系统结构第五章
计算机系统结构-第五章自考练习题答案
(效率：3/8△t 效率：3/8)同步强化练习一．单项选择题。
1. 重叠机器局部相关的处理方法有两类：推后后续指令对相关单元的读和〔 C 〕。
A.异步流动B.采用顺序流动C.设置相关直接通路D.调整指令流动的顺序2. CRAY-1的流水线是〔 C 〕。
A. 多条单功能流水线B.一条单功能流水线C.一条多功能流水线D.多条多功能流水线3. 指令间的“一次重叠〞是指〔 B 〕。
A.“K 执行〞与“1+K 取指〞重叠B.“1+K 分析〞与“K 执行〞重叠C.“1+K 取指〞与“K 分析〞重叠D. “K 分析〞与“1+K 执行〞重叠4. 指令缓冲器的容量越大，发生指令相关的概率将〔 A 〕。
A.增大B.降低C.不变D.不定5. “取指〞、“分析〞、“执行〞之间的流水属于〔 B 〕。
A.系统级流水B.处理机级流水C.部件级流水D.作业级流水6. 非线性流水线是指〔 B 〕。
A.流水线中某些功能段在各次运算中的作用不同B.一次运算中要屡次使用流水线中的某些功能段C.一次运算中使用流水线的多个功能段D.流水线的各个功能段在各种运算中有不同的组合7. 关于标量流水机的说法有错的是〔 B 〕。
A.没有向量数据表示B.不能对向量数据进展运算C.可对标量数据进展流水处理D.可以对向量、数组进展运算8. 与流水线最大吞吐率有关的是〔 D 〕。
A.最后子过程的时间B.各个子过程的时间C.最快子过程的时间D.最慢子过程的时间9. 在流水线的相关处理中，会发生“写一写〞相关和“先读后写〞相关的是〔 C 〕。
A.猜想法B.顺序流动C.异步流动D.相关专用通路10. 在流水机器中，全局性相关是指〔 D 〕。
A.先读后写相关B.指令相关C.先写后读相关D.由转移指令引起的相关11. IBM360/91机对指令中断的处理方法是〔 A 〕。
A.不准确断点法B.指令复执法C.准确断点法D.对流水线重新调度12. CRAY-1机的两条向量指令V1←V2+V3V4←V1*V5属于〔 B 〕。
第五章呼吸系统--人体结构学
第五章呼吸系统一、大纲要求1. 掌握呼吸道的组成，上、下呼吸道的概念。
2. 掌握鼻旁窦的位置和开口部位。
3. 掌握喉的组成、位置、喉腔的分部。
4. 理解气管、主支气管的位置、形态及微细结构。
5. 理解左、右主支气管的形态区别。
6. 掌握肺的位置、形态和微细结构。
7. 了解支气管肺段。
8. 掌握胸腔、胸膜和胸膜腔的概念。
9. 掌握胸膜与肺的体表投影。
10. 了解纵隔的概念及境界。
11. 理解纵隔的分部及内容。
二、内容概要外鼻鼻前庭鼻腔固有鼻腔：外侧壁有三个鼻甲和三个鼻道鼻上颌窦：最大，开口于中鼻道鼻旁窦蝶窦：开口于蝶筛隐窝额窦：开口于中鼻道1.上呼吸道咽：（略）筛窦：前、中群开口于中鼻道，后群开口于上鼻道位置：颈前部，成人平第5～6颈椎高度甲状软骨：最大，前面有喉结喉软骨：环状软骨：惟一呈环形的软骨杓状软骨：成对结构会厌软骨：有弹性，形成会厌喉腔喉粘膜：形成前庭襞和声襞，声门裂处最狭窄分部：喉前庭、喉中间腔、声门下腔（易水肿）位置：起于环状软骨，向下进入胸腔，至胸骨角平面分叉气管颈部：可在第3～5气管软骨环处进行气管切开分部胸部：位于胸腔内2. 下呼吸道形态：后壁扁平的圆筒形管道主支气管右：粗而短，走行方向较垂直，异物易坠入左：细而长，走行方向较倾斜位置：左、右各一，位于胸腔内，纵隔的两侧一尖：肺尖，突入颈根部，高出锁骨内侧1／3以上2～3cm一底：肺底，即膈面，与膈相邻外侧面：肋面，与肋及肋间肌相邻3.肺形态两面内侧面：纵隔面，与纵隔相邻，中央有肺门前缘：锐利，左肺前缘下部有左肺心切迹三缘下缘：锐利后缘：钝圆体表投影：下缘：锁骨中线交第6肋，腋中线交第8肋，肩胛线交第10肋表面：浆膜间质：肺内的结缔组织、血管、淋巴管及神经肺叶支气管：进入肺叶，左肺2支，右肺3支肺段支气管：进入肺段，两侧肺均为10支4.肺导气部小支气管：有多级，粗细不等（结构）（传导气体）细支气管：直径小于1mm终末细支气管: 可形成完整平滑肌层实质呼吸性细支气管：管壁上开始出现肺泡开口肺泡管：肺泡开口较多，肺泡隔末端有结节状膨大肺泡囊：为几个肺泡的共同开口处，肺泡隔末端无结节状膨大呼吸部上皮Ⅰ型肺泡细胞：扁平形，完成气体交换（气体交换）Ⅱ型肺泡细胞：立方形，分泌表面活性物质肺泡丰富毛细血管网：有利于气体交换肺泡隔弹性纤维：保证肺泡的回缩力肺巨噬细胞：吞噬细菌和灰尘颗粒脏胸膜：贴在肺的表面，并伸入到肺裂中肋胸膜：贴于胸壁内面膈胸膜：贴于膈的上面5.胸膜壁胸膜纵隔胸膜：贴于纵隔的两侧胸膜顶：包在肺尖的表面胸膜腔：左右各一，互不相通，内有少量浆液，呈负压状态前：胸骨后：脊柱胸段境界上：胸廓上口下：膈6.纵隔两侧：纵隔胸膜上纵隔：胸廓上口至胸骨角平面分区前纵隔：胸骨与心包前方之间下纵隔中纵隔：有心及出、入心的大血管根部后纵隔：心包后方与脊柱之间三、测试题（一）名词解释1．上呼吸道2．肺门3．肺根4．肺小叶5．肺泡隔6. 血－气屏障7. 胸膜腔8. 肋膈隐窝9．纵隔（二）填空题1．呼吸系统由_________和________两部分组成，前者功能是___________，后者功能是___________。
第五章 远程教育的系统结构与质量保证
设计远程教育系统需要完成的工作
• 明确设计、开发、发送课程的完整过程和具体任务，并且 充分了解远程教育在过程和任务上的特殊性；
• • • • 选择一种恰当的方式(电子邮件、电话或者信件)来提供学习
• • 设计获取反馈信息的方法，以及检查和评估的方法；
设计远程教育系统需要完成的工作（续）
• 要充分考虑到学习材料不断更新的需要，确保系统具 • 如果远程教育院校计划在其他国家开展远程教育，那
2. 远程教育质量保证的系统观
远程教育的质量保证的特点说明了：
远程教育的质量保证需要远程教育系统各 个环节的质量保证，以及各个环节之间的有机 配合，使系统能够向学生提供优质的教育服务， 从而保证学生能够在远程教育系统的帮助下， 取得社会认可的学习结果。因此，远程教育的 质量保证水平是系统整体水平的体现，要提高 远程教育质量保证的水平，必须从系统的角度， 全面提高所有角色和环节的工作水平，这就是 远程教育质量保证的系统观。
3. 美国网上课程质量保证的指导方针
• 美国网上课程质量保证的指导方针包括：
– 课程发展； – 校部支持； – 教与学的过程； – 课程结构； – 学生支持； – 院系支持； – 评价和评估。
4.
• 印度学者提出的远程教育质量保证体系包括：
(1)课程开发； (2)校部支持； (3)教和学； (4)课程结构； (5)学生支持； (6)院系支持； (7)评价和评估。
(2) 在课程设计、审核的过程中保证学 术标准
（1）考虑到学生的知识、技能和经验，以及学生使用该
（2） （3）列举出哪些学习资源和支持是学生可以直接从远程 教育院校获得的，哪些是需要地方教学站提供给学生的，
（4）充分考虑学习材料的结构和内容，使其能够帮助学
微处理器系统结构与嵌入式系统设计 第五章 答案
5.10 用16K×1位的DRAM芯片组成64K×8位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。
(2) 设存储器读/写周期为0.5μS, CPU在1μS内至少要访问一次。
试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？（1）组建存储器共需DRAM芯片数N=（64K*8）/（16K*1）=4*8（片）。
每8片组成16K×8位的存储区，A13~A0作为片内地址，用A15、A14经2:4译码器产生片选信号，逻辑框图如下（图有误：应该每组8片，每片数据线为1根）（2）设16K×8位存储芯片的阵列结构为128行×128列，刷新周期为2ms。
因为刷新每行需0.5μS，则两次（行）刷新的最大时间间隔应小于：为保证在每个1μS内都留出0.5μS给CPU访问内存，因此该DRAM适合采用分散式或异步式刷新方式，而不能采用集中式刷新方式。
●若采用分散刷新方式，则每个存储器读/写周期可视为1μS，前0.5μS用于读写，后0.5μS用于刷新。
相当于每1μS刷新一行，刷完一遍需要128×1μS＝128μS，满足刷新周期小于2ms的要求；●若采用异步刷新方式，则应保证两次刷新的时间间隔小于15.5μS。
如每隔14个读写周期刷新一行，相当于每15μS刷新一行，刷完一遍需要128×15μS＝1920μS，满足刷新周期小于2ms的要求；需要补充的知识：刷新周期：从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止的时间间隔。
刷新周期通常可以是2ms，4ms或8ms。
DRAM一般是按行刷新，常用的刷新方式包括：●集中式：正常读/写操作与刷新操作分开进行，刷新集中完成。
特点：存在一段停止读/写操作的死时间，适用于高速存储器。
（DRAM 共128行，刷新周期为2ms ，读/写/刷新时间均为0.5μS ）● 分散式：一个存储系统周期分成两个时间片，分时进行正常读/写操作和刷新操作。
第5章 系统工程-结构模型ISM
结构模型ISM(Interpretive Structure Model )邻接矩阵的数学形式 （图论－矩阵）（见后面） 设系统S 有n 个元素， S=［e 1、e 2、…e n ］ 则邻接矩阵A = 111112112212221121212n n n n n nn nS e a a a S e a a a S e a a a nS S S e ee ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦1 当S i 对Sj 有影响 其中各元素 a ij ＝0 当S i 对Sj 无影响这是布尔矩阵，应遵循布尔矩阵运算规则①逻辑和 AUB ＝C （C 为布尔矩阵对应元素）c ija ij Ub ijmax {},ij ij a b②逻辑乘 A B ＝C （C 为布尔矩阵对应元素） cijaijbijmin {},aij bij③A 和B 乘积 AB=D d ij a i1 b 1j a 12b 2j …{}in njik kj i11j i22j in nj 1a b a b =max min(a ,b ),min(a ,b ),,min(a ,b )n k =邻接矩阵的性质①邻接矩阵与系统结构模型图一一对应12345123450000010000100100010000100e e e e e e e e e e ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦③邻接矩阵A 转置后的A T 是与A 相应的结构模型图箭头反过来后的图的相应的邻接矩阵010001010⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦123123000101010e e e e e e ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦③邻接矩阵中如有一列元素都是0（如第I 列），则e i 是系统的源点，如图中的（e 5），如有一行（如K 行）元素全为0，则e k 为汇点，如图中的e 1④如果从e i 出发经k 段支路到达e j ， 我们就说e i 与e j 之间有“长度”为k 的通路存在。
我们计算A K ，得出的n ×n 方阵中各元素表示的便是相应各单元间有无“长度”为k 的通路存在。
吉林大学计算机系统结构题目整合第五章
第五章存储层次知识点汇总存储器层次结构、存储层次性能参数（平均每位价格、命中率、平均访存时间）、存储层次4个问题、CPU 访存地址分割、全相联映像、直接映像、组相联映像、查找方法、替换算法（随机、先进先出、最近最少使用法）、写直达法、写回法、按写分配、不按写分配、Cache性能分析、3C失效（强制失效、容量失效、冲突失效）、Victim Cache、伪相联映像Cache、硬件预取、编译器优化（数组合并、内外循环交换、循环融合、分块）、写缓冲合并、单字宽存储器、多字宽存储器、多体交叉存储器、存储体、虚拟存储器（页式、段式）、快表（TLB）简答题1.单级存储器的主要矛盾是什么？通常采取什么方法来解决？（知识点：多级存储器）答：主要矛盾：(1) 速度越快，每位价格就越高。
(2) 容量越大，每位价格就越低。
(3) 容量越大，速度越慢。
采取多级存储层次方法来解决。
2.“Cache-主存”和“主存-辅存”层次的主要区别是什么？（知识点：存储层次）3.在存储层次中应解决哪四个问题？（知识点：存储层次的四个问题）答：（1）映像规则：当把一个块调入高一层存储器时，可以放到哪些位置上。
（2）查找算法：当所要访问的块在高一层存储器中时，如何找到该块。
（3）替换算法：当发生失效时，应替换哪一块。
（4）写策略：当进行写访问时，应进行哪些操作。
4.地址映像方法有哪几种？它们各有什么优缺点？（知识点：地址映像）（1）全相联映像。
实现查找的机制复杂，代价高，速度慢。
Cache空间的利用率较高，块冲突概率较低，因而Cache的失效率也低。
（2）直接映像。
实现查找的机制简单，速度快。
Cache空间的利用率较低，块冲突概率较高，因而Cache 的失效率也高。
（3）组相联映像。
组相联是直接映像和全相联的一种折中。
5.Cache的3C失效是哪三种失效？针对每种失效给出一种降低失效率的方法。
（知识点：3C失效）答：强制性失效、容量失效、冲突失效。
计算机系统结构(高教版)张晨曦 习题答案 第五章
5.1 解释下列术语多级存储层次：由若干个采用不同实现技术的存储器构成的存储器系统，各存储器处在离CPU不同距离的层次上。
使得靠近CPU的存储器速度较快，容量较小。
整个存储系统的速度接近与离CPU最近的存储器的速度，而容量和每位价格接近于最低层次的容量和价格。
全相联映像：指主存中的任一块可以被放置到Cache中的任意一个位置。
直接映像：指主存中的每一块只能被放置到Cache中唯一的一个位置。
组相联映像：指主存中的每一块可以被放置到Cache中固定的一个组中的任意位置。
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入一个块到Cache中时，会出现该块所映像的Cache块位置已经被占用的情况。
替换算法即解决如何选择替换块的问题。
LRU：最近最少使用法。
选择近期最少被访问的块作为被替换的块。
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。
写回法：只把信息写入Cache中相应的块，该块只有在被替换时才被写回主存。
按写分配法：在写失效时，先把所写单元所在的块从主存调入Cache，然后再进行写入。
不按写分配法：写失效时，直接写入下一级存储器而不将相应的块调入Cache。
命中时间：CPU所要访问的块在Cache中，确认并取走所花费的时间开销。
失效率：CPU一次访存不命中的概率。
失效开销：CPU一次访存不命中，而额外增加的访存开销。
强制性失效：当第一次访问一个块时，该块不在Cache中，需从下一级存储器中调入Cache。
容量失效：如果程序执行执行时所需的块不能全部调入Cache中，则当某些快被替换后，若又重新被访问，就会发生失效。
冲突失效：在组相联或直接映像Cache中，若不多的块映像到同一组中，则会出现该组中某个块被别的块替换，然后又重新被访问的情况。
2：1 Cache经验规则：大小为N的直接映像Cache的失效率约等于大小为N/2的2路组相联Cache的失效率。
计算机系统结构多媒体教程课件_第五章 多处理机系统2
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一、问题由来
• 当每个处理机都有自己专用的cache时， 系统效率提高，但产生cache不一致问题。
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1、共享可写数据引起的不一致
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2、进程迁移引起数据不一致
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2、进程迁移引起数据不一致
• P1、p2都有共享数据X拷贝，p2修改了X，并 采用写通过策略，同时修改内存中的X。当该 进程迁移到P1上，这时P1中仍然是X。
目录表法： （非总线结构）
主存设置目录表〈数据块地址，指示器、标志 位〉，某PE写Cache时，通知指示器中的PE处理。
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5.3.4 多处理机系统的特点
1.结构灵活性 • 相比并行处理机的专用性，多处理机系 统是要把能并行处理的任务、数组，以 及标量都进行并行处理，有较强的通用 性。因此多处理机系统要能适应更多样 化的算法，具有更灵活的结构，以实现 各种复杂的机间互联模式。
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多处理机系统的特点(cont.)
2.程序并行性 • 在多处理机中，并行性存在于指令外部， 即表现在多任务之间。为充分发挥系统 通用性的优点，便要利用多种途径：算 法、程序语言、编译、操作系统以至指 令、硬件等，尽量挖掘各种潜在的并行 性。
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• 有一个4段流水线(如题26图所示。) • 题26图 • 其中，段S1和段S3的执行时间均为200ns， 段S2和段S4的执行时间均为100ns。 • (1)画出连续处理4个数据的处理过程的时空 图； • (2)求出流水线连续处理4个数据的实际吞吐 率和效率。
• 31．在一个5段的单功能流水线处理机上需经9拍 才能完成一个任务，其预约表如题31表所示： • (1)分别写出延迟禁止表F、初始冲突向量C，并 画出流水线状态转移图； • (2)写出流水线的最佳调度方案及对应的最大吞吐 率。
• 27.在一个4段的单功能流水线处理机上需经 7拍才能完成一个任务，其预约表如下： • 题27表 • 拍号n段号K 12345671√√2√√3√√4√√(1)分 别写出延迟禁止表F、初始冲突向量C，并 画出流水线状态转移图； • (2)写出流水线的最佳调度方案及对应的最 大吞吐率。[129頁]
• • • •
7．非线性流水线的特征是（B ） A．一次运算中使用流水线中的多个功能段 B．一次运算中多次使用流水线中的某些功能段 C．流水线中某些功能段在各次运算中的作用不 同 • D．流水线的各功能段在不同的运算中可以有不 同的连接 • 17．解释一条机器指令的微操作可归并成取指令、 __分析___和___执行__三个部分。
• 25.简述超流水线处理机提高指令级并行的方法和 特点。 • （1）在超流水处理机中，每个△T′仍只流出一条 指令，但它的△T′值小，一台度为m超流水线处 理机△T′只是基本机器周期△T的1/m。固此一条 指令需花k.m.△T′的时间，k为一条指令所含的枯 朽机器周期数。只要流水线性能千里马充分发挥， 其并行度就可达m. • (2)在公共的硬件上采用较短的时钟周期，深度流 水来提高速度，需使用多项时钟，时钟频率高达 100MHz~500MHz.没有高速时钟机制，超流水线 处理机是无法实现的。【156页】
• 24．设指令由取 指、分析、执行 和存结果四个子 部件组成，每个 子部件经过时间 为t，连续执行12 条指令。画出在 度m为3的超流水 线处理机上工作 的时空图。
• 26．设有一条3段流水线，各段执行时间依 次为△t、3△t和△t。 • （1）分别计算连续输入3条指令和连续输 入30条指令时的实际吞吐率和效率。 • （2）将瓶颈段细分为3个独立段，各子段 执行时间均为At，分别计算改进后的流水线 连续输入3条指令和连续输入30条指令时的 实际吞吐率和效率。 • （3）比较（1）和（2）的结果，给出结论。
• 24.简述流水线瓶颈子过程的概念。假设有 一个3段的指令流水线如题24图所示，画图 说明消除流水线瓶颈子过程的两种方法。 • 答:流水线中经过时间最长的子过程称为瓶 颈四 个子部件组成，每个子部件经过时间均为Δt， 连续执行4条指令。请画出在度m为3的超长 指令字处理机上工作的时空图。
• 17.指令解释方式中，指令分析部件_和_指令执行部件_____任何时 候都只有相邻两条指令在重叠解释的方式称为一次重叠。【126页】 • 7.静态流水线是指( D ) • A.功能不能改变的流水线 • B.各段之间的连接是固定不变的流水线 • C.可同时执行多种功能的流水线 • D.同时只能完成一种功能的多功能流水线 • 19.流水线按处理的级别可以分为部件级,处理机级和系统级。 • 17．指令解释方式中，指令分析部件和指令执行部件任何时候都只有 相邻两条指令在重叠解释的方式称为__________。 • 19．CRAY-1采用__________方式进行向量的流水处理。
• 23.简述程序的静态再定位和动态再定位的含义及 实现方法。 • 答：（1）静态再定位：在目的程序装入主存时， 通过调用装入程序，用软件方法把目的程序的逻 辑地址变换成物理地址的方法称为静态重定位方 法。（2）动态再定位：在程序执行时，通过地址 加法器将逻辑地址加上基址寄存器的程序基点地 址形成物理地址后进行访存的方法称为动态再定 位 【134页】
• 17.解决重叠和流水中操作数相关的两种基本方法是 _____________法和_猜测_法。 • 17.超标量处理机利用资源重复实现并行处理，超流水线 处理则着重开发_____时间___的并行性。 • 7.指令间“一次重叠”是指( B ) • A.任何时候只是“取指k+1”与“分析k”重叠 • B.任何时候只是“分析k+1”与“执行k”重叠 • C.“取指k+2”、“分析k+1”与“执行k”重叠 • D.若“分析k+1”比“执行k”提前结束，则“执行k+1”可与 “执行k”重叠 • 17.向量的流水处理方式有横向(水平)处理、纵向处理方式 和分组纵横处理方式。
• 解答：（1）延遲禁止表： F＝{1，4，6} • 初始沖突向量：C＝（101001） • 流水线状态转移图：
• （2）流水线的最佳调度方 案如下圖：此時流水線的 最佳調試方案為：（2， 3）,儘管按（3，2）調度 平均延遲也為2.5拍，但實 際流入奇數個任務時的實 際吞吐率不如（2，5）方 案小。 • 最大吞吐率為： Tpmax=1/2.5
• 27.若指令的解释分取指、分析与执行3个阶段， 每阶段的时间相应为t取指、t分析、t执行。分别 写出采用以下解释方式，执行完100条指令所需 时间的一般关系式；并计算当t取指=5、 • t分析=3、t执行=2时的具体结果。 • (1)顺序方式； • (2)仅“执行k”，“分析k+1”，“取指k+2”重叠； • (3)仅“执行k”与“取指k+1”重叠。