第4章 部分习题参考答案

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计算机网络课后习题参考答案第四章

计算机网络课后习题参考答案第四章

第四章网络层1.网络层向上提供的服务有哪两种?是比较其优缺点。

网络层向运输层提供“面向连接”虚电路(Virtual Circuit)服务或“无连接”数据报服务前者预约了双方通信所需的一切网络资源。

优点是能提供服务质量的承诺。

即所传送的分组不出错、丢失、重复和失序(不按序列到达终点),也保证分组传送的时限,缺点是路由器复杂,网络成本高;后者无网络资源障碍,尽力而为,优缺点与前者互易2.网络互连有何实际意义?进行网络互连时,有哪些共同的问题需要解决?网络互联可扩大用户共享资源范围和更大的通信区域进行网络互连时,需要解决共同的问题有:不同的寻址方案不同的最大分组长度不同的网络接入机制不同的超时控制不同的差错恢复方法不同的状态报告方法不同的路由选择技术不同的用户接入控制不同的服务(面向连接服务和无连接服务)不同的管理与控制方式3.作为中间设备,转发器、网桥、路由器和网关有何区别?中间设备又称为中间系统或中继(relay)系统。

物理层中继系统:转发器(repeater)。

数据链路层中继系统:网桥或桥接器(bridge)。

网络层中继系统:路由器(router)。

网桥和路由器的混合物:桥路器(brouter)。

网络层以上的中继系统:网关(gateway)。

4.试简单说明下列协议的作用:IP、ARP、RARP和ICMP。

IP协议:实现网络互连。

使参与互连的性能各异的网络从用户看起来好像是一个统一的网络。

网际协议IP是TCP/IP体系中两个最主要的协议之一,与IP协议配套使用的还有四个协议。

ARP协议:是解决同一个局域网上的主机或路由器的IP地址和硬件地址的映射问题。

RARP:是解决同一个局域网上的主机或路由器的硬件地址和IP地址的映射问题。

ICMP:提供差错报告和询问报文,以提高IP数据交付成功的机会因特网组管理协议IGMP:用于探寻、转发本局域网内的组成员关系。

5.IP地址分为几类?各如何表示?IP地址的主要特点是什么?分为ABCDE 5类;每一类地址都由两个固定长度的字段组成,其中一个字段是网络号net-id,它标志主机(或路由器)所连接到的网络,而另一个字段则是主机号host-id,它标志该主机(或路由器)。

应用回归分析,第4章课后习题参考答案

应用回归分析,第4章课后习题参考答案

第4章违背基本假设的情况思考与练习参考答案4.1 试举例说明产生异方差的原因。

答:例4.1:截面资料下研究居民家庭的储蓄行为Y i=β0+β1X i+εi其中:Y i表示第i个家庭的储蓄额,X i表示第i个家庭的可支配收入。

由于高收入家庭储蓄额的差异较大,低收入家庭的储蓄额则更有规律性,差异较小,所以εi的方差呈现单调递增型变化。

例4.2:以某一行业的企业为样本建立企业生产函数模型Y i=A iβ1K iβ2L iβ3eεi被解释变量:产出量Y,解释变量:资本K、劳动L、技术A,那么每个企业所处的外部环境对产出量的影响被包含在随机误差项中。

由于每个企业所处的外部环境对产出量的影响程度不同,造成了随机误差项的异方差性。

这时,随机误差项ε的方差并不随某一个解释变量观测值的变化而呈规律性变化,呈现复杂型。

4.2 异方差带来的后果有哪些?答:回归模型一旦出现异方差性,如果仍采用OLS估计模型参数,会产生下列不良后果:1、参数估计量非有效2、变量的显著性检验失去意义3、回归方程的应用效果极不理想总的来说,当模型出现异方差性时,参数OLS估计值的变异程度增大,从而造成对Y的预测误差变大,降低预测精度,预测功能失效。

4.3 简述用加权最小二乘法消除一元线性回归中异方差性的思想与方法。

答:普通最小二乘估计就是寻找参数的估计值使离差平方和达极小。

其中每个平方项的权数相同,是普通最小二乘回归参数估计方法。

在误差项等方差不相关的条件下,普通最小二乘估计是回归参数的最小方差线性无偏估计。

然而在异方差的条件下,平方和中的每一项的地位是不相同的,误差项的方差大的项,在残差平方和中的取值就偏大,作用就大,因而普通最小二乘估计的回归线就被拉向方差大的项,方差大的项的拟合程度就好,而方差小的项的拟合程度就差。

由OLS 求出的仍然是的无偏估计,但不再是最小方差线性无偏估计。

所以就是:对较大的残差平方赋予较小的权数,对较小的残差平方赋予较大的权数。

中国近代史纲要第四章习题参考答案

中国近代史纲要第四章习题参考答案

第四章习题参考答案第四章开天辟地的大事变一、单项选择题1.C2.B3.C4.D5.D6.C7.B8.A9.B 10.B11.B 12.C 13.A 14.C 15.C16.D 17.A 18.A 19.D 20.B21.B 22.C 23. A 24.D 25.D26.D 27.B 28.A 29.D 30.B31.C 32.C 33.D 34.D 35.A36.B 37.A 38.C二、多项选择题1.ABCD2.ABC3.AD4.CD5.ACD6.ABD7.ABCD8.ABCD9.ABC 10.ABCD11.ACD 12.ABD 13.ABCD 14.ABCD 15.ACD16.BCD 17.ABC三、简答题1.简析五四运动爆发的原因五四运动是中国近现代史上的一个划时代的事件,它是在新的时代条件和社会历史条件下发生的。

第一,中国资产阶级和工人阶级的成长、壮大,为运动的爆发准备了新的社会力量。

第二,新文化运动掀起的思想解放的潮流。

受到这个潮流影响的年轻一代知识界,尤其是那些具有初步共产主义思想的知识分子,为五四运动准备了最初的群众队伍和骨干力量。

第三,俄国十月革命对中国的影响。

第四,巴黎和会上中国外交的失败,激起了各阶层人民的强烈愤慨,成为五四运动的直接导火索。

巴黎和平上,中国政府代表提出废除外国在华势力范围、撤退外国在华驻军等七项希望和取消日本强加的“二十一条”及换文的陈述书,遭到拒绝。

和会竟规定德国应将在中国山东获得的一切特权转交给日本。

消息传到国内,激起了各阶层人民的强烈愤怒。

五四运动由此爆发。

2.试比较五四运动与辛亥革命的不同之处第一,从领导力量来看,辛亥革命是资产阶级革命派领导的,由于中国资产阶级的软弱性和妥协性,不可能提出彻底的反帝反封建的革命纲领,他们对帝国主义抱有幻想。

五四爱国运动是由具有初步共产主义思想的知识分子领导的,工人阶级以独立的政治力量登上历史舞台,显示了伟大力量,他们强烈地反对帝国主义分赃的巴黎和会,反对军阀政府卖国。

继电保护第四章课后习题参考答案

继电保护第四章课后习题参考答案

纵联保护依据的最基本原理是什么?答:纵联保护包括纵联比较式保护和纵联差动保护两大类,它是利用线路两端电气量在故障与非故障时、区内故障与区外故障时的特征差异构成保护的。

纵联保护的基本原理是通过通信设施将两侧的保护装置联系起来,使每一侧的保护装置不仅反应其安装点的电气量,而且哈反应线路对侧另一保护安装处的电气量。

通过对线路两侧电气量的比较和判断,可以快速、可靠地区分本线路内部任意点的短路与外部短路,达到有选择、快速切除全线路短路的目的。

纵联比较式保护通过比较线路两端故障功率方向或故障距离来区分区内故障与区外故障,当线路两侧的正方向元件或距离元件都动作时,判断为区内故障,保护立即动作跳闸;当任意一侧的正方向元件或距离元件不动作时,就判断为区外故障,两侧的保护都不跳闸。

纵联差动保护通过直接比较线路两端的电流或电流相位来判断是区内故障还是区外故障,在线路两侧均选定电流参考方向由母线指向被保护线路的情况下,区外故障时线路两侧电流大小相等,相位相反,其相量和或瞬时值之和都等于零;而在区内故障时,两侧电流相位基本一致,其相量和或瞬时值之和都等于故障点的故障电流,量值很大。

所以通过检测两侧的电流的相量和或瞬时值之和,就可以区分区内故障与区外故障,区内故障时无需任何延时,立即跳闸;区外故障,可靠闭锁两侧保护,使之均不动作跳闸。

4.7 图4—30所示系统,线路全部配置闭锁式方向比较纵联保护,分析在K点短路时各端保护方向元件的动作情况,各线路保护的工作过程及结果。

⋅⋅答:当短路发生在B—C线路的K处时,保护2、5的功率方向为负,闭锁信号持续存在,线路A—B上保护1、2被保护2的闭锁信号闭锁,线路A—B两侧均不跳闸;保护5的闭锁信号将C—D线路上保护5、6闭锁,非故障线路保护不跳闸。

故障线路B—C上保护3、4功率方向全为正,均停发闭锁信号,它们判定有正方向故障且没有收到闭锁信号,所以会立即动作跳闸,线路B—C被切除。

答:根据闭锁式方向纵联保护,功率方向为负的一侧发闭锁信号,跳闸条件是本端保护元件动作,同时无闭锁信号。

第4章钢筋混凝土工程习题参考答案

第4章钢筋混凝土工程习题参考答案

第4章钢筋混凝土工程(答案)一、单项选择题1、现浇结构梁或板的跨度大于等于__C__,应使底模起拱。

A、2米B、3米C、4米D、5米2、当设计无规定时,梁或板底模起拱高度宜为全跨长度的__C__。

A、1/100~3/100B、1/100~2/100C、1/1000~3/1000D、3/1000~5/10003、早拆模体系是在混凝土楼板强度达到规定强度标准值的_B___,即可拆除楼板底模。

A、25%B、50%C、75%D、80%4、下列钢筋连接方法中只能进行竖向钢筋连接的是_C___。

A、电弧焊B、对焊C、电渣压力焊D、直螺纹套筒5、钢筋连接采用单面搭接电弧焊,则焊缝长度要求达到___B_倍钢筋直径。

A、5B、10C、15D、206、钢筋下料计算中90°弯曲的量度差值为__C__。

(d为钢筋直径)A、0.5dB、0.85dC、2dD、2.5d7、对有抗震要求的结构,箍筋形式为__D__。

A、90°/90°B、90°/135°C、90°/180°D、135°/135°8、混凝土施工配制强度应__C__混凝土设计强度标准值。

A、小于B、等于C、大于D、B或C9、若设计混凝土强度为C20,则该混施工配制强度可能是_D___。

A、20mpaB、22mpaC、23mpaD、B或C10、浇筑混凝土时为防止分层离析,由料斗卸料时其自由倾落高度不宜超过_B_。

A、1 mB、2mC、3 mD、4m11、在浇筑竖向构件混凝土前,构件底部应先填_B___厚水泥砂浆。

A、30-50mmB、50-100mmC、100-200 mmD、都可以12、自落式混凝土搅拌机一次投料法向料斗中加料顺序为__B__。

A、石子→砂→水泥B、石子→水泥→砂C、水泥→石子→砂D、水→水泥→石子、砂13、下列能同时反映钢筋强度和塑性性能的是__D__。

A、冷加工性能B、焊接性能C、冷弯性能D、拉伸性能14、热轧钢筋的力学性能试验若有1项指标不符合规定时应__D__。

电路分析第四章习题参考答案

电路分析第四章习题参考答案

4-2 试用外施电源法求图题4-2 所示含源单口网络VCR ,并绘出伏安特性曲线。

解:图中u 可认为是外加电压源的电压。

根据图中u 所示的参考方向。

可列出(3)(6)(5)20(9)50u i i A VA i V=Ω+Ω++=+4-5试设法利用置换定理求解图题4-5所示电路中的电压0u 。

何处划分为好?置换时用电压源还是电流源为好?解:试从下图虚线处将电路划分成两部分,对网路N 1有(节点法)1111967(11)uu u u i ⎧⎛⎫+-=⎪⎪+⎝⎭⎨⎪-++=-⎩ 整理得:1511714u i =- 对网络2N 有251133u i i i =⨯+⨯=解得3i A =,用3A 电流源置换N 1较为方便,置换后利用分流关系,可得:()121031V 1V u +=⨯⨯=4-9 求图题4-7所示电路的输入电阻R i ,已知0.99α=解: 施加电源t u 于输入端可列出网孔方程:12335121(25100)100 (1)100(100100101010)100.990(2)t i i u i i i +-=-++⨯+⨯-⨯=将(2)代入(1)得135ti u R i ==Ω4-14求图题4-10所示各电路的等效电路。

解解: 图(a):因电压的计算与路径无关,所以[5(1)]4(13)4ad ac cd ad ab bd u u u V V u u u V V=+=---=-=+=--=-图(b): 流出a 点的电流(521)8a i A =++=,流入b 点多的电流(541)8b i A =+-=。

所以ab 之间的等效电路为8A 的电流源,电流从b 端流出。

图(c):导线短接。

4-23 电路如图题4-15 所示,已知非线性元件A 的VCR 为2u i =。

试求u ,i ,i 1.解: 断开A ,求得等效内阻:1o R =Ω 开路电压a u 所满足的方程:()(11)12111/21c a c a u u u u +-⨯=⎧⎪⎨-⨯++=⎪⎩ 求得2a u V =,最后将A 接到等效电源上,如上图所示。

第4章集成运算放大器习题解答

第4章集成运算放大器习题解答

页脚 .第四章习题参考答案4-1 什么叫“虚短”和“虚断”?答 虚短:由于理想集成运放的开环电压放大倍数无穷大,使得两输入端之间的电压近似相等,即-+≈u u 。

虚断:由于理想集成运放的开环输入电阻无穷大,流入理想集成运放的两个输入端的电流近似等于零,即0≈=-+i i 。

4-2 理想运放工作在线性区和非线性区时各有什么特点?分析方法有何不同?答 理想运放工作在线性区,通常输出与输入之间引入深度负反馈,输入电压与输出电压成线性关系,且这种线性关系只取决于外部电路的连接,而与运放本身的参数没有直接关系。

此时,利用运放“虚短”和“虚断”的特点分析电路。

理想运放工作在非线性去(饱和区),放大器通常处于开环状态,两个输入端之间只要有很小的差值电压,输出电压就接近正、负电压饱和值,此时,运放仍具有“虚断”的特点。

4-3 要使运算放大器工作在线性区,为什么通常要引入负反馈?答 由于理想运放开环电压放大倍数∞=uo A ,只有引入深度负反馈,才能使闭环电压放大倍数FA 1u =,保证输出电压与输入电压成线性关系,即运放工作在线性区。

4-4 已知F007运算放大器的开环放大倍数dB A uo 100=,差模输入电阻Ω=M r id 2,最大输出电压V U sat o 12)(±=。

为了保证工作在线性区,试求:(1)+u 和-u 的最大允许值;(2)输入端电流的最大允许值。

解 (1)由运放的传输特性5o uo 1012===++u u u A 则V 102.1101245--+⨯===u u(2)输入端电流的最大允许值为A 106102102.11164id --+⨯=⨯⨯==r u I 4-5 图4-29所示电路,设集成运放为理想元件。

试计算电路的输出电压o u 和平衡电阻R 的值。

解 由图根据“虚地”特点可得0==+-u u图中各电流为601.01--=u i 305.02---=u i 180o f u u i -=- 由“虚断”得f 21i i i =+以上几式联立,可得V 7.2o =u平衡电阻为 Ω==k R 18180//60//30图4-29 题4-5图4-6 图4-30所示是一个电压放大倍数连续可调的电路,试问电压放大倍数uf A 的可调围是多少?图4-30 题4-6图解 设滑线变阻器P R 被分为x R 和x P R R -上下两部分。

(完整版)计算机组成原理第4章作业参考答案

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第4章部分习题参考答案【4-4】已知X和Y,试用它们的变形补码计算出X + Y,并指出结果是否溢出(3)X = -0.10110,Y = -0.00001解:[X]补= 1.01010 [Y]补= 1.111111 1 . 0 1 0 1 0+ 1 1 . 1 1 1 1 11 1 . 0 1 0 0 1无溢出,X+Y = -0.10111【4-5】已知X和Y,试用它们的变形补码计算出X - Y,并指出结果是否溢出(3)X = 0.11011,Y = -0.10011解:[X]补= 0.11011 [-Y]补= 0.100110 0 . 1 1 0 1 1+ 0 0 . 1 0 0 1 10 1 . 0 1 1 1 0结果正溢【4-8】分别用原码乘法和补码乘法计算X * Y(1)X = 0.11011,Y = -0.11111法一:原码一位乘算法解:|X| = 0.11011→B |Y| = 0.11111→C 0→AA C 说明1 1 1 1 1C5 = 1, +|X|1 1 1 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|0 1 1 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|1 0 1 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|0 1 0 1 1 部分积右移一位→C5 = 1, +|X|0 0 1 0 1 部分积右移一位→|X * Y| = 0.1101000101Ps = Xs ⊕ Ys = 0 ⊕ 1 = 1X*Y = -0.1101000101法二:补码一位乘算法解:[X]补= 0.11011→B [Y]补= 1.00001→C [-X]补= 1.00101 0→AA C 附加说明0 0. 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0+1 1. 0 0 1 0 1 C4C5 = 10 -|X|1 1. 0 0 1 0 11 1. 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 部分积右移一位→+0 0. 1 1 0 1 1 C4C5 = 01 +|X|0 0. 0 1 1 0 10 0. 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 部分积右移一位→+0 0. 0 0 0 0 0 C4C5 = 00 +00 0. 0 0 1 1 00 0. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 部分积右移一位→+0 0. 0 0 0 0 0 C4C5 = 00 +00 0. 0 0 0 1 10 0. 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 部分积右移一位→+0 0. 0 0 0 0 0 C4C5 = 00 +00 0. 0 0 0 0 10 0. 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 部分积右移一位→+1 1. 0 0 1 0 1 C4C5 = 10 -|X|1 1. 0 0 1 0 1[X*Y]补= 11.0010111011X*Y = -0.1101000101【4-10】计算X/Y(2)X = -0.10101,Y = 0.11011原码恢复余数法:解:|X| = -0.101010→A |Y| = 0.110110→B [-|Y|]补= 1.00101 0→C0 0. 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1. 1 1 0 1 0 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 1 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 商00 1. 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 左移←+1 1. 1 1 0 0 1 -|Y|0 0. 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 >0,商10 0. 1 1 1 1 0 0 0 0 0 1 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|0 0. 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 >0,商10 0. 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1. 0 1 0 1 1 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 0 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 商00 0. 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1.1 0 0 0 1 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 商00 0. 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 左移←+1 1. 0 0 1 0 1 -|Y|1 1. 1 1 1 0 1 <0+0 0. 1 1 0 1 1 +|Y|0 0. 1 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 商0Qs = Xs⊕Ys = 0⊕1 = 1Q = -0.11000,R = 0.11000*2-5【4-11】设浮点数的阶码和尾数部分均用补码表示,按照浮点数的运算规则,计算下列各题(2)X = 2-101*0.101100,Y = 2-100*(-0.101000)解:[X]补= 1011;0.101100[Y]补= 1100;1.011000对阶:△E = Ex – Ey = -5 -(-4)= -1Ex < Ey,将Mx右移一位,Ex+1→Ex[X]’补=1011;0.010110尾数求和:0 0. 0 1 0 1 1 0+1 1. 0 1 1 0 0 01 1. 1 0 1 1 1 0尾数结果规格化:尾数左移1位,阶码减1[X+Y]补=1011;1.011100X+Y = (-0.100100)*2-101减法算法过程略,X-Y = 0.111110 * 2-100【4-13】用流程图描述浮点除法运算的算法步骤设:被除数X = Mx * 2Ex; 除数Y = My * 2 Ey。

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第4章部分习题参考答案
4.1 解释下列术语
⏹存储器最大频宽-存储器连续工作时所能达到的频宽。

⏹存储器实际频宽-存储器实际工作时达到的频宽,它一般小于存储器最大频宽。

⏹模m交叉编址-交叉访问存储器由多个存储体(m个存储模块)组成一个大容量的存
储器,对多个存储体的存储单元采用交叉编址方式,组成交叉访问存储器。

通常有两种交叉编址方式,一是地址的高位交叉编址,一般使用较少转型是低位交叉编址,即由m个存储体组成的低位交叉存储器的存储单元地址的低log2m位称为体号k,高log2n 位称为体内地址j,存储单元地址A的计算公式为:A=m×j×k。

若已知地址A,可计算出对应的体号k=A mod m,体内j=[A/m]地址。

高位交叉编址主要用于扩展常规主存的容量,而低位交叉编址主要用于提高常规主存的访问速度。

⏹程序局部性-程序中对于存储空间90%的访问局限于存储空间的10%的区域中,而另
外10的访问则分布在存储空间的其余90%的区域中。

这就是通常说的程序局部性原理。

访存的局部性规律包括两个方面,一是时间局部性:如果一个存储项被访问,则可能该项会很快被再次访问;二是空间局部性:如果一个存储项被访问,则该项及其邻近的项也可能很快被访问。

⏹虚拟存储器-即“主存-辅存”存储层次,主要目的是为了弥补主存容量的不足,可
以为程序员提供大量的程序空间。

其部分功能采用硬件,其余则由操作系统的存储管理软件来实现,对于系统程序员不透明。

⏹段式管理-把主存按段分配的存储管理方式。

它是一促模块化的存储管理方式,每个
用户程序模块可分到一个段,该程序模块博只能访问分配给该模块的段所对应的主存空间。

段长可以任意设定,并可放大和缩小。

系统中通过一个段表指明保段在主存中的位置。

段表中包括段名(段号)、段起点、装入位和段长等。

段表本身也是一个段。

段一般是程序模块划分的。

⏹页式管理-把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定大小的页,各虚拟页可装入主
存中的不同实际页面位置。

页式存储中,处理机逻辑地址由虚页号和页内地址两部分组成,实际地址也分成页号和页内地址两部分,由地址映像机构将虚页号转换成主存的实页号。

页式管理用一个页表,包括页号、每页在主存的起始位置、装入位等。

页表是虚页号与物理页号的映射表。

页式管理由操作系统进行,对应用程序员是透明的。

⏹段页式管理-是段式管理和页式管理的结合,它将存储空间按逻辑模块分成段,每段
又分成若干个页,访问通过一个段表和若干个页表进行。

目前大多数操作系统采用段页式对存储器进行管理。

⏹地址的映像-对虚拟存储器而言,指多用户程序的虚拟地址与主存地址之间的对应关
系。

对于Cache存储器而言,指主存地址与Cache地址之间的对应关系。

⏹地址的变换-对虚拟存储器而言,指按照地址映像规则将多用户程序的虚拟地址转变
为主存地址的过程,包括把多用户的虚拟地址变换成主存实地址(内部地址变换)或磁盘存储器地址(外部地址变换)。

对于Cache存储器而言,指按照地址映像规则将主存地址转变为Cache地址的过程。

⏹堆栈型替换算法-以任意一个程序的页地址流作为两次主存页面数分配,分另分配m
个主存页面和n个主存页面,并且有mn。

如果在任何时刻t,主存页面数集合Bt都满足关系:,则这类算法称为堆栈型替换算法。

简单地说,堆栈型替换算法的基本思想是:随着分配给程序的主存页面数增加,主存命中率也提高,至少不下降。

⏹Cache存储器-即“Cache-主存”存储层次,主要目的是为了弥补主存速度的不足,
通过在CUP和主存之间增加速度快、容量小、价格较高的Cache,它与主存的构成有机整体,来提高访存速度。

其功能主要采用硬件来实现,对于系统程序员是透明的。

⏹直接映像-主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个地方。

计算公式为:,其
中,b为Cache块号,B是主存块号,C是Cache的块数。

整个Cache地址与主存地址的低位部分完全一样。

⏹组相联映像-主存与Cache按同样大小划分成块,还按同样大小划分成组。

从主存的
组到Cache的组之间采用直接映像,在两个对应的组内部采用全相联映像方式。

⏹写回法-当CPU对Cache写命中时,只修改Cache的内容,而不立即写入主存,只有
当此行被换出时才写回主存。

⏹写直达法-当Cache写命中时,Cache与主存同时发生写修改。

⏹恒预取法-当CPU访问主存时,无论Cache是否命中,都把紧接着访问字所在块的下
一块从主存中取到Cache中。

⏹不命中预取法-当CPU访问存储器时,如果Cache不命中,在把包含访问字的块取到
Cache之后,还把紧接着的下一块也取到Cache中。

⏹环保护-将系统程序和用户程序按访问权限分层。

最内的几层是系统程序层,其外的
几层为用户程序层,级别由里向外逐层降低。

程序各页的环号由操作系统给定,并置
入页表,每个程序都规定了一个上限环号,即可访问的最内层的环号。

环式保护既能保护用户程序的出错而不破坏系统程序的工作,又能使同一用户程序的外层部分的出错不破坏其内层部分。

访问方式保护-对主存信息的使用可以另上读、写和执行3种方式。

4.2 (题目略)
【解】由访问效率计算公式:1
22!11/)1(1
)1(A A A A A A T T H H T H HT T T T e -+=
-+==
,有5
10
)1(1
8.0⋅-+=
H H ,得H =0.9999974999…≈0.9999975。

显然,这样高的命中率是很难达到的,为了不对H 提出过高的要求,可能通过减少相邻两级存储器的访问速度差异,或是减少相邻两级存储器的容量差距来解决,也可以在两级间增加一个中间级来实现。

4.10 (题目略)
【解】(1)(2)采用组相联映像,主存地址和C 地址的格式分别如下图所示:
Cache 有2组,每组2块,Cache 容量为4,组号G 和g 长度为1位,组内块号B 和b 的长度为1位。

每块大小为16B ,如果访存是以字节为寻址单位,块内地址W 和w 的长度为4位。

主存按Cache 大小划分为区,主存容量为8,Cache 容量为4,故主存分2个区,区号E 的长度为1位。

(3)根据组相联映像规则,主存的组到Cache 的组是直接映像,对应的组内块和块之间的全相联映像。

因此,主存和Cache 空间块的映像对应关系以及对应关系表(√为有关系)分别如下表所示。

主存地址格式
Cache 地址格式
第0组第1组第0组第1组第0区
第1区
0组 1组
主存块B0, B1, B4, B5只能映射到Cache块C0, C1任意1块上。

主存块B2, B3, B6, B7只能映射到Cache块C2, C3任意1块上。

(4)组相联映像方式,采用LFU替换算法,Cache的块地址流序列如下:
P=
C0
C1
C2
C3
Cache块命中率H=4/12=1/3
(5)组相联映像方式,采用FIFO替换算法,Cache的块地址流序列如下:
P=
C0
C1
C2
C3
入入入入中中替替中替替中Cache块命中率H=3/12=0.25
(6)组相联映像方式,采用LRU替换算法,Cache的块地址流序列如下:
P=
C0
C1
C2
C3
入入入入中中替替中替替中Cache块命中率H=4/12=1/3
(7)全相联映像方式,采用FIFO替换算法,Cache的块地址流序列如下:
P=
C0
C1
C2
C3
入入入入中中替替中替替中Cache块命中率H=4/12=1/3
全相联映像方式,采用LRU替换算法,Cache的块地址流序列如下:
P=
C0
C1
C2
C3
入入入入中中替替中替替替Cache块命中率H=3/12=0.25。

(8)若在程序执行过程中,每从主存装入一块到Cache,平均要对这个块访问16次。

总的访问次数为:12*16=192,而其中有8次是不命中Cache的,其余则为命中Cache的。

所以Cache 存储单元命中率为H=(12*16-8)/(12*16)≈95.8%
4.17 (题目略)
【解】(1)增大主存容量对Cache的访问时间基本不影响,从而对Cache的等效访问速度基本不影响。

(2)增大Cache的块数(块的大小不变)一般使Cache的命中率上升,从而使下降,并提高Cache的等效访问速度。

(3)增大组组相联的大小(块的大小不变)一般使Cache的命中率上升,从而使下降,并提高Cache的等效访问速度。

(4)增大块的大小(组的大小和Cache总容量不变)一般将使下降,从而提高Cache的等效访问速度。

(5)提高Cache本身器件的访问速度一般将缩短,从而提高Cache的等效访问速度。

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