计算机体系结构期末试卷试题10
计算机体系结构试卷试题(答案全)
一填空题（每空1分，共30分）1、系列机是指具有相同的体系结构，但具有不同组织和实现的一系列不同型号的机器。
2、存储程序计算机结构上的主要特点之一是以运算器为中心。
3、从计算机系统结构的多级层次结构可知，通常情况下，第1、2、3级用解释方法实现，第4或更高级用翻译方法实现。
4、对于最常见的事件，通常赋予它优先的处理权和资源使用权，这是计算机体系结构设计中的大概率事件优先原则。
5、容量为64块的Cache采用组相联方式映像，字块大小为128字节，每4块为一组，若主存容量为4096块，且以字编址，那么主存地址为 19 位，主存区号为 6 位。
6、可改进比例的值总是小于等于1 。
7、一般有两种策略来保存寄存器的内容,即：调用者保存和被调用者保存。
8、DLX指令集提供了立即数寻址、寄存器寻址、偏移寻址和寄存器间接寻址4种寻址方式。
9、对某流水线处理器测试时发现其存在结构冲突，通常可采用资源重复和流水化功能单元方法解决该问题。
10、编译器通过重新组织代码顺序消除暂停的技术被称为指令调度。
11、按照流水的级别可以把流水线分为部件级流水线、处理机级流水线和处理机间流水线。
12、为解决流水线使用非流水数据通路的寄存器引起冲突，在流水线设计中采用寄存器文件技术解决该问题。
13、Cache的替换算法常见的有 FIFO 、LRU 和随机法。
14、改进Cache性能的方法主要有降低失效率、减少失效开销和减少Cache命中时间。
15、减少流水线处理分支暂停时钟周期数的途径包括尽早判断分支转移是否成功和尽早计算出分支成功转移的PC值。
二、选择题（1—15题，每题1分，共15分）1、下面的指令中， A 不属于RISC处理器指令集。
Ａ.ADD R4,[1000] Ｂ.LD R3,(R4) Ｃ.SUB R4,R3 Ｄ.SD 0(R3),R42. 在其它部件性能保持不变的情况下，对CPU性能的不断改进并没有获得期望的结果，这主要是受到了 A 的影响。
计算机体系结构考试卷子及答案
1.某台主频为1GHz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:求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。
（10分）2.将计算机系统中某一功能的处理速度加快15倍，但该功能的处理时间仅占整个系统运行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？3.如果某计算机系统有3个部件可以改进，则这3个部件进改进后达到的加速比分别为：S1=30，S2=20，S3=10。
（1）如果部件1和部件2改进前的执行之间占整个系统执行的时间比例都为30%，那么，部件3改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例为多少，才能使3个部件都改进后的整个系统的加速比Sn达到10？（2）如果3个部件改进前执行时间占整个系统执行时间的比例分别是30%，30%和20%，那么，3个部件都改进后系统的加速比是多少？未改进部件执行时间在改进后的系统执行时间中占的比例是多少？（10分）4.假设某应用程序中有4类操作，通过改进，各操作获得不同的性能提高。
具体数据如下表所示:(1）改进后，各类操作的加速比分别是多少?(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?5.一台模型机的9条指令的使用频度如下：（10分）ADD（加）：26%SHR（右移）：2%SUB（减）：17%CLL（循环左移）：5%JOM（按页转移）：11%CLA（累加器清零）：15%STO（存）：2%STP（停机）：12%JMP（转移）：10%试设计这9条指令的Huffman编码的操作码表示以及其等长扩展操作码表示，并计算这两种表示的平均操作码长度。
6.有一个“Cache-主存”存储层次。
主存共分为8个块（0～7），Cache为4个块（0～3），采用直接映像方式。
（1）对于如下主存块地址流：0、2、6、1、3、7、0、1、4、5、4、6、0、7、2，如主存中内容一开始未装入Cache，请列出每次访问后Cache中各块的分配情况；（2）对于（1），指出既发生块失效又发生块争用的时刻；（3）对于（1），求出此期间的Cache命中率。
计算机系统结构试题及答案
××× ××× ××× ××× ××× ××× ××× ×××
64+116=180
TP
40 40 40 6t (40 1)t j 6t 39 3t 123t
E
SP
40 6t 48.8% 4 123t
40 6t 1.95 123t
48 3 35 七、 （10 分） TP 175( MIPS ) (5 3 4 8) 7 5ns 40 5ns [解]：不能与输出的 2、 3、 6、 结点相连。
四、 （10 分） [ 解] ： （1）低速设备应接字节多路通道
f max .byte
1 1 1 n Ts TD 4.9 0.1 250
所以，n≤50 台，即最多可接 50 台 （2）根据题T
1 TS D n
1 .9 0.1 4n
姓名：
2009-2010 学年度第一学期 2007 级 《计算机系统结构》期末考试试卷（A） （闭卷） 学号： 专业： （注：①考试时间为 120 分钟；②所有解答必须写在答题纸上。 ）
一、单项选择题（每小题 3 分，共 30 分） 1．在系列机中发展一种新型号机器，你认为下列（ ）设想是不行的? 【A】新增加字符数据类型和若干条字符处理指令 【B】将中断分级由原来的 4 级增加到 5 级 【C】在 CPU 和主存之间增设 Cache 存贮器 【D】将浮点数的下溢处理法由原来的恒置“1”法，改为查表舍入法 2.对计算机系统结构来说，不透明的是（ ） 。 【A】存储器采用交叉存取还是并行存取 【B】CPU 内部的数据通路的宽度是 8 位还是 16 位 【C】采用浮点数据表示还是标志符数据表示 【D】指令采用硬联逻辑实现还是微程序实现 3．一个平衡的计算机系统，应该是（ ） 。 【A】1MIPS 的 CPU 速度 【B】1MB 的主存容量 【C】1Mb/s 的 I/O 吞吐率 【D】A、B 和 C 4、 （ ）设计是现代计算机系统设计所采用的方法。 【A】由上往下 【B】由下往上 【C】由中间开始 【D】上下同时开始 5．当今微型机中实现软件移植最好的方法是（ ） 。 【A】系列机 【B】兼容机 【C】仿真技术 【D】统一高级语言 6、不能够对向量数据结构提供直接支持的是（ ）数据表示。 【A】向量 【B】堆栈 【C】描述符 【D】A 和 C 7、采用整数边界存储技术，其主要目的是（ ） 。 【A】节约主存空间 【B】提高数据的访问速度 【C】一个主存周期可取多条指令 【D】一个主存周期至少可取到一条指令 8、在指令的操作码编码方式中，优化实用的编码是（ ） 。 【A】Huffman 编码 【B】等长编码 【C】Huffman 扩展编码 【D】BCD 码 9、流水计算机中将指令 Cache 和数据 Cache 分开，主要是为了（ ） 。 【A】提高存储系统的速度 【B】增加主存容量 【C】解决功能部件冲突 【D】解决访存冲突 10、当 N=16 时，能描述 4 组 4 元交换的函数是（ ） 。 【A】C1+C2 【B】C0+C1 【C】C0+C2 【D】C2+C3 二、 （10 分）在采用通用寄存器指令集结构的计算机上得到了如下所示的数据： 指令类型 ALU 指令 LOAD 指令 STORE 指令 分支指令 执行频率 43% 21% 12% 24% 时钟周期数 1 2 2 2
计算机体系结构基础知识试题及
计算机体系结构基础知识试题及答案解析一、选择题1. B2. A3. D4. C5. B6. C7. A8. D9. B 10. C二、填空题1. 互联网2. 中央处理器3. 存储器4. 输入/输出设备三、简答题1. 计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的逻辑结构和功能关系，即计算机的整体结构和组成方式。
2. CPU（中央处理器）是计算机体系结构的核心，它负责执行计算机的指令并控制计算机的运行。
3. 存储器是计算机中用于存储数据和程序的部件，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。
4. 输入/输出设备用于实现计算机与外部设备之间的数据交换，包括显示器、键盘、鼠标、打印机等。
四、论述题计算机体系结构是计算机科学中的重要组成部分，它对于计算机的设计和开发具有重要意义。
计算机体系结构的基本原理可以通过一系列试题来进行检测和考察。
下面是一套基础的计算机体系结构试题及其答案解析。
首先是选择题部分，这部分试题主要考察对计算机体系结构基础知识的理解和应用能力。
通过选择正确的答案来判断考生对相关知识的掌握情况。
根据试题解析，我们可以得出正确的答案和解释。
接下来是填空题部分，这部分试题主要考察考生对计算机体系结构相关术语的理解和记忆能力。
通过填写正确的术语来补全句子，从而测试考生对相关知识的熟悉程度。
最后是简答题部分，这部分试题通过提出开放式问题，要求考生对计算机体系结构的相关概念和原理进行简要的叙述。
考生需要用清晰、准确的语言来回答问题，展示自己对知识的理解和运用能力。
综上所述，计算机体系结构基础知识试题及答案解析是一套用于考察计算机科学学习者对计算机体系结构基本原理的掌握程度的试题。
通过做题和解析，考生可以检测自己的学习效果，并加深对相关知识的理解。
希望这套试题能为广大学习者提供帮助，推动计算机科学的进一步发展。
(完整版)计算机系统结构考试题目及参考答案
一：名词解释1：虚拟机：由软件实现的机器。
2：CPI：是衡量CPU执行指令效率的重要标志，指执行每条指令所需的平均时钟周期数。
3：摩尔定律：当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。
4：并发性：指两个或多个事件在同一时间间隔内发生的并行性。
5：程序局部性原理：是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。
相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。
局部性原理又表现为：时间局部性和空间局部性。
6：CISC/RISC：CISC：即复杂指令系统计算机，指在系统中增加更多和复杂的指令，来提高操作系统效率的计算机。
RISC：即精简指令系统计算机，指在系统中选取使用一些频率最高的、长度固定的、格式种类少的简单指令的计算机。
7：计算机系统结构：指对机器语言计算机的软、硬件功能的分配和对界面的定义。
8：系列机：指先设计好一种系统结构，而后就按这种系统结构设计它的系统软件，按器件状况和硬件技术研究这种结构的各种实现方法，并按照速度、价格等不同要求，分别提供不同速度、不同配置的各档机器。
9：模拟：用机器语言程序解释实现程序移植的方法。
10：仿真：用微程序直接解释另一种机器的指令系统。
11：寻址方式：寻找操作数或指令的有效地址的方式。
12：替换算法：在存储体系中，当出现页面失效时或者主存的所有页面已经全部被占用而又出现页面失效时，按照某种算法来替换主存中某页。
[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。
]二：选择题1，直接执行微指令的是（C）A 汇编程序B 编译程序C 硬件D微指令程序2，对汇编语言程序员不透明的是（C）A 程序计数器B主存地址寄存器C条件码寄存器D指令寄存器3，最早的冯·诺依曼型计算机是以（B）为中心的A运算器B控制器C存储器 D I/O设备4，计算机系统结构的角度的结构来看，机器语言程序员看到的机器属性是（C ）A 计算机软件所要完成的功能B 计算机硬件的全部组成C 编程要用到的硬件组织D计算机各部分硬件的实现5，不同系列计算机之间实现可移植性的途径，不包括（B ）A 采用统一的高级语言B采用统一的汇编语言C 模拟D仿真6，利用时间重叠原理，实现并行处理的是（A）A流水处理机B多处理机 C 阵列处理机D集群系统7，多处理机实现的并行主要是（B）A指令级并行 B 任务级并行C 操作级并行D操作步骤的级并行8计算机系统结构不包括（B）A信息保护B存储速度C数据表示D机器工作状态9，不需要编址的数据存储空间（D ）A CPU通用寄存器B 主存储器C I/O寄存器D堆栈10，RISC执行程序的速度比CISC 快的原因是（C）A RISC指令系统中条数较少B 程序在RISC编译生成的目标程序较短C RISC指令平均执行周期数较少D RISC中只允许LOAD和STORE指令存储11，程序员在编写程序时，使用的访存地址是（B）A主存地址B逻辑地址C物理地址D有效地址12，虚拟存储器主要是为了（A）A扩大存储器系统容量B提高存储器系统速度C扩大存储器系统容量和提高存储器系统速度D便于程序的访存操作13，与全相联映像相比，组相联映像的优点是（B）A目录表小B块冲突概率低C命中率高D主存利用率高14，输入输出数据不经过CPU内部寄存器的输入输出方式是（C ）A程序控制方式B中断 C DMA方式D上述三种方式15，在配置了通道的计算机系统中，用户程序需要输入输出时引起的中断是（A）A访管中断 B I/O中断C程序性中断D外部中断16，当计算机系统通过执行通道程序，完成输入输出工作时，执行通道程序的是（B）A CPUB 通道C CPU和通道D指定的外设三：填空1，常见的计算机系统结构的分类法有两种：Flynn分类法，冯氏分类法冯氏分类法是根据系统的最大并行度对计算机系统结构进行分类，大多数的位并行的单处理机属于字串位并的处理机方式2，由软件实现的机器称为：虚拟机3，在一个计算机系统中，低层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。
2014年计算机体系结构期末试题(桂电三院)
2014年计算机体系结构期末试题桂林电子科技大学一:选择题(20分,10小题)1.对于计算机体系结构,下面列出的哪个不是透明的:2.下列哪些是CISC的功能特性.3.一个非线性流水线,初始向量为110101,求再过2个时钟周期后的状态:4.从对于一个六位,要从13到25要经过哪些变化.选项有cube shuff之类算一下就知道了.其它的记不太清了二:真空题(20分,10小题)1.计算机系统结构,要求填的是功能特性,2.地址码的优化,填的是多地址制3.流水线的分类: 考了单多功能流水线4.LRL替换算法可以用一般的门和触发器来实验5.有个计算最小循环是(2.5),指令周期是9,求6条指令的效率6.计算机体系结构的工作方式有寄存器-寄存器和存储器-存储器工作方式7.5位10到21要多少次混洗和多少次交换8.13到11001的变化向量9.单芯片多处理器按L2 Cache可分为类一:一台单处理机可以以标量方式运行，也可以以向量方式运行。
在向量方式情况下，计算是标量方式的8倍。
设某基准程序在此计算机上运行的时间为T。
另外，已知T的20%用于向量方式，其余的时间则以标量方式运行,求程序向量化代码所占的比例:(类似题P19 的13题)二一模型机有14条指令,分别为0.15,0.15,0.14,0.13,0.12,0.11,0.04,0.0,,0.03,0.03,0.03,0.02,0.02,0.02,0.01,0.01试分别用Huffman 编码和最短的等长操作码对其进行编码,,分别求他们的平均码长:( 类似题P38的2题)三: 有一个“Cache-主存”存储层次。
主存共分为8个块（0～7），Cache为4个块（0～3），采用直接映象方式。
(1)对于如下主存块地址流：1，2，4，1，3，7，0，1，2，5，4，6，4，7，2，如主存中内容一开始未装入Cache，请列出每次访问后Cache中各块的分配情况； (2)对于(1)，指出既发生块失效又发生块争用的时刻； (3)对于(1)，求出此期间的Cache命中率。
(完整)计算机组成原理十套试题选择填空答案
本科生期末试卷(一)一、选择题(每小题1分，共15分）1 从器件角度看，计算机经历了五代变化。
但从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于（ B ）计算机。
A 并行B 冯·诺依曼C 智能D 串行2 某机字长32位,其中1位表示符号位。
若用定点整数表示，则最小负整数为（ A ）。
A -(231-1）B -(230-1）C -（231+1)D -(230+1）3 以下有关运算器的描述,（ C ）是正确的。
A 只做加法运算B 只做算术运算C 算术运算与逻辑运算D 只做逻辑运算4 EEPROM是指（D )。
A 读写存储器B 只读存储器C 闪速存储器D 电擦除可编程只读存储器5 常用的虚拟存储系统由( B ）两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器.A cache—主存B 主存—辅存C cache-辅存D 通用寄存器—cache6 RISC访内指令中，操作数的物理位置一般安排在（ D ）。
A 栈顶和次栈顶B 两个主存单元C 一个主存单元和一个通用寄存器D 两个通用寄存器7 当前的CPU由（ B ）组成.A 控制器B 控制器、运算器、cacheC 运算器、主存D 控制器、ALU、主存8 流水CPU是由一系列叫做“段"的处理部件组成。
和具备m个并行部件的CPU相比，一个m段流水CPU的吞吐能力是( A ）.A 具备同等水平B 不具备同等水平C 小于前者D 大于前者9 在集中式总线仲裁中，（ A ）方式响应时间最快。
A 独立请求B 计数器定时查询C 菊花链10 CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是（ C ）.A 地址寄存器B 指令计数器C 程序计数器D 指令寄存器11 从信息流的传输速度来看，（ A ）系统工作效率最低。
A 单总线B 双总线C 三总线D 多总线12 单级中断系统中,CPU一旦响应中断，立即关闭（ C )标志,以防止本次中断服务结束前同级的其他中断源产生另一次中断进行干扰。
A 中断允许B 中断请求C 中断屏蔽D DMA请求13 安腾处理机的典型指令格式为（ C ）位.A 32位B 64位C 41位D 48位14 下面操作中应该由特权指令完成的是（ B ).A 设置定时器的初值B 从用户模式切换到管理员模式C 开定时器中断D 关中断15 下列各项中，不属于安腾体系结构基本特征的是（ D ）。
体系结构试卷
体系结构试卷-体系结构试卷班级学生编号姓名总2021－2021学年第2学期课程名称：计算机体系结构得分一．填空题（每小题1分，共15分）1.计算机系统结构是指由程序员所看到的计算机的属性，即和功能特性。
2.阿姆达尔定律的一个重要推论是，如果只优化了整个任务的一部分化，那么所获得的加速比不大于1/(1-可改进比例)。
3.软件兼容是指同一个软件可以不加修改地运行于体系结构相同的各档机器上，它们获得的结果一样，差别只在于运行时间不同。
4.用于在CPU中存储操作数的三个存储单元是堆栈、累加器和寄存器。
5.dlx指令有3种指令格式，分别是i类型指令、r类型指令和j类型指令。
6.管道中的相关性分为三类：数据相关性、结构相关性和控制相关性。
7.缓存主要解决主存速度不能满足要求的问题，虚拟内存主要解决主存容量不能满足要求的问题。
8.增加cache块大小可以降低强制性失效，但同时也会增大冲突性失效。
得分二．选择题（每小题1分，共10分）1.通过编程实现汇编语言源程序到机器语言目标程序的转换。
a．编译程序解释b．汇编程序解释c．编译程序翻译d．汇编程序翻译一二三四五六七八九十2．系列机软件应做到。
a、向前兼容，争取向上兼容B.向前兼容，争取向下兼容c．向后兼容，力争向下兼容d、向后兼容，争取向上兼容。
3.操作数表示法是指可由直接标识和引用的数据类型。
a．软件b．硬件c、机器语言D.数据结构4．哈夫曼压缩编码的方法是。
a、使用短数字表示低概率事件，使用长数字表示高概率事件。
B.用短数字表示高概率事件，用长数字表示低概率事件c．用字节表示低概率事件，用字表示高概率事件d．用字节表示高概率事件，用字表示低概率事件5.管道的主要性能指标为：。
a．流水线容量b．流水线长短c．流水线规模d．流水线吞吐率和效率6.如果改进了DLX，则可以通过将分支传输是否成功的判断移动到以下段并尽快计算传输目标地址来减少分支开销。
a、 ifb.idc．exd、 MEM管道7．设指令取指、分析和执行阶段分别需要t时间，则一次重叠方式下平均完成一条指令需要。
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计算机系统结构
姓名：学号：
一、填空题（22分，每空1分）
1．在虚拟存储器中，一般采用_______地址映象方法和_______更新策略。
2．数据流机采用_____________，执行的操作序列取决于输入数据的可用性；归约机则采用_______，执行的操作序列取决于对数据的要求，对数据的需求又来源于函数式程序设计语言对表达式的归纳。
3.同构型多处理机和异构型多处理机所采用的提高并行性的技术途径分别是_______和_______。
4.超长指令字（VLIW）结构是将_______和_______两者相结合。
5.设有一个“Cache-主存”层次，Cache为4块，主存为8块；试分别对于以下2种情况，计算访存块地址为6时的索引（index）。
(1)组相联，每组两块；索引为_______。
(2)直接映象；索引为_______。
6.在处理机中，若指令序列完成的顺序总是与它们开始执行的顺序保持一致，则只可能出现_______相关，否则就有可能出现_______、_______和_______相关。
7.从处理数据的角度，并行性等级可以分为字串位串、_______、_______和全并行。
8.互连网络的交换方法主要有线路交换、包交换、线路/包交换，SIMD互连网络多采用_______交换，多处理机常采用_______交换。
9.2:1 Cache经验规则是指大小为N的_______Cache的失效率约等于大小为N/2的_______Cache的失效率。
10.输入/输出系统包括_______和__________________。
二、简答题（18分，每题3分）
1.从目的、技术途径、组成、分工方式、工作方式等5个方面对同构型多处理机和异构型多处理机做一比较（列表）。
2.在指令集结构设计中，应该考虑哪些主要问题？
3.软件兼容有几种？其中哪一种是软件兼容的根本特征？
4.指令集结构设计中，应该考虑哪些主要问题？
5.简述“Cache－主存”层次与“主存－辅存”层次的区别。
6.有哪几种向量处理方式？它们对向量处理机的结构要求有何不同？
三、（共60分）
1. 请分析I/O对于性能的影响有多大？假设：
(1)I/O操作按照页面方式进行，每页大小为16 KB，Cache块大小为64 B；且对应
新页的地址不在Cache中；而CPU不访问新调入页面中的任何数据。
(2)Cache中95%被替换的块将再次被读取，并引起一次失效；Cache使用写回方法，
平均50%的块被修改过；I/O系统缓冲能够存储一个完整的Cache块。
(3) 访问或失效在所有Cache 块中均匀分布；在CPU 和I/O 之间，没有其他访问Cache
的干扰；无I/O 时，每1百万个时钟周期中，有15,000次失效；失效开销是30
个时钟周期。
如果替换块被修改过，则再加上30个周期用于写回主存。
计算机
平均每1百万个周期处理一页。
2. 动态多功能流水线由6个功能段组成，如下图：
其中，s1、s4、s5、s6组成乘法流水线，s1、s2、s3、s6组成加法流水线，，各个功能段时间为：s1、s3、s4、s6为△t ，s2、s5为2△t ，假设该流水线的输出结果可以直接返回输入端，而且设置有足够地缓冲寄存器，若以最快的方式用该流水计算：
∑=4
1i i i B A （1）
画出时空图。
（2） 计算实际的吞吐率、加速比和效率。
3. 假计算机系统字长64位，包含三个选择通道和一个多路通道，每个选择通道上连接了
两台磁盘机和三台磁带机，多路通道上连接了了两台行式打印机，两台读卡机、10台终端，假定各设备的传输率如下：磁盘机：600 KBps ，磁带机：200 KBps ，行打机：6.6 KBps ，读卡机：1.2 KBps ，终 端：1 KBps 。
计算该计算机系统的最大I/O 数据传输率。
4. 在三级Cache 中，第一级Cache 、第二级Cache 和第三级Cache 的局部失效率分别为4%、
30%和50%。
它们的全局失效率各是多少？
5. （1）根据Amdahl 定律写出系统加速比的公式。
（2） 某计算机系统有两个部件可以改进，这两个部件的加速比为：
部件加速比1：30； 部件加速比2：20；
如果部件1和部件2的可改进比例分别为30％和40％，求整个系统的加速比。
6. 将计算机系统中某一功能的处理速度加快10倍，但该功能的处理时间仅为整个系统运
行时间的40%，则采用此增强功能方法后，能使整个系统的性能提高多少？。