第6章 并行处理机 习题
并行处理机获奖课件
111 111
111
Cube0
Cube1
Cube2
扩展成超立方体：
有n=log2N个互连函数； Cubei=(bn-1…bi…b0)； 最大连接度=log2N； 结点最大间距=log2N。 应用：几种互连函数反复调用，任意结点间可连接。
2.PM2I单级网络（循环移数网络）
出端编码与连接旳入端结点编码相差2i。
2 2[log2(N+1)-1]
3 log2N
1
动态：没有源开关，借助控制信号重新组合。
单级循环网、多种多级互连网络。
4.设计思绪
根据应用需要（互连网络属性），选择合 理旳特征方式，考虑互连网络旳性能原因， 综合加以合理组合。
目的：低成本、高灵活性、高连接度、低延时、适 合VLSI。
5.互连网络表达
以STARAN网络为例简介。
互换开关：二功能（直通和互换）
拓扑构造：第i级为Cubei； 为何只有三级？
(1)互换功能
入端
控制：级控制(开关为1时互换功能，不然为直通)
0 1 2 3 4 5 6 7
功 能
级控制信号（k2k1k0）
000 001 010 011 100 101 110 111
0
1
2
应用： 屡次调用混洗互换互连函数，可实现任意结点间
旳连接。
4.总结 (1)单级互连网络特征
任一单级互连网络均可表达成N入
N出旳过程。
任一单级互连网络可实现部分结点(一对或几对) 间旳连接，不能实现任意多对结点间旳同步连接。
单级互连网络含义：某些连接措施或拓扑构造。 (2)单级互连网络应用
利用单级互连网络旳特征作为实际IN旳拓扑构造； 经过互换开关作为IN旳可变原因； 经过互换开关屡次控制实现IN旳结点间任意互连。
08系统结构练习题
第一章、概论1、在计算机系统的层次结构中，从低层到高层，各层相对顺序正确的是（ ）。
A ．汇编语言机器级——操作系统机器级——高级语言机器级B ．微程序机器级——传统机器语言机器级——汇编语言机器级C ．传统机器语言机器级——高级语言机器级——汇编语言机器级D ．汇编语言机器级——应用语言机器级——高级语言机器级2、直接执行微指令的是（ ）。
A ．汇编程序B ．编译程序C ．硬件D ．微指令程序3、在计算机的系统结构设计中，提高硬件功能实现的比例会（ ）。
A ．提高硬件利用率B ．提高系统的运行速度C ．减少需要的存储器量D ．提高系统的性能价格比4、在计算机的系统结构设计中，提高软件功能实现的比例会（ ）。
A ．提高解题速度B ．减少需要的存储器量C ．提高系统的灵活性D ．提高系统的性能价格比5、在CISC 中，各种指令的使用频度相差悬殊，大致有以下的结果。
大约有 （比例）的指令使用频度较高，占据了 （比例）的处理机时间。
名词解释：CPI 、 Amdahl 定律、局部性原理、透明性1、 计算机系统的Flynn 分类法是按什么来分类的，共分为哪几类，简要说明各类的特征。
2、如有一个经解释实现的计算机，可以按功能划分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的N 条指令解释。
若执行第一级的一条指令需K ns 时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需用多少时间。
4、用一台40MHZ 处理机执行标准测试程序，它含的混合指令数和相应所需的时钟周期数如下：求有效CPI 、MIPS 速率和程序的执行时间。
5、假设高速缓存Cache 的工作速度为主存的5倍，且Cache 被访问命中的概率为90%，那么采用Cache 后能使整个存储系统获得多高的加速币？6、如果某计算机系统有3个部件可以改进，则这三个部件经改进后的加速比分别为：S1=30，S2=20，S3=10。
（1）如果部件1和部件2改进前的执行时间占整个系统执行时间的比例都为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？36%（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为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？4.1，0.82指令类型 指令数 时钟周期数 整数运算 45000 1 数据传送 32000 2 浮点 15000 2 控制传送 8000 21、RISC思想的精华是。
操作系统6处理机管理习题
第六章处理器管理练习题(一)单项选择题1．多道程序设计系统中，让多个计算问题同时装入计算机系统的主存储器( )。
A．并发执行B．顺序执行C．并行执行D．同时执行2．引入多道程序设计技术后，处理器的利用率( )。
A．有所改善B．极大地提高C．降低了D．无变化，仅使程序执行方便3．计算机系统采用多道程序设计技术后，（)。
A．缩短了每个程序的执行时间B．系统效率随并行工作道数成比例增长C．提高了系统效率D．使用设备时不会发生冲突4．进程是( )。
A．一个系统软件B．与程序概念等效C．存放在内存中的程序D．执行中的程序5.进程的( )和并发性是两个很重要的属性。
A．动态性 B.静态性C．易用性D．顺序性6．( )是完成操作系统功能的进程。
A．用户进程B．系统进程C．并发进程D．编译进程7．可再入程序必须是纯代码，在执行中( )。
A.可以随意改变B．计算结果相同C．自身不改变D．要求输入相同的数据8．已经获得除( )以外所有运行所需资源的进程处于就绪状态。
A主存储器B．打印机C．CPU D．磁盘空间9．在一个单处理器系统中，处于运行态的进程( )。
A．可以有多个B．不能被打断C．只有一个D．不能请求系统调用10.对于一个单处理器系统来说,允许若干进程同时执行，轮流占用处理器．称它们为（)的。
A．顺序执行B．同时执行C．并行执行D．并发执行11．操作系统根据( )控制和管理进程，它是进程存在的标志。
A．程序状态字B．进程控制块C．中断寄存器D．中断装置12．若干个等待占有CPU并运行的进程按一定次序链接起来的队列为( )。
A．运行队列B．后备队列C．等待队列D．就绪队列13．用户从终端上输入一条命令，即产生了( )。
A．程序性中断事件B．外部中断事件C．输入输出中断事件D．自愿性中断事件14．( )的断点是确定的。
A．硬件故障中断B．自愿性中断C．程序性中断D．外部中断15．自愿性中断事件是由( )引起的。
单片机原理及应用第2版课后答案第6章习题答案
单片机原理及应用第2版课后答案第6章习题答案1．异步通信和同步通信的主要区别是什么？MCS-51串行口有没有同步通信功能？答案：异步通信因为每帧数据都有起始位和停止位，所以传送数据的速率受到限制。
但异步通信不需要传送同步脉冲，字符帧的长度不受限制，对硬件要求较低，因而在数据传送量不很大。
同步通信一次可以连续传送几个数据，每个数据不需起始位和停止位，数据之间不留间隙，因而数据传输速率高于异步通信。
但同步通信要求用准确的时钟来实现发送端与接收端之间的严格同步。
MCS-51串行口有同步通信功能。
2．解释下列概念：(1)并行通信、串行通信。
(2)波特率。
(3)单工、半双工、全双工。
(4)奇偶校验。
答案：（1）并行通信：数据的各位同时进行传送。
其特点是传送速度快、效率高，数据有多少位，就需要有多少根传输线。
当数据位数较多和传送距离较远时，就会导致通信线路成本提高,因此它适合于短距离传输。
串行通信：数据一位一位地按顺序进行传送。
其特点是只需一对传输线就可实现通信，当传输的数据较多、距离较远时，它可以显著减少传输线，降低通信成本，但是串行传送的速度慢。
（2）波特率：每秒钟传送的二进制数码的位数称为波特率（也称比特数），单位是bp（bitperecond），即位/秒。
（3）单工：只允许数据向一个方向传送，即一方只能发送，另一方只能接收。
半双工：允许数据双向传送，但由于只有一根传输线，在同一时刻只能一方发送，另一方接收。
全双工：允许数据同时双向传送，由于有两根传输线，在A站将数据发送到B站的同时，也允许B站将数据发送到A站。
（4）奇偶校验：为保证通信质量，需要对传送的数据进行校验。
对于异步通信，常用的校验方法是奇偶校验法。
采用奇偶校验法，发送时在每个字符（或字节）之后附加一位校验位，这个校验位可以是“0”或“1”，以便使校验位和所发送的字符（或字节）中“1”的个数为奇数——称为奇校验，或为偶数——称为偶校验。
接收时，检查所接收的字符（或字节）连同奇偶校验位中“1”的个数是否符合规定。
微型计算机原理作业第六章 习题与思考题
第六章习题与思考题典型例题解析例6-1 试述PC微机中断系统的分类与特点。
答：PC微机系统中断包括硬件（外部）中断和软件（内部）中断两大类。
硬件中断包括不可屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。
它们都由外部硬件产生。
软件中断包括软件中断INT nH和CPU内部特殊中断，它们由内部中断指令或执行程序过程中出现异常产生的。
软件中断又有DOS中断和BIOS中断之分。
硬件中断的特点是：（1）硬中断是外部事件而引起的中断，因此，硬件中断具有随机性和突发性。
（2）在硬件中断响应周期，CPU需要发中断回答信号(非屏蔽硬件中断不发中断回答信号)。
（3）硬件中断的中断号由中断控制器提供(非屏蔽硬件中断的中断号由系统指定为02H)（4）硬件中断一般是可屏蔽的(非屏蔽硬件中断是不可屏蔽的)。
软件中断的特点是：（1）软件中断是执行中断指令而产生的，无需外部施加中断请求信号。
在程序需要调用某个中断服务程序时，只要安排一条相应中断指令，就可转去执行所需要的中断程序，因此，中断的发生不是随机的，而是由程序安排好的。
（2）在软件中断响应周期，CPU不需要发中断回答信号。
（3）软件中断的中断类型号是在指令中直接给出，因此，不需要使用中断控制器。
（4）软件中断是不可屏蔽的。
例6-2 试述可编程控制器8259A的作用。
答：可编程控制器8259A在协助CPU处理中断事务中所起的作用主要是：（1）接受和扩充外部设备的中断请求。
外设的中断请求，并非直接送到CPU，而是通过8259A接受进来，再由它向CPU提出中断请求。
一片8259A可授受8个中断请求，经过级联可扩展到8片8259A，能接受64个中断请求。
（2）进行中断优先级排队。
外设的中断优先级排队，并不是CPU安排，而是由8259A安排的。
即由8259A中断请求输入引脚（IR）的编号决定的。
连到IR0上的外设中断优先级最高，连到IR7上的外设中断优先级最低。
（3）向CPU提供中断类型号。
《操作系统》习题集：第6章 死锁
第6章死锁-习题集一、选择题1.在操作系统中，死锁出现是指（）。
【＊，★，联考】A. 计算机系统发生重大故障B. 资源个数远远小于进程数C. 若干进程因竞争资源而无限等待其他进程释放已占有的资源D. 进程同时申请的资源数超过资源总数2.在（）的情况下，系统出现死锁。
【＊，联考】A. 计算机系统发生了重大故障B. 有多个封锁的进程同时存在C. 若干进程因竞争资源而无休止地相互等待他方释放已占有的资源D. 资源数远远小于进程数或进程同时申请的资源数远远超过资源总数3.当出现（）情况下，系统可能出现死锁。
【＊，联考】A. 进程释放资源B. 一个进程进入死循环C. 多个进程竞争资源出现了循环等待D. 多个进程竞争共享型设备4.为多道程序提供的可共享资源不足时，可能出现死锁。
但是，不适当的（）也可能产生死锁。
【＊＊，联考】A. 进程优先级B. 资源线性分配C. 进程推进顺序D. 分配队列优先权5.采用资源剥夺法可以解除死锁，还可以采用（）方法解除死锁。
【＊，★，联考】A. 执行并行操作B. 撤销进程C. 拒绝分配新资源D. 修改信号量6.死锁产生的原因之一是（）。
【＊，联考】A. 系统中没有采用SPOOLing技术B. 使用的P、V操作过多C. 有共享资源存在D. 资源分配不当7.产生死锁的4个必要条件是：互斥、（）、循环等待和不剥夺。
【＊，联考，？】A. 请求与阻塞B. 请求与保持C. 请求与释放D. 释放与阻塞8.一个进程在获得资源后，只能在使用完资源后由自己释放，这属于死锁必要条件的（）。
【＊，联考】A. 互斥条件B. 请求和释放条件C. 不剥夺条件D. 环路等待条件9.死锁的预防是根据（）而采取措施实现的。
【＊，★，联考】A. 配置足够的系统资源B. 使进程的推进顺序合理C. 破坏死锁的四个必要条件之一D. 防止系统进入不安全状态10.资源的有序分配策略可以破坏死锁的（）条件。
【＊＊，★，联考】A. 互斥B. 请求和保持C. 不剥夺D. 循环等待11.发生死锁的必要条件有4个，要防止死锁的发生，可以通过破坏这4个必要条件之一来实现，但破坏（）条件是不太实际的。
第6章__设备管理习题
第5章设备管理（I/O系统）一、单项选择题1、缓冲技术中的缓冲池在（）中A．主存B．外存C．ROMD．寄存器2、引入缓冲的主要目的是（）。
A．改善CPU和I/O设备之间速度不匹配的情况B．节省内存C．提高CPU的利用率D．提高I/O设备的效率3、CPU输出数据的速度远远高于打印机的打印速度，为了解决这一矛盾，可采用（）A．并行技术B．通道技术C．缓冲技术D．虚存技术4、为了使多个进程能有效地同时处理输入和输出，最好使用（）结构的缓冲技术A．缓冲池B．闭缓冲区环C．单缓冲区D．双缓冲区5、通过硬件和软件的功能扩充，把原来独立的设备改造成能为若干用户共享的设备，这种设备称为（）A．存储设备B．系统设备C．用户设备D．虚拟设备6、如果I/O设备与存储设备进行数据交换不经过CPU来完成，这种数据交换方式是（）A．程序查询B．中断方式C．DMA方式D．无条件存取方式7、中断发生后，应保留（）A．缓冲区指针B．关键寄存器内容C．被中断的程序D．页表8、在中断处理中，输入/输出中断是指（）I．设备出错II。
数据传输结束A．IB．IIC．I和IID．都不是9、中断矢量是指（）A．中断处理程序入口地址B．中断矢量表起始地址C．中断处理程序入口地址在中断矢量表中的存放地址D．中断断点的地址10、如果有多个中断同时发生，系统将根据中断优先级响应优先级最高的中断请求。
若要调整中断事件的响应次序，可以利用（）A．中断向量B．中断嵌套C．中断响应D．中断屏蔽11、设备管理程序对设备的管理是借助一些数据结构来进行的，下面的（）不属于设备管理数据结构。
A．JCBB．DCTC．COCTD．CHCT12、大多数低速设备都属于（）设备A．独享B．共享C．虚拟D．SPOOLING13、（）用作连接大量的低速或中速I/O设备A．数组选择通道B．字节多路通道C．数组多路通道14、（）是直接存取的存储设备A．磁盘B．磁带C．打印机D．键盘显示终端15、以下叙述中正确的为（）A．在现代计算机中，只有I/O设备才是有效的中断源B．在中断处理过程中必须屏蔽中断C．同一用户所使用的I/O设备也可能并行工作D．SPOOLING是脱机I/O系统16、（）是操作系统中采用的以空间换取时间的技术。
操作系统第六章课后习题
1.试说明I/O系统的基本功能。
答：I/O系统第一、二方面的功能是为了方便用户使用I/O设备；第三、四方面的功能是用于提高CPU和I/O设备的利用率；第五、六方面的功能是为用户在共享设备时提供方便，以保证系统能有条不紊的运行，当系统发生错误时能及时发现错误，甚至于能自动修正错误。
2.简要说明I/O软件的四个层次的基本功能。
答：用户层I/O软件，实现与用户交互的接口，用户可直接调用该层所提供的、与I/O 操作有关的库函数对设备进行操作；设备独立性软件，用于实现用户程序与设备驱动器的统一接口、设备命名、设备的保护以及设备的分配与释放等，同时为设备管理和数据传送提供必要的存储空间；设备驱动程序，与硬件直接相关，用于具体实现系统对设备发出的操作指令，驱动I/O设备工作的驱动程序；中断处理程序，用于保存被中断进程的CPU环境，转入相关的中断处理程序进行处理，处理完毕再恢复被中断进程的现场后，返回到被中断的进程。
3.I/O系统接口与软件/硬件（RW/HW）接口分别是什么接口？答：I/O系统接口是I/O系统与上层系统之间的接口，向上层提供对设备进行操作的抽象I/O命令，以方便高层对设备的使用；软件/硬件（RW/HW）接口，它的上面是中断处理程序和用于不同设备的设备驱动程序，它的下面是各种设备的控制器。
4.与设备无关性的基本含义是什么？为什么要设置该层？答：用户不仅可以使用抽象的I/O命令，还可使用抽象的逻辑设备名来使用设备，另一方面，也可以有效地提高OS的可移植性和易适应性，对于OS本身而言，应允许在不需要将整个操作系统进行重新编译的情况下，增加新的设备驱动程序，以方便新的I/O 设备的安装。
5.试说明设备控制器的组成。
答：设备控制器与处理机的接口、设备控制器与设备的接口、I/O逻辑。
6.为了实现CPU与设备控制器间的通信，设备控制器应具备哪些功能？答：接受和识别命令、数据交换、标识和报告设备的状态、地址识别、数据缓冲区、差错控制。
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一、选择题
1、超标量处理机________
A)在一个时钟周期内分时发射多条指令B)只有一个操作部件
C)在一个时钟周期内同时发射多条指令D)只有一个取指部件
2、________属于MIMD系统结构。
A)各处理单元同时受同一个控制单元的管理
B)各处理单元同时接受同一个控制单元送来的指令
C)多处理机和多计算机
D)阵列处理机
3、按弗林(Flynn)提出的计算机系统分类方法，阵列处理机属于( )
A.SISD
B.SIMD
C.MISD
D.MIMD
4、下列关于阵列处理机与流水线处理机特点的描述，不正确
．．．的是( )
A.阵列处理机利用并行性中的同时性，而流水线处理机利用的是时间重叠
B.阵列处理机提高速度主要靠缩短时钟周期，流水线处理机主要靠增大处理单元数
C.阵列处理机使用互连网络来确定处理单元间的连接，而流水线处理机则不是
D.与流水线处理机不同，阵列处理机的结构是和所采用的并行算法紧密联系的
二、填空题
1、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________________的并行性。
2、超长指令字(VLIW)结构是将_______和_______两者相结合。
3、与流水线处理机相比，阵列处理机利用的是____________，而不是时间重叠；利用并行性中的___________，而不是并发性。
4、并行处理机有两种基本结构：和。
5、衡量互连网络性能有两个主要指标：和。
三、名词解释
1、并行处理机
2、超标量处理机
3、超流水线处理机
四、简答题
1、画出具有集中式共享存储器的阵列处理机的基本构形。
P170
2、脉动阵列机的优、缺点？
P177
3、什么是系统结构中的互连网络？
P178
4、什么是互连网络的寻径算法？常见的有哪4中寻径方式？P187－188。