北理工计算机体系结构习题解答
北理工《计算机网络》期末考试必备通关指导5
[试题分类]: 66计算机网络1. 什么是网络体系结构？答案: 计算机网络采用层次型体系结构。
将如何分层以及每层协议的集合称为网络体系结构。
题型:问答题知识点: 计算机网络的体系结构难度:22. 什么是网络拓扑结构？答案: 指网络中各组件（计算机等）连接的形式和形状。
题型:问答题知识点: 计算机网络的分类难度:23. 什么是网络协议？答案: 网络中相互通信的计算机所遵守的共同的约定。
题型:问答题知识点: 什么是计算机网络难度:14. 什么是局域网？答案: 覆盖较小的有限地理范围的网络。
其传输率很高，误码率很低，通常属于一个单位私有。
题型:问答题知识点: 局域网概述难度:15. 什么是数据通信？答案: 数字计算机或其他数字终端装置之间的通信。
题型:问答题知识点: 数据通信的基础知识难度:16. 什么是频分多路复用？答案: 将物理信道的有效带宽划分成若干频段，每个频段作为一个独立的信道分别分配给用户，从而实现在一条物理信道上同时传输多个用户的数据的技术。
题型:问答题知识点: 传输技术难度:27. 什么是路由选择？答案: 根据一定的算法和策略，选择一条从源到目的的最佳路由。
题型:问答题知识点: 路由选择难度:28. WAN的中文含义是什么？答案: 广域网。
题型:问答题知识点: 计算机网络的分类难度:19. ISO/OSI的中文含义是什么？答案: 国际标准化组织/开放系统互连。
题型:问答题知识点: 计算机网络的体系结构难度:110. WWW的中文含义是什么？答案: 万维网。
题型:问答题知识点: Internet的发展及其应用难度:111. TCP/IP的中文含义是什么？答案: 传输控制协议/网际协议。
题型:问答题知识点: 计算机网络的体系结构难度:1CD的中文含义是什么？答案: 载波侦听多路访问/冲突检测。
题型:问答题知识点: CSMA/CD和标准难度:113. ATM的中文含义是什么？答案: 异步传输模式。
北京理工大学数据结构编程练习答案
1.一元多项式相加(10分)成绩: 10 / 折扣: 0.8题目说明：编写一元多项式加法运算程序。
要求用线性链表存储一元多项式（参照课本）。
该程序有以下几个功能：1. 多项式求和输入：输入三个多项式，建立三个多项式链表Pa、Pb、Pc（提示：调用CreatePolyn(polynomial &P,int m)。
输出：显示三个输入多项式Pa、Pb、Pc、和多项式Pa+Pb、多项式Pa+Pb+Pc （提示：调用AddPolyn(polynomial &Pa, polynomial Pb), 调用PrintPolyn(polynomial P))。
0. 退出输入：根据所选功能的不同，输入格式要求如下所示（第一个数据是功能选择编号，参见测试用例）：∙ 1多项式A包含的项数，以指数递增的顺序输入多项式A各项的系数（整数）、指数（整数）多项式B包含的项数，以指数递增的顺序输入多项式B各项的系数（整数）、指数（整数）多项式C包含的项数，以指数递增的顺序输入多项式C各项的系数（整数）、指数（整数）∙0 －－－操作终止，退出。
输出：对应一组输入，输出一次操作的结果（参见测试用例）。
∙ 1 多项式输出格式：以指数递增的顺序输出: <系数,指数>,<系数,指数>,<系数,指数>,参见测试用例。
零多项式的输出格式为<0,0>∙0 无输出1.#include<iostream>#include<stdlib.h>using std::cin;using std::cout;using std::endl;struct date{int a;int b;struct date* pnext;};typedef struct date DATE;typedef struct date* PDATE;void output(PDATE p){int f=0;p=p->pnext;while(p!=NULL){if(p->a!=0){f=1;cout<<"<"<<p->a<<","<<p->b<<">";if(p->pnext==NULL)cout<<endl;elsecout<<",";}p=p->pnext;}if(f==0)cout<<"<0,0>"<<endl;}void add(PDATE a,PDATE b,PDATE c){PDATE p1,p2,p3;p1=a;p2=b;p3=c;if(p1!=NULL) p1=p1->pnext; //skip head if(p2!=NULL) p2=p2->pnext;while((p1!=NULL)&&(p2!=NULL)){if(p1->b>p2->b){p3->pnext=(PDATE)malloc(sizeof(DATE));p3=p3->pnext;p3->a=p2->a;p3->b=p2->b;p3->pnext=NULL;p2=p2->pnext;}else if(p1->b<p2->b){p3->pnext=(PDATE)malloc(sizeof(DATE));p3=p3->pnext;p3->a=p1->a;p3->b=p1->b;p3->pnext=NULL;p1=p1->pnext;}else{p3->pnext=(PDATE)malloc(sizeof(DATE));p3=p3->pnext;p3->a=p1->a+p2->a;p3->b=p1->b;p3->pnext=NULL;p1=p1->pnext;p2=p2->pnext;}}//end whileif(p1==NULL)p3->pnext=p2;if(p2==NULL)p3->pnext=p1;}int main(){int flag;int n;PDATE P[6]={NULL};PDATE p=NULL;for(int i=0;i<6;i++){P[i]=(PDATE)malloc(sizeof(DATE));P[i]->a=0;P[i]->b=0;P[i]->pnext=NULL;}cin>>flag;if(flag==1){for(int i=1;i<4;i++){p=P[i];cin>>n;while(n--!=0){p->pnext=(PDATE)malloc(sizeof(DATE));p=p->pnext;cin>>p->a>>p->b;p->pnext=NULL;}output(P[i]);}}add(P[1],P[2],P[4]);output(P[4]);add(P[4],P[3],P[5]);output(P[5]);}0 约瑟夫问题(10分)成绩: 10 / 折扣: 0.80 约瑟夫问题成绩10分折扣0.8(本题要求用循环链表实现)0 ,1, 2, 3题,只能选做三题.约瑟夫问题是一个经典的问题。
北京理工大学计算机基础试题及答案
北京理工大学计算机基础试题及答案一、单选题1、在微型计算机中，常见到的EGA、VGA等是指（）A、微型型号B、显示适配卡类型C、CPU类型D、键盘类型【答案】B2、下列描述中，正确的是（）A、1MB=1000BB、1MB=1000KBC、1MB=1024BD、1MB=1024KB【答案】D3、国内流行的汉字系统中，一个汉字的机内码一般需占（）A、2个字节B、4个字节C、8个字节D、16个字节【答案】A4、32位微机中的32是指该微机（）A、能同时处理32位二进制数B、能同时处理32位十进制数C、具有32根地址总线D、运算精度可达小数点后32位【答案】A5、下列四条叙述中,有错误的一条是（）A、以科学技术领域中的问题为主的数值计算称为科学计算B、计算机应用可分为数值应用和非数值应用两类C、计算机各部件之间有两股信息流,即数据流和控制流D、对信息(即各种形式的数据)进行收集、储存、加工与传输等一系列活动的总称为实时控制【答案】D6、DMA 是实现存储器与（）的直接数据传送。
A、CPUB、存储器C、外部I/O设备D、运算器【答案】C7、下列四种软件中，属于系统软件的是（）A、Word 2000B、WPS 2000C、UCDOS 6.0D、Excel 2000【答案】C8、存储系统中的PROM是指（）A、可编程读写存储器B、可编程只读存储器C、静态只读存储器D、动态随机存储器【答案】B9、计算机软件系统一般包括（）A、操作系统和应用软件B、系统软件和管理软件C、系统软件和应用软件D、操作系统、管理软件和各种工具软件【答案】C10、下列打印机中，打印效果最佳的一种是（）A、点阵打印机B、激光打印机C、热敏打印机D、喷墨打印机【答案】B11、IBM PC/AT 微型机采用的CPU芯片是（）A、Z-80B、8086C、8088D、80286【答案】D12、目前微型计算机中采用的逻辑元件是（）A、小规模集成电路B、中规模集成电路C、大规模和超大规模集成电路D、分立元件【答案】C13、IBM PC/AT 微型机采用的CPU芯片是（）A、Z-80B、8086C、8088D、80286【答案】D14、能对二进制数据进行移位和比较操作的计算机工作部件是（）A、累加器B、运算器C、控制器D、寄存器【答案】B15、软盘与硬盘比较具有（）优点。
北理工《数据结构与算法》在线作业-00003参考答案
北理工《数据结构与算法》在线作业-00003试卷总分:100 得分:100一、单选题(共40 道试题,共100 分)1.若构造一棵具有n个结点的二叉排序树，最坏情况下，其深度不会超过()。
A.n/2B.nC.(n+1)/2D.n+1答案:B2.设有一个矩阵A8×6，以行序为主序存储，a11为第一个元素，其存储地址为1，每个元素占一个地址空间，则a56地址为()。
A.23B.30C.31D.45答案:B3.队列的操作特点是()。
A.先进先出B.后进先出C.先进后出D.只能从队尾出队答案:A4.当待排序列基本有序时，下列排序方法中()最好。
A.直接插入排序B.快速排序C.堆排序D.归并排序答案:A5.已知广义表LS=(A,(B,C,D),E)运用head和tail函数，取出LS中B 的运算()。
A.Gethead(Gethead(LS))B.Gettail(Gethead(LS))C.Gethead(Gethead(Gettail(LS)))D.Gethead(Gettail(LS))答案:C6.以下排序方法中，稳定的排序方法是()。
A.直接插入排序和希尔排序B.直接插入排序和冒泡排序C.希尔排序和快速排序D.冒泡排序和快速排序答案:B7.在一个长度为n的顺序线性表中顺序查找值为x的元素时，查找成功时的平均查找长度（即x与元素的平均比较次数，假定查找每个元素的概率都相等）为().A.nB.n/2C.(n+1)/2D.(n-1)/2答案:C8.n 个顶点的连通图至少有()条边。
A.n-1B.nC.n+1D.0答案:A9.设数组Data[0..m]作为循环队列SQ的存储空间，front为队头指针，rear为队尾指针，则执行出队操作的语句为()A.front=front+1B.front=(front+1)% mC.rear=(rear+1)%mD.front=(front+1)%(m+1)答案:D10.栈与一般的线性表的区别在于()。
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北理工计算机体系结构习题解答
1、合法而稳定的权力在使用得当时很 少遇到 抵抗。 ——塞 ·约翰 逊 2、权力会使人渐渐失去温厚善良的美 德。— —伯克
3、最大限度地行使权力总是令人反感 ；权力 不易确 定之处 始终存 在着危 险。— —塞·约翰逊 4、权力会奴化一切。——塔西佗
5、虽然权力是一头固执的熊，可是金 子可以 拉着它 的鼻子ห้องสมุดไป่ตู้走。— —莎士 比
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
计算机系统结构习题解答
1. 假设一条指令的执行过程分为“取指令”、“分析”和“执行”三段;每一段的时间分别是△t 、2△t 和3△t..在下列各种情况下;分别写出连续执行n 条指令所需要的时间表达式.. ⑴ 顺序执行方式..⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠.. ⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠.. 答：⑴ 顺序执行方式12......12 12T ＝∑=++n1i i i i )t t t (执行分析取址＝n △t ＋2△t ＋3△t ＝6n △t⑵ 仅“取指令”和“执行”重叠12......12 12T ＝6△t ＋∑=+1-n 1i i i )t t (执行分析＝6△t ＋n-12△t ＋3△t ＝5n ＋1△t⑶ “取指令”、“分析”和“执行”重叠△2△t3△t△2△t3△t1 2 34......1 234 1234T ＝6△t ＋∑=1-n 1i i )t (执行＝6△t ＋n-13△t ＝3n ＋3△t2. 一条线性流水线有4个功能段组成;每个功能段的延迟时间都相等;都为△t..开始5个任务;每间隔一个△t 向流水线输入一个任务;然后停顿2个△t;如此重复..求流水线的实际吞吐率、加速比和效率.. 答：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15...1 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151 2 3 4 56 7 8 9 1011 12 13 14 151 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23我们可以看出;在7n+1Δt 的时间内;可以输出5n 个结果;如果指令的序列足够长n →∞;并且指令间不存在相关;那么;吞吐率可以认为满足：加速比为：从上面的时空图很容易看出;效率为：3. 用一条5个功能段的浮点加法器流水线计算∑==101i i A F ..每个功能段的延迟时间均相等;流水线的输出端与输入端之间有直接数据通路;而且设置有足够的缓冲寄存器..要求用尽可能短的时间完成计算;画出流水线时空图;计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率..答：首先需要考虑的是“10个数的和最少需要做几次加法”;我们可以发现;加法的次数是不能减少的：9次；于是我们要尽可能快的完成任务;就只有考虑如何让流水线尽可能充满;这需要消除前后指令之间的相关..由于加法满足交换律和结合律;我们可以调整运算次序如以下的指令序列;我们把中间结果寄存器称为R;源操作数寄存器称为A;最后结果寄存器称为F;并假设源操作数已经在寄存器中;则指令如下：I1：R1←A1+A2I2：R2←A3+A4I3：R3←A5+A6I4：R4←A7+A8I5：R5←A9+A10I6：R6←R1+R2I7：R7←R3+R4I8：R8←R5+R6I9：F←R7+R8这并不是唯一可能的计算方法..假设功能段的延迟为Δt..时空图如下图中的数字是指令号：1234567891234567891234567891234567891 2 3 4 5 6 7891 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21整个计算过程需要21Δt;所以吞吐率为： 加速比为： 效率为：4. 一条线性静态多功能流水线由6个功能段组成;加法操作使用其中的1、2、3、6功能段;乘法操作使用其中的1、4、5、6功能段;每个功能段的延迟时间均相等..流水线的输出端与输入端之间有直接数据通路;而且设置有足够的缓冲寄存器..用这条流水线计算向量点积i 60i i b a B A ⨯=⨯∑=;画出流水线时空图;计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率.. 答：我们安排运算次序如下：把中间结果寄存器称为R;源操作数寄存器称为A 、B;最后结果寄存器称为F;并假设源操作数已经在寄存器中;则指令如下：I1： R0←A0B0 I8： R7←R0+R1 I2： R1←A1B1 I9：R8←R2+R3I3： R2←A2B2 I10： R9←R4+R5 I4： R3←A3B3 I11： R10←R6+R7 I5： R4←A4B4 I12： R11←R8+R9 I6： R5←A5B5I13： F ←R10+R11I7： R6←A6B6假设功能段的延迟为Δt..时空图如下图中的数字是指令号：1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112131 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12138 9 1011 12131 2 3 4 5 6 78 9 10 11 12131 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 整个计算过程需要24Δt;所以吞吐率为： 加速比为： 效率为：5. 一条有三个功能段的流水线如下图..每个功能段的延迟时间均相等;都为△t..其中功能段S 2的输出要返回到它自己的输入端循环一次..⑴ 如果每间隔一个△t 向流水线的输入端连续输入新任务;问这条流水线会发生什么情况⑵ 求这条流水线能够正常工作的最大吞吐率、加速比和效率.. ⑶ 有什么办法能够提高这条流水线的吞吐率;画出新的流水线.. 答：△t △t △t⑴如果每间隔一个△t向流水线的输入端连续输入新任务;流水线S2功能段存在资源冲突..见下表：⑵每间隔两个△t向流水线的输入端连续输入新任务如见下表所示可获得最佳性能..我们可以看出：在2n+2Δt的时间内;可以输出n个结果;如果指令的序列足够长n→∞;并且指令间不存在相关;那么;吞吐率为：加速比为：效率为：⑶如要提高这条流水线的吞吐率;可采用：将功能段S2重复设置一次;见下图：6. 一条有4个功能段的非线性流水线;每个功能段的延迟时间都相等;都为20ns;它的预约表如下：⑴ 写出流水线的禁止向量和初始冲突向量.. ⑵ 画出调度流水线的状态图..⑶ 求流水线的最小启动循环和最小平均启动距离.. ⑷ 求平均启动距离最小的恒定循环.. ⑸ 求流水线的最大吞吐率..⑹ 按照最小启动循环连续输入10个任务;求流水线的实际吞吐率.. ⑺ 画出该流水线各功能段之间的连接图.. 答： ⑴禁止向量F=6;4;2；冲突向量C=101010..输入△t⑵⑶∴流水线的最小启动循环为：1;7或3;5或5;3;最小平均启动距离为4..⑷由上表可知：平均启动距离最小的恒定循环为5..⑸采用最小平均启动距离为4的最小启动循环可获得流水线的最大吞吐率;以1;7为例：其他类似;最大吞吐率皆相同当任务数为偶数2n 时： 当任务数为奇数2n+1时： ∴ 流水线的最大吞吐率为：)s /(M 5.12ns2041t 41任务=⨯=∆ ⑹10个任务的实际吞吐率：利用上式可得偶数个任务TP 10=1/4△t=12.5M 任务/s.. ⑺该流水线的连接图为：7.一条由4个功能段组成的非线性流水线的预约表如下;每个功能段的延迟时间都为10ns..47⑴ 写出流水线的禁止向量和初始冲突向量.. ⑵ 画出调度流水线的状态图..⑶ 求流水线的最小启动循环和最小平均启动距离..⑷ 在流水线中插入一个非计算延迟功能段后;求该流水线的最佳启动循环及其最小平均启动距离..⑸ 画出插入一个非计算延迟功能段后的流水线预约表5行8列.. ⑹ 画出插入一个非计算延迟功能段后的流水线状态变换图.. ⑺ 分别计算在插入一个非计算延迟功能段前、后的最大吞吐率.. ⑻ 如果连续输入10个任务;分别计算在插入一个非计算延迟功能段前、后的实际吞吐率.. 答： ⑴禁止向量F=5;2;1；冲突向量C=10011..⑵⑶i=466最小启动循环为3;最小平均启动距离为3..⑷插入一个非计算延迟功能段后;最小平均启动距离为2因为预约表中每行至多2个×;相应地可改进最小启动循环为2..⑸⑹流水线的禁止向量为1;3;7;流水线的冲突向量为1000101;流水线的状态图如下：6C0-C065C0-C2-C255;4C0-C2 4.55;6C0-C2 5.5流水线的最小启动循环为2;最小平均启动距离为2..⑺插入前：插入后：⑻连续输入10个任务;插入前的实际吞吐率为：连续输入10个任务;插入后的实际吞吐率为：8. 在流水线处理机中;有独立的加法操作部件和乘法操作部件各一个;加法操作部件为4段流水线;乘法操作部件6段流水线;都在第一段从通用寄存器读操作数;在最后一段把运算结果写到通用寄存器中..每段的时间长度都相等;都是一个时钟周期..每个时钟周期发出一条指令..问可能发生哪几种数据相关写出发生相关的指令序列;分析相关发生的原因;并给出解决相关的具体办法..答：可能的数据相关性有：⑴“先写后读”RAW相关Read After 加法写..原因：还没有写好就已经读取寄存器中的数据了..DADD R1;R2;R3 ；R2＋R3→R1DSUB R4;R1;R5 ；R1－R5→R4Read After 乘法写..原因：还没有写好已经读取寄存器中的数据了..DMUL R1;R2;R3 ；R2×R3→R1DSUB R4;R1;R5 ；R1－R5→R4本相关在流水线顺序执行和乱序执行时都可能发生..解决的方法是：利用编译程序调整指令的次序方法；延迟执行是避免数据相关最简单的方法；建立寄存器之间的专用路径..⑵“写—写”WAW相关Write After 乘法写..原因：后写的反而早执行乘法所化的时间长;后面一个写任务反而先完成;使最后写入的内容不正确..DMUL R1;R2;R3 ；R2×R3→R1DSUB R1;R4;R5 ；R4－R5→R1本相关只有在流水线乱序执行时才可能发生..解决的方法是：寄存器换名..⑶“先读后写”WAR相关Write After 任何读..原因：前面的读操作因为某种原因被推迟;要读的内容被后面的写操作修改了..DSUB R4;R1;R5 ；R1－R5→R4DADD R1;R2;R3 ；R2＋R3→R1本相关只有在流水线乱序执行时才可能发生..解决的方法是：寄存器换名..9. 在下列不同结构的处理机上运行8×8的矩阵乘法C=A×B;计算所需要的最短时间..只计算乘法指令和加法指令的执行时间;不计算取操作数、数据传送和程序控制等指令的执行时间..加法部件和乘法部件的延迟时间都是3个时钟周期;另外;加法指令和乘法指令还要经过一个“取指令”和“指令译码”的时钟周期;每个时钟周期为20ns;C 的初始值为“0”..各操作部件的输出端有直接数据通路连接到有关操作部件的输入端;在操作部件的输出端设置有足够容量的缓冲寄存器..⑴处理机内只有一个通用操作部件;采用顺序方式执行指令..⑵单流水线标量处理机;有一条两个功能的静态流水线;流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期;加法操作和乘法操作各经过3个功能段..⑶多操作部件处理机;处理机内有独立的乘法部件和加法部件;两个操作部件可以并行工作..只有一个指令流水线;操作部件不采用流水线结构..⑷单流水线标量处理机;处理机内有两条独立的操作流水线;流水线每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期..⑸超标量处理机;每个时钟周期同时发射一条乘法指令和一条加法指令;处理机内有两条独立的操作流水线;流水线的每个功能段的延迟时间均为一个时钟周期..⑹超流水线处理机;把一个时钟周期分为两个流水级;加法部件和乘法部件的延迟时间都为6个流水级;每个时钟周期能够分时发射两条指令;即每个流水级能够发射一条指令..⑺超标量超流水线处理机;把一个时钟周期分为两个流水级;加法部件和乘法部件延迟时间都为6个流水级;每个流水级能够同时发射一条乘法指令和一条加法指令..答：要完成上面的矩阵乘法;需要完成的乘法数目为8×8×8=512次；需要完成的加法数目为8×8×7=448次；下面分析处理机的结构会给性能带来什么样的影响..⑴通用操作部件采用顺序方式执行顺序执行时;每个乘法和加法指令都需要5个时钟周期取指令、指令分析、指令执行；所以所需要的时间为：⑵单流水线标量处理机;有一条两个功能的静态流水线因为有足够的缓冲寄存器;所以我们可以首先把所有的乘法计算完;并通过调度使加法流水线不出现停顿;所以所需要的时间为：123456785135145155165175189639649659661=①+②、2=1+③、3=2+④、4=3+⑤、5=4+⑥、6=5+⑦、7=6+⑧⑶多操作部件处理机;只有一条指令流水线由于只有一条指令流水线;所以只能一个时钟周期发射一条指令；由于操作部件不采用流水线;对于结果C矩阵的第一个元素;首先执行2次乘法;然后乘法和加法并行执行7次;此时C矩阵的第一个元素出来了;然后加法运算停顿3个时钟周期;再开始与乘法并行执行运算7次;如此下去;直到C的64个元素都出来..故执行时间为：⑷单流水线标量处理机;处理机内有两条独立的操作流水线由于只有一条指令流水线;所以只能一个时钟周期发射一条指令；对于乘法运算不存在数据相关;对于加法运算有数据相关;由于存在足够的缓冲寄存器;我们可以通过合适的调度消除加法的数据相关..因此;最佳情况下的执行时间为：12345678910111213141516171819202122 1=①+②、2=1+③、3=2+④、4=3+⑤、5=4+⑥、6=5+⑦、7=6+⑧⑸超标量处理机同一时钟周期可以有一条乘法指令和一条加法指令同时发射;对于乘法运算不存在数据相关性;对于加法运算有数据相关性;由于存在足够的缓冲寄存器;当运算完所有的乘法运算后;还要做一次加法运算..因此执行时间为：12345678910111213141516171819202122 1=①+②、2=1+③、3=2+④、4=3+⑤、5=4+⑥、6=5+⑦、7=6+⑧⑹超流水线处理机每个时钟周期发射两条指令;加法部件和乘法部件都为6个流水级..事实上相当于将时钟周期变成了10ns;而加法和乘法流水线变成了6级..因此执行时间为：⑺超标量超流水线处理机一个时钟周期分为两个流水级;加法部件和乘法部件都为6个流水级;每个流水级能同时发射一条加法和一条乘法指令..综合⑸和⑹的分析;我们可以知道;执行时间为：。
计算机体系结构课后答案
计算机体系结构课后答案【篇一：计算机体系结构习题(含答案)】1、尾数用补码、小数表示，阶码用移码、整数表示，尾数字长p=6（不包括符号位），阶码字长q=6（不包括符号位），为数基值rm=16，阶码基值re=2。
对于规格化浮点数，用十进制表达式写出如下数据（对于前11项，还要写出16进值编码）。
（1）最大尾数（8）最小正数（2）最小正尾数（9）最大负数（3）最小尾数（10）最小负数（4）最大负尾数（11）浮点零（5）最大阶码（12）表数精度（6）最小阶码（13）表数效率（7）最大正数（14）能表示的规格化浮点数个数2．一台计算机系统要求浮点数的精度不低于10-7.2，表数范围正数不小于1038，且正、负数对称。
尾数用原码、纯小数表示，阶码用移码、整数表示。
(1) 设计这种浮点数的格式(2) 计算（1）所设计浮点数格式实际上能够表示的最大正数、最大负数、表数精度和表数效率。
3．某处理机要求浮点数在正数区的积累误差不大于2-p-1 ，其中，p是浮点数的尾数长度。
(1) 选择合适的舍入方法。
(2) 确定警戒位位数。
(3) 计算在正数区的误差范围。
4．假设有a和b两种不同类型的处理机，a处理机中的数据不带标志符，其指令字长和数据字长均为32位。
b处理机的数据带有标志符，每个数据的字长增加至36位，其中有4位是标志符，它的指令数由最多256条减少到不到64条。
如果每执行一条指令平均要访问两个操作数，每个存放在存储器中的操作数平均要被访问8次。
对于一个由1000条指令组成的程序，分别计算这个程序在a处理机和b处理机中所占用的存储空间大小（包括指令和数据），从中得到什么启发？5．一台模型机共有7条指令，各指令的使用频率分别为35%，25%，20%，10%，5%，3%和2%，有8个通用数据寄存器，2个变址寄存器。
(1) 要求操作码的平均长度最短，请设计操作码的编码，并计算所设计操作码的平均长度。
6．某处理机的指令字长为16位，有双地址指令、单地址指令和零地址指令3类，并假设每个地址字段的长度均为6位。
北京理工大学数据结构试题及答案
北京理工大学数据结构 10 年期末试题数据结构试卷（一）、单选题（每题 2 分，共 20 分）1. 栈和队列的共同特点是 （）。
A. 只允许在端点处插入和删除元素B. 都是先进后出C. 都是先进先出D. 没有共同点2. 用链接方式存储的队列，在进行插入运算时 （）.A. 仅修改头指针B. 头、尾指针都要修改C.仅修改尾指针D.头、尾指针可能都要修改10.设有 6个结点的无向图,该图至少应有 （）条边才能确保是一个连通图。
A.5B.6C.7D.8二、填空题（每空 1 分,共 26 分）1. 通常从四个方面评价算法的质量： ____________ 、 ________ 、 ________ 和 __________ 。
2. 一个算法的时间复杂度为（n 3+n 2log 2n +i4n ）/n 2，其数量级表示为 ____________ 。
3. 假定一棵树的广义表表示为A （ C ，D （ E ，F ，G ），H （ I ，J ）），则树中所含的结点数为 __________ 个，树的深度为 ____________ 树的度为 __________ 。
4. 后缀算式 9 2 3 +- 10 2 / -的值为 _________ 。
中缀算式（ 3+4X ） -2Y/3 对应的后缀算式 为 ________________________________ 。
5.若用链表存储一棵二叉树时， 每个结点除数据域外， 还有指向左孩子和右孩子的两个指 针。
在这种存储结构中， n 个结点的二叉树共有 ___________ 个指针域，其中有 ________ 个 指针域是存放了地址，有 __________________ 个指针是空指针。
3. 4. 5. 以下数据结构中哪一个是非线性结构？ （）A. 队列B. 栈C. 线性表D. 二叉树设有一个二维数组 A [m ][n ],假设A [0][0]存放位置在644伽A [2][2]存放位置在676（io ）， 每个元素占一个空间，问A ．688B ． 树最适合用来表示 （A.有序数据元素A [3][3]（IO ）存放在什么位置？脚注（io 表示用10进制表示。
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平均码长为 [log214] + 1 = 4 2、Huffman编码
首先构造Huffman树
31
第2章 指令系统 1.00
0.43
0.57
0.19
0.24
0.27
0.3
0.08 0.11 0.12 0.12
3
3 0.13 0.14 0.15 0.15
0.04 0.04
0.15 111001
0.14 111010
0.13 111011
0.12 111100
0.11 111101
0.04 111110
35
指令使用频度
0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01
第2章 指令系统
平均码长为 ∑Pi*Li = (0.15+0.15+0.14+0.13 + 0.12+0.11+0.04)×3 + (0.04+0.03+0.03+0.02 + 0.02+0.01+0.01)×6 =3.48
• 透明性
– 本来存在的事物或属性，从某个角度看却好 象不存在
• 软件兼容
– 程序可以不加修改地运行在各档机器上，区 别仅在于运行时间不同
– 它分为向上兼容和向下兼容，以及向前兼容 和向后兼容
5
第1章 基础知识
• 模拟
–用一种机器(A)的机器语言解释 实现另一种机器(B)的指令系统， 使A具有B的指令系统，从而实 现软件移植的方法。被模拟的 机器称为虚拟机，模拟用的机 器称为宿主机，解释程序称为
计算机体系结构
习题解答
1
第1章 基础知识
• 翻译
–先用转换程序将高一级机器级 上的程序整个地变换成低一级 机器级上可运行的等效程序， 然后再在低一级机器级上去实 现的技术 2
第1章 基础知识
• 解释
–在低一级机器级上用它的一串 语句或指令来仿真高一级机器 上的一条语句或指令的功能， 通过对高一级机器语言程序中 的每条语句或指令逐条解释来 实现的技术
33
第2章 指令系统
• 3、只有两种码长的扩展操作码编码 使用频度高的用短代码表示。根据 Huffman编码和指令使用频度，可以设计 出具有3位和6位码长的操作码。操作码 编码如下：
34
第2章 指令系统
编码
000 001 010 011 100 101 110
指令 使用 频度
编码
0.15 111000
36
3-5位操作码编码如下：
编码
000 001 010 011 100 101
指令 使用 频度
0.15 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11
编码
11000 11001 11010 11011 11100 11101 11110 1111137
指令使用频度
0.04 0.04 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 0.01
0.05
4
0.07 3
3
33
0.02 0.02 0.02 0.03 0.03 0.04
5
5
555
0.01 0.01
6
6
32
第2章 指令系统
平均码长为 ∑Pi*Li = (0.01+0.01)×6 + (0.02+0.02+0.03+0.03+0.04)×5 + 0.04×4 + (0.11 + 0.12 + 0.13 + 0.14 + 0.15+0.15)×3 =3.38
解：
S
1
20
(1 F) F / 20 20 19 F
18
在习题1-9中，为达到加速比2，可向量化的百
分比应为多少?
解：
2
1
(1 F) (F / 20)
10 F 0.53
19 19
1-10 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：
指令类型 指令数 时钟周期数
40
第2章
（1）最优Huffman H=- ∑Pi×log2Pi
=0.25×2+0.20×2.322+0.15×2.737+ ……
=2.96
41
I10
I9
I8
I7
I6
I5
I4
I3
I2
0.02
0.03
0.04
0.05
0.08
0.08
0.10
0.15
0.20
1
1 0
0
0.05
0.09
1
0
1
0
0.17
6
第1章 基础知识
• 仿真
–用一种机器(A)的微程序直接解 释实现另一种机器(B)的指令系 统，从而实现软件移植的方法
–被仿真的机器称为目标机，进 行仿真的机器称为宿主机，解 释微程序机器称为仿真微程序
7
第1章 基础知识
• 并行性
–指可以同时进行运算或操作的 特性，它有两重含义：
• 同时性：同一时刻发生 • 并发性：同一时间间隔内发生
43
指令 I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7 I8 I9 I10
概率 0.25 0.20 0.15 0.10 0.08 0.08 0.05 0.04 0.03 0.02
Huffman 00 10 010 110 0110 1110 01110 01111 11110 11111 44
I9
I10
8
第1章 基础知识
• 系列机
– 同一厂家生产的具有相同系统结构、但有不 同组成和实现的一系列不同型号的机器
兼容机 – 不同厂家生产的具有相同系统结构、但有不
同组成和实现的一系列不同型号的机器
9
第1章 基础知识
• 紧耦合系统
– 多台计算机之间通过总线或高速开关互连， 共享主存，并有较高的信息传输速率的多机 系统
0.13
1
0
0
1
0.23
0.32
1
0
0
1
0.43 1
0.57 0
1.00
42
I1 0.25
(2) 采用最小概率合并法 H’=∑Pi×Li
=0.25×2+0.20×2+0.15×3+0.10×3+ 0.08×4+0.08×4+0.05×5+0.04×5+ 0.03×5+0.02×5 =2.99
信息冗余=1-2.96/2.99=1%
3
第1章 基础知识
• 计算机系统结构
– 程序员所看到的计算机的属性，即程序员为 编写出能在机器上正确运行的程序所必须了 解到的机器的概念性结构和功能特性。从层
次结构出发，计算机系统结构指层次
结构中传统机器级的系统结构，研究的是软、 硬件之间的功能分配，以及对传统机器级界 面的定义
4
第1章 基础知识
指令 概率 Huffman 2/8扩展 3/7扩展
I1 0.25
I2 0.20
I3 0.15
I4 0.10
I5 0.08
I6 0.08
I7 0.05
I8 0.04
I9 0.03
I10 0.02
39
（1）计算这10条的操作码最短平均长度。 （2）采用Huffman编码法编写这10条指令的 操作码，并计算操作码的平均长度和信息冗 余量。 （3）采用2/8扩展编码法编写这10条指令的操 作码，并计算操作码的平均长度和信息冗余 量。 （4）采用3/7扩展编码法编写这10条指令的操 作码，并计算操作码的平均长度和信息冗余 量。
整数运算 45000
1
数据传送 32000
2
浮点
15000
2
控制传送
8000
2
求有效CPI、MIPS速率和程序的执行时 间。
20
[解答]
C＝P(I4=50i0n10(*C1P+I3i 2*0II0Ci0)*2+15000*2+8000*2)/
(45000+32000+15000+8000) = 1.55周期/指令
(b)
MIPS
f CPI *106
40MHZ 2.24 *106
17.86
23
第2章 指令系统
• 数据表示
–由硬件直接识别和引用的数据 类型
24
第2章 指令系统
• 动态再定位
– 动态再定位采用基址寻址方法。当把 程序装入主存时，对程序不做任何修 改（变换），直接装入主存，同时将 程序在主存中的起始地址a存入对应该 道程序的基址寄存器。在执行指令时， 通过地址加法器将逻辑地址加上基址 寄存器的内容(程序基点地址)，形成物 理地址，然后访存
27
第2章 指令系统
• RISC
– 减少指令总数，简化指令功能，以降低硬件 设计的复杂度，提高指令的执行速度。按这 种途径和方向发展，会使机器的指令系统精 炼简单，因此称采用这种途径设计而成的 CPU的计算机为精简指令集计算机RISC
28
第2章 指令系统
2-1 • 数据表示是指由硬件直接识
别和引用的数据类型
指令类型
CPI
指令混合比
算术和逻辑
1
60%
高速缓存命中的加载/存储 2
18%
转移
4
12%
高速存储缺失的存储器访问 8
10%
(a)计算在单处理机上用上述跟踪数据运行程序的平均CPI。