 用头片直接开辟一条从输入结点到输出 结点的路径。每个消息中的片以流水方 式在网络中向前“蠕动”。 当消息的头片到达一个结点A的寻径器后， 寻径器根据头片的寻径消息立即做出路 由选择
线路交换(circuit switch)
先建立一条从源结点到目的结点的物理通路， 然后再传递消息。传输时延公式： T = (Lt/B)∗D+L/B，
其中：Lt为建立路径所需小信息包的长度 L为信息包的长度 D为经过的结点数 B为带宽。
优点：实际通信时间较短，使用缓冲区 缺点：建立源结点到目的结点的物理通路 开销很大，占用物理通路的时间长。
总结
选择适当的存储体数m--达到无冲突访问
一维向量：错位存放，满足行、列、对 角线等方式； 常用方法：存储体数为质数，将向量变 换成一维数组S，再对S进行处理。
消息寻径方式
四种寻径方式：线路交换，存储转 发、虚拟直通和虫蚀寻径等。
Buffer Buffer Buffer
有冲突，有缓冲，分片，路由 Stored and Forward（存储转发）
虚拟直通(virtual cut through)
当接收到用作寻径的消息头部时， 即开始路由选择。通信时延公式：
T=(Lh/B) ∗ D + L/B = (Lh ∗ D+ L)/B 其中：Lh是消息的寻径头部的长度， 一般有，L>>Lh×D； 通信时延可以近似为：T＝L/B，与结点 数无关。