计算机科学导论(第4版)习题答案-第2章计算机体系结构与组织(答案).doc

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计算机操作系统(第四版)课后习题答案第二章

计算机操作系统(第四版)课后习题答案第二章

第二章1.什么是前趋图?为什么要引入前趋图?答:前趋图(PrecedenceGraph)是一个有向无循环图,记为DAG(DirectedAcyclicGraph),用于描述进程之间执行的前后关系。

2.画出下面四条诧句的前趋图:S1=a:=x+y;S2=b:=z+1;S3=c:=a-b;S4=w:=c+1;答:其前趋图为:3.4.5.6.a.未建立任何进程的程序,都不能作为一个独立的单位来运行。

7.试说明PCB的作用?为什么说PCB是进程存在的唯一标志?a.PCB是进程实体的一部分,是操作系统中最重要的记录型数据结构。

PCB中记录了操作系统所需的用于描述进程情况及控制进程运行所需的全部信息。

因而它的作用是使一个在多道程序环境下不能独立运行的程序(含数据),成为一个能独立运行的基本单位,一个能和其它进程并发执行的进程。

b.在进程的整个生命周期中,系统总是通过其PCB对进程进行控制,系统是根据进程的PCB而不是任何别的什么而感知到该进程的存在的,所以说,PCB是进程存在的唯一标志。

11.试说明进程在三个基本状态之间转换的典型原因。

答:(1)就绪状态→执行状态:进程分配到CPU资源(2)执行状态→就绪状态:时间片用完(3)执行状态→阻塞状态:I/O请求(4)阻塞状态→就绪状态:I/O完成12.为什么要引入挂起状态?该状态有哪些性质?答:引入挂起状态处于五种不同的需要:终端用户需要,父进程需要,操作系统需要,对换需要和负荷调节需要。

处于挂起状态的进程不能接收处理机调度。

10.在3)。

17.在撤销一个进程时所要完成的主要工作是什么?答:(1)根据被终止进程标识符,从PCB集中检索出进程PCB,读出该进程状态。

(2)若被终止进程处于执行状态,立即终止该进程的执行,臵调度标志真,指示该进程被终止后重新调度。

(3)若该进程还有子进程,应将所有子孙进程终止,以防它们成为不可控进程。

(4)将被终止进程拥有的全部资源,归还给父进程,或归还给系统。

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)

计算机操作系统(第四版)1-8章-课后答案(全)第四版计算机操作系统课后答案第一章1. 操作系统的定义操作系统是一种软件,它管理着计算机系统的硬件和软件资源,并为用户和应用程序提供接口,以方便他们的使用。

2. 操作系统的功能操作系统具有以下功能:- 进程管理:负责创建、执行和终止进程,并管理它们的资源分配。

- 存储管理:管理计算机系统的内存资源,包括内存分配、虚拟内存和页面置换等。

- 文件系统管理:管理计算机系统中的文件和文件夹,包括文件的存储、读写和保护等。

- 设备管理:负责管理计算机系统中的各种设备,如打印机、键盘和鼠标等。

- 用户接口:提供用户与计算机系统进行交互的接口,如命令行界面和图形用户界面。

3. 操作系统的类型操作系统可以分为以下类型:- 批处理操作系统:按照一系列预先定义的指令集来运行任务。

- 分时操作系统:多个用户可以同时使用计算机系统。

- 实时操作系统:对任务的响应时间要求非常高,用于控制系统和嵌入式系统。

- 网络操作系统:支持多台计算机之间的通信和资源共享。

- 分布式操作系统:在多台计算机上分布式地管理和调度任务。

第二章1. 进程与线程的区别进程是计算机系统中正在运行的程序实例,而线程是进程内的一个执行单元。

进程拥有独立的地址空间和资源,而线程共享进程的地址空间和资源。

多个线程可以在同一进程内并发执行,从而提高系统的效率和资源利用率。

2. 进程的状态转换进程可以处于以下状态:- 创建状态:进程正在被创建。

- 就绪状态:进程准备好执行,等待分配CPU资源。

- 运行状态:进程占用CPU资源执行。

- 阻塞状态:进程等待某种事件发生。

- 终止状态:进程完成执行或被终止。

3. 进程调度算法操作系统使用进程调度算法来决定哪个进程应该被执行。

常见的调度算法有:- 先来先服务(FCFS)调度算法:按照进程到达的顺序进行调度。

- 最短作业优先(SJF)调度算法:选择运行时间最短的进程进行调度。

计算机体系结构课后习题原版答案-张晨曦着

计算机体系结构课后习题原版答案-张晨曦着

第1章计算机系统结构的基本概念1.1 解释下列术语层次机构:按照计算机语言从低级到高级的次序,把计算机系统按功能划分成多级层次结构,每一层以一种不同的语言为特征。

这些层次依次为:微程序机器级,传统机器语言机器级,汇编语言机器级,高级语言机器级,应用语言机器级等。

虚拟机:用软件实现的机器。

翻译:先用转换程序把高一级机器上的程序转换为低一级机器上等效的程序,然后再在这低一级机器上运行,实现程序的功能。

解释:对于高一级机器上的程序中的每一条语句或指令,都是转去执行低一级机器上的一段等效程序。

执行完后,再去高一级机器取下一条语句或指令,再进行解释执行,如此反复,直到解释执行完整个程序。

计算机系统结构:传统机器程序员所看到的计算机属性,即概念性结构与功能特性。

在计算机技术中,把这种本来存在的事物或属性,但从某种角度看又好像不存在的概念称为透明性。

计算机组成:计算机系统结构的逻辑实现,包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机实现:计算机组成的物理实现,包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度和速度,模块、插件、底板的划分与连接,信号传输,电源、冷却及整机装配技术等。

系统加速比:对系统中某部分进行改进时,改进后系统性能提高的倍数。

Amdahl定律:当对一个系统中的某个部件进行改进后,所能获得的整个系统性能的提高,受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

程序的局部性原理:程序执行时所访问的存储器地址不是随机分布的,而是相对地簇聚。

包括时间局部性和空间局部性。

CPI:每条指令执行的平均时钟周期数。

测试程序套件:由各种不同的真实应用程序构成的一组测试程序,用来测试计算机在各个方面的处理性能。

存储程序计算机:冯·诺依曼结构计算机。

其基本点是指令驱动。

程序预先存放在计算机存储器中,机器一旦启动,就能按照程序指定的逻辑顺序执行这些程序,自动完成由程序所描述的处理工作。

系列机:由同一厂家生产的具有相同系统结构、但具有不同组成和实现的一系列不同型号的计算机。

计算机科学导论(第4版)习题答案-第3、4章

计算机科学导论(第4版)习题答案-第3、4章

第3章程序设计语言习题一、选择题1. A2. A3. D4. A5. AB6. C7.D8.C9.D 10. D11.ABCD 12.B 13.A 14.A二、简答题1.简述程序的概念。

答:一个程序就是能够实现特定功能的一组指令序列的集合。

或者程序=算法+数据结构。

2. 简述程序设计语言的发展阶段。

经历了机器语言、汇编语言和高级语言三个发展阶段。

机器语言又称面向机器的语言,是特定的计算机硬件系统所固有的语言,是CPU唯一能够真正不经过翻译而直接识别和执行的语言。

相比而言,其他任何语言编写的程序都必须最终转换成机器语言以后才能在CPU上执行。

由于二进制编码形式的机器指令不便于记忆和使用,人们很快引入了便于记忆、易于阅读和理解、由英文单词或其缩写符号表示的指令,称为汇编指令,又称符号指令或助记符。

利用汇编指令编写得到的程序称为汇编语言程序。

通过引入汇编语言,在一定程度上解决了低级语言程序设计的问题,之后又出现了程序的“可移植性”问题,即程序员编写的源程序如何从一台计算机方便地转移到另一台计算机上执行。

为了解决这个问题,人们引入了高级语言。

高级语言是一种利用意义比较直观的各种“单词”和“公式”,按照一定的“语法规则”来编写程序的语言,又称为程序设计语言或算法语言。

高级语言之所以“高级”,是因为高级语言把很多硬件上复杂费解的概念抽象化了,从而使得程序员可以绕开复杂的计算机硬件的问题、无需了解计算机的指令系统,就能完成程序设计的工作。

3. 简述程序设计过程的一般步骤。

程序设计的过程一般有四个步骤。

(1)分析问题在着手解决问题之前,应该通过分析,充分理解问题,明确原始数据、解题要求、需要输出的数据及形式等。

(2)设计算法算法是解题的过程。

首先集中精力于算法的总体规划,然后逐层降低问题的抽象性,逐步充实细节,直到最终把抽象的问题具体化成可用程序语句表达的算法。

这是一个自上而下、逐步细化的过程。

(3)编码利用程序设计语言表示算法的过程称为编码。

计算机导论第四版课本习题答案

计算机导论第四版课本习题答案

计算机导论第四版课本习题答案由于我无法提供特定书籍的习题答案,但我可以提供一些通用的指导和建议,帮助你解决计算机导论课本中的习题。

以下是一些可能的习题类型和解题策略:1. 概念理解题:这类题目要求你解释计算机科学中的基本概念。

解题时,首先要确保你理解题目所问的概念,然后给出清晰、准确的解释。

2. 算法分析题:这类题目要求你分析给定算法的时间复杂度或空间复杂度。

解题时,要熟悉大O表示法,并能够识别算法中的循环、递归等结构。

3. 编程题:这类题目要求你编写代码来解决特定问题。

解题时,要确保你理解问题的需求,选择合适的数据结构和算法,然后编写清晰、高效的代码。

4. 系统设计题:这类题目要求你设计一个计算机系统或组件。

解题时,要考虑系统的可扩展性、可靠性和性能。

5. 案例研究题:这类题目要求你分析一个真实世界的问题,并提出解决方案。

解题时,要能够将理论知识应用到实际情况中。

6. 实验题:这类题目要求你通过实验来验证某个概念或理论。

解题时,要熟悉实验工具和方法,能够记录和分析实验结果。

7. 批判性思维题:这类题目要求你评估不同的观点或解决方案,并提出自己的见解。

解题时,要能够批判性地思考问题,并提供合理的论据。

8. 研究题:这类题目要求你进行文献研究,以了解某个领域的最新发展。

解题时,要能够找到可靠的资源,并能够总结和解释关键点。

解题策略:- 仔细阅读题目:确保你完全理解题目的要求。

- 分解问题:将复杂问题分解成更小的部分,逐一解决。

- 使用图示:对于涉及数据结构或算法的问题,使用图表可以帮助你更好地理解和解释问题。

- 逐步检查:在解决问题的过程中,不断检查你的工作,确保每一步都是正确的。

- 实践编程:对于编程题,多写代码并运行测试,以确保你的解决方案是有效的。

- 复习基础:如果你在某个概念上遇到困难,回顾课本或笔记,确保你的基础知识是扎实的。

最后,请记住,解决习题的目的是为了加深对计算机科学概念的理解,而不仅仅是为了得到正确答案。

计算机科学导论-第二章-数字系统精选全文

计算机科学导论-第二章-数字系统精选全文
– 二进制数
(100101.01)2=1×25+0×24+0×23+ 1×22+0×21+1×20+0×2-1+1×2-2
• 和式
n1
(N)10
ai 10i
im
二、 其他进制
其它进制的计数规律可看成是十进制计数制的推广, 对任意进制 R,数N可以表示成按权展开式。
(N) R=(an-1 an-2 … a1 a0. a-1 a-2… a-m)R
向左,小数部分自左向右,按每四位为一组,不 足四位用0补齐,每组用相应的十六进制数写出。
• 十六进制转二进制
– “一分为四”法 – 方法:每位十六进制数用四位二进制数代替。
• 二进制转十六进制
– 例2-8 将(1001010111.110110111)2转换为 十六进制数。
0010 0101 0111.1101 1011 1000
• 下标法
– 用小括号将要表示的数括起来,然后在右括号外的 右下角写上数制的基数R。
– 一般我们用( )角标表示不同进制的数据。 – 如:十进制数用( )10表示,
二进制数用( )2表示 (1056.78)10 表示1056.78是十进制数 (756)8 表示756是八进制数 (1101.0101)2 表示1101.0101是二进制数
课堂练习: 1. (1101101.01)2=( ?)8 2. (1101101.01)2 =( ?)16 3. (54A.69) 16 = ( ? ) 2 4. (54A.69) 16 = ( ? ) 8
本章小结
理解数字系统的概念 重点掌握数制及数制之间的转换
2. R=8 八进制 数码个数:8个 0,1,2,3,4,5,6,7

计算机科学导论课本答案(完整版)

第1章概述习题(答案)一.选择题1. D2. B3. CD4. C5. ABC6. A7. B8. B9. ABCD 10. ABCDE二.简答题1.什么是计算机系统?计算机系统是一种能够按照事先存储的程序,自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统,由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。

2.请解释冯•诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中,由机器自动执行。

不同的程序解决不同的问题,实现了计算机通用计算的功能。

3.控制器的主要功能是什么?控制器基本功能就是从内存中取出指令和执行指令,即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码,然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令,执行该指令。

另外,控制器在工作过程中,还要接受各部件反馈回来的信息。

4.简述CPU和主机的概念。

通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器,又称CPU(Central Processing Unit)。

通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机,也可以说主机是由CPU与内存储器组成的,而主机以外的装置称为外部设备,外部设备包括输入/输出设备,外存储器等。

5.什么是计算机软件?计算机软件的分类有哪些?软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术文档。

计算机软件系统分为系统软件和应用软件。

计算机系统软件由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等组成,指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作,从而达到预定的目标。

应用软件是用户利用计算机软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件,包括用户程序及其说明性文件资料。

6.计算机有哪些主要的特点?(1)运算速度快、精度高计算机的字长越长,其精度越高,现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万亿次以上。

一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。

计算机科学导论(第4版)习题答案-第11、12章

第11章人机交互习题(答案)一.选择题1. ABC2.D3. C4. ABCD5. A6.ABCD7. C二.简答题1.什么是人机交互技术?它的发展阶段有哪些?答:人机交互技术是指通过计算机输入、输出设备,以有效的方式实现人与计算机对话的技术。

它的发展阶段由指示灯和机械开关组成的操纵界面到由终端和键盘组成的字符界面(80年代),再到由多种输入设备和光栅图形显示设备构成的图形用户界面(GUI),(90年代)PC,工作站,WIMP(W-windows、I-icons、M-menu、P-pointing devices)界面到VR技术(发展方向)。

2. 人机界面交互有哪几种方式?答:数据交互、图像交互、语音交互、行为交互。

3.简述人机界面的设计原则?答:设计一个友好的用户界面应遵循以下原则:(1) 用户针对性原则;(2) 尽量减少用户的工作;(3) 应用程序与人机界面相分离;(4) 人机界面一致性;(5) 系统反馈及时性;(6) 尽量减少用户记忆;(7) 及时的出错处理及帮助功能;(8) 使用图形。

4.数据交互主要的交互形式有哪些?答:(1) 问答式对话数据输入交互;(2) 菜单选择数据输入交互;(3) 填表数据输入交互特点;(4) 直接操纵数据输入交互;(5) 关键词数据输入交互;(6) 条形码数据输入;(7) 光学字符识别;(8) 声音数据输入交互;(9) 图像数据输入。

三.讨论题1.多媒体计算机技术逐渐进入人们的生活,多媒体在娱乐方面的应用必将在很大程度上改变人们的生活方式,谈谈多媒体技术对人们的生活会带来哪些变化?答案略。

2.多媒体计算机技术逐渐进入人们的生活,多媒体在娱乐方面的应用必将在很大程度上改变人们的生活方式,谈谈多媒体技术对人们的生活会带来哪些变化?答案略。

第12章 离 散 结 构习题(答案)一.单项选择题 1.D 2.C3.B 4.C 5.D 6.B 7.A8.B9.D10.C二.解答题1. 令x 和y 是正整数,P (x ):x 是奇数,Q (x ):x 是素数,R (x,y ):x+y 是偶数。

(原题目) 《计算机科学导论》课程考试试题及答案

(原题目) 《计算机科学导论》课程考试试
题及答案
计算机科学导论课程考试试题及答案
以下是《计算机科学导论》课程考试的一些常见试题及答案:
1. 什么是计算机科学导论?
计算机科学导论是一门旨在介绍计算机科学基本概念和原理的
课程。

它涵盖了计算机科学的各个领域,包括计算机硬件和软件、
数据结构、算法、编程语言等。

2. 什么是计算机硬件和软件?
计算机硬件是指计算机的物理组件,例如中央处理器(CPU)、内存、硬盘、显示器等。

而计算机软件是指运行在计算机上的程序
和数据,包括操作系统、应用软件等。

3. 什么是数据结构和算法?
数据结构是指组织和存储数据的方式,例如数组、链表、树等。

而算法是指解决问题的步骤和方法,例如排序算法、搜索算法等。

4. 什么是编程语言?
编程语言是一种用于编写计算机程序的语言。

它提供了一组规
则和语法,用于描述计算机执行的指令和操作。

5. 什么是计算机网络?
计算机网络是指由多台计算机和设备通过通信链路互相连接而
成的网络系统。

它用于实现计算机之间的数据传输和资源共享。

这些试题只是《计算机科学导论》课程考试中的一小部分范例,希望能帮助您更好地了解和准备这门课程的考试。

计算机科学导论课程考核知识点

《计算机科学导论》课程考试重点知识一、考试范围:1~9,11、13章,每章都有一定量的题目。

二、习题中的选择题全部要求。

三、各章节的重点如下:第1章概述1.电子计算机的发展过程电子计算机的发展过程2.计算学科的根本问题计算学科的根本问题3.计算机科学与技术学科的定义计算机科学与技术学科的定义第2章计算机体系结构与组织1.计算机采用二进制的原因.计算机采用二进制的原因2.数制的表示及转换.数制的表示及转换3.定点数及其表示方法.定点数及其表示方法4.数值数据的原码、反码、补码.数值数据的原码、反码、补码5.英文字符的计算机编码(ASCII码) 6.简单的逻辑运算.简单的逻辑运算7.微型计算机硬件组成.微型计算机硬件组成8.冯•诺依曼模型及特点诺依曼模型及特点9.CPU和主机的概念。

和主机的概念。

10.计算机软件.计算机软件11. 计算机系统的主要技术指标计算机系统的主要技术指标12.计算机的基本运行方式.计算机的基本运行方式13. 输入输出系统的基本组成输入输出系统的基本组成第3章程序设计语言1.程序的概念.程序的概念2. 常见的程序低级语言和高级语言有哪些常见的程序低级语言和高级语言有哪些3. 高级语言的共同特性高级语言的共同特性4、语言处理的基本过程、语言处理的基本过程第4章程序设计基础1.结构化程序设计思想.结构化程序设计思想2. 结构化程序设计中常见的程序结构结构化程序设计中常见的程序结构3. 好的程序设计风格有哪些好的程序设计风格有哪些4、数据结构的概念、数据结构的概念5、数据的逻辑与物理结构、数据的逻辑与物理结构6、典型的几种数据结构运算及实现、典型的几种数据结构运算及实现第5章算法与复杂性1.算法的定义及基本特征.算法的定义及基本特征2.常用的算法描述工具.常用的算法描述工具3.算法设计的原则.算法设计的原则第6章1.信息的概念及特点.信息的概念及特点2. 信息系统的要素信息系统的要素3. 数据,数据库的基本概念数据,数据库的基本概念4.DBMS 的组成部分的组成部分5.数据库系统的组成.数据库系统的组成 6.数据库SQL 的特点及功能的特点及功能第7章 软件工程1.软件的生命周期.软件的生命周期2.软件工程的概念.软件工程的概念3.软件复杂性的度量要素.软件复杂性的度量要素4.软件可靠性的含义及可靠性指标第8章 操作系统 1.操作系统的概念.操作系统的概念2.并发、进程、地址空间的概念.并发、进程、地址空间的概念3. 操作系统的基本组成操作系统的基本组成4.操作系统的功能.操作系统的功能5. 主流操作系统有哪些主流操作系统有哪些第9章 网络计算1.不同分类的数据通信方式.不同分类的数据通信方式 2.数据传输方式.数据传输方式3.计算机网络的概念.计算机网络的概念4.资源子网和通信子网的组成.资源子网和通信子网的组成5.链路与通路.链路与通路6.计算机网络的拓扑结构及其每种拓扑结构的特点.计算机网络的拓扑结构及其每种拓扑结构的特点7.网络协议的组成.网络协议的组成8.网络体系结构(OSI/RM 模型) 9.TCP/IP 协议的体系结构协议的体系结构10.IP 地址的概念及其分类地址的概念及其分类1111.计算机网络安全技术中防火墙.计算机网络安全技术中防火墙.计算机网络安全技术中防火墙(Firewall)(Firewall)(Firewall)的基本功能及其技术分类的基本功能及其技术分类的基本功能及其技术分类第11、13章1.人机交互界面的主要形式.人机交互界面的主要形式2.人机界面的设计原则.人机界面的设计原则3.多媒体概念.多媒体概念4.数学建模概念.数学建模概念5. 计算机模拟的概念计算机模拟的概念。

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第2章计算机体系结构与组织习题(答案)一.选择题1. D2. D3. A4. D5. C6. C7. D8. B9. D10. c11. B12. A13. C14. A15. C16. A17. C18. C19. C20. A21. A22. B23. A二.简答题1.试简单叙述计算机采用二进制的原因。

答:计算机只认识二进制编码形式的指令和数据。

因此,包括数字、字符、声音、图形、图像等信息都必须经过某种方式转换成二进制的形式,才能提供给计算机进行识别和处理。

在计算机中采用二进制,是因为物理上实现容易。

rti于二进制只有两个状态o和1, 这正好与物理器件的两种状态相对应,例如电压信号的高与低,门电路的导通与截止等;而十进制电路则需要用十种状态来描述,这将使得电路十分复杂,处理也十分困难。

因此, 采用二进制将使得计算机在物理上实现简单,且具有可靠性高、处理简单、抗干扰能力强等优点。

2.什么是定点数,它分为哪些种类?答:所谓定点数,就是指计算机在运算过程中,数据中小数点的位置固定不变。

其中小数点的位置是由计算机设汁者在机器的结构中指定一个不变的位置,而不一定都必须具有小数点的指示装置。

定点数一般有小数和整数两种表示形式。

定点小数是把小数点固定在数据数值部分的左边,符号位的右边;定点整数则把小数点固定在数据数值部分的右边。

3・简要叙述声音的编码过程。

答:计算机获取声音信息的过程即是声音信号数字化的处理过程。

经过数字化处理后的数字声音信息才能被计算机所识别和处理。

声音被计算机处理的过程主要经过音频信号的采样、量化和编码几个过程。

4 •简述计算机有哪些特点?(1)运算速度快、精度高计算机的字长越长,其精度越高,目前世界上最快的计算机每秒可以运算千万亿次以上。

(2)具有逻辑判断和记忆能力计算机有准确的逻辑判断能力和超强的记忆能力,能够进行各种逻辑判断,并根据判断的结果自动决定下一步应该执行的指令。

(3)高度的自动化和灵活性计算机采取存储程序方式工作,即把编好的程序输入计算机,机器便可依次逐条执行,这就使计算机实现了高度的自动化和灵活性。

每台计算机提供的基木功能是有限的,这是在设计和制造时就决定了的。

但计算机可以在人们精心编写的程序下,用这些有限的功能,快速、0 动地完成多种多样的基本功能序列,从而实现计算机的通用性,达到计算机应用的各种目的。

5.简述计算机软件系统的分类。

(系统软件和应用软件两方面)软件是指能在计算机上运行的各种程序,包扌舌各种有关的文档。

通常将软件分为系统软件和应用软件两大类。

(1)系统软件可以把软件分成若干层,最内层是对硬件的扩充与完善,而外层则是对内层的再次扩充与完善。

一般把靠近内层、为方便使用和管理计算机资源的软件,称为系统软件。

系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源,并为用户提供一个友好的操作界面,以及服务于一般目的的上机环境。

系统软件包括操作系统、计算机的监控管理程序、高级程序设计语言的编译和解释程序以及系统服务程序等。

操作系统在系统软件中处于核心地位,其他的系统软件在操作系统的支持下工作;高级程序设计语言的编译和解释程序,将软件工程师编写的软件“翻译”成为计算机能够“理解”的机器语言;系统服务程序为计算机系统的正常运行提供服务。

(2)应用软件应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序,它由专业人员为各种应用目的而开发。

应用软件必须在系统软件的支持下才能工作,它具有很强的实用性和专业性,正是由于应用软件的开发和使用,才使得计算机的应用日益渗透到社会的各行各业。

应用软件可以由用户自己开发,也可在市场上购买。

常用的应用软件有:文字处理软件,如WPS、Word等;电子表格软件,如Excels Lotus 等;图形处理软件,如3DMAX等;课件制作软件,如PowerPoint. Authorware 多媒体处理软件,如Real Play > MediaPlayer 等。

6・列出你所常用的系统软件和应用软件。

答案略。

根据学生实际的答案进行判定。

7.存储器的分类有哪些?(1)按存储介质,可将存储器分为半导体存储器、磁存储器和光存储器。

(2)按工作方式,可将存储器分为随机存取存储器、只读存储器、顺序存取存储器和直接存収存储器等。

(3)按信息的可保存性,可将存储器分为易失性存储器和非易失性存储器。

(4)按在计算机中的作用,可将存储器分为主存储器、辅助存储器和高速缓冲存储器等。

8・存储器的功能是什么?答:现代讣算机是以存储器为中心的讣算机系统,存储器是讣算机的重要组成部分。

当利用计算机完成某项任务时,首先把解决问题的程序和所需数据存于存储器屮,在执行程序时再由存储器快速地提供给处理机。

显然,存储器的功能是存储信息,被存储的信息包括程序信息和数据信息等。

9.存储器的主要指标是什么?答:存储器作为计算机系统的核心部件之一,有必要对其性能进行描述。

描述一个存储器性能优劣的主要指标有存储容量、存储周期和存収时间、可靠性、性能价格比、功耗、可靠性等。

10.简述多核的关键技术。

与单核处理器相比,多核处理器在体系结构、软件、功耗和安全性设计等方而面临着巨大的挑战,但也蕴含着巨大的潜能。

(1)核结构研究CMP的构成分成同构和异构两类,同构是指内部核的结构是相同的,而异构是指内部的核结构是不同的。

为此,而对不同的应用研究核结构的实现对未来微处理器的性能至关重要。

核本身的结构,关系到整个芯片的面积、功耗和性能。

怎样继承和发展传统处理器的成果,直接影响多核的性能和实现周期。

同时,根据Amdahl定理,程序的加速比决定于串行部分的性能,所以,从理论上来看似乎异构微处理器的结构具有更好的性能。

多核所用的指令系统对系统的实现也是很重要的,采用多核之间采用相同的指令系统还是不同的指令系统,能否运行操作系统等,也将是研究的内容之一。

(2)程序执行模型多核处理器设计的首要问题是选择程序执行模型。

程序执行模型的适用性决定多核处理器能否以最低的代价提供最高的性能。

稈序执行模型是编译器设计人员与系统实现人员之间的接口。

编译器设计人员决定如何将一种高级语言程序按一种程序执行模型转换成一种目标机器语言程序;系统实现人员则决定该程序执行模型在具体H标机器上的有效实现。

当冃标机器是多核体系结构时,产生的问题是:多核体系结构如何支持重要的程序执行模型?是否有其他的程序执行模型更适于多核的体系结构?这些程序执行模型能多人程度上满足应用的需要并为用户所接受?(3)Cache设计:多级Cache设计与一致性问题处理器和主存间的速度差距对CMP来说是个突出的孑盾,因此必须使用多级Cache 来缓解。

IT前有共亭一级Cache的CMP、共亭二级Cache的CMP以及共亭主存的CMP。

通常,CMP采用共享二级Cache的CMP结构,即每个处理器核心拥有私有的一级Cache, 且所有处理器核心共享二级Cache。

Cache自身的体系结构设计也直接关系到系统整体性能。

但是在CMP 结构中,共享Cache或独有Cache孰优孰劣、需不需要在一块芯片上建立多级Cache,以及建立儿级Cache等等,由于对整个芯片的尺寸、功耗、布局、性能以及运行效率等都有很大的影响,因而这些都是需要认真研究和探讨的问题。

另一方面,多级Cache 乂引发一致性问题。

采用何种Cache 一致性模型和机制都将对CMP整体性能产生重要影响。

在传统多处理器系统结构中广泛采用的Cache -致性模型有:顺序一致性模型、弱一致性模型、释放一致性模型等。

与之相关的Cache -致性机制主要有总线的侦听协议和基于目录的目录协议。

目前的CMP系统大多采用基于总线的侦听协议。

(4)核间通信技术CMP处理器的各CPU核心执行的程序之间有时需要进行数据共亨与同步,因此其硬件结构必须支持核间通信。

高效的通信机制是CMP处理器高性能的重要保障,目前比较主流的片上高效通信机制有两种,一种是基于总线共享的Cache结构,一种是基于片上的互连结构。

总线共享Cache结构是指每个CPU内核拥有共享的二级或三级Cache,用于保存比较常用的数据,并通过连接核心的总线进行通信。

这种系统的优点是结构简单,通信速度高,缺点是基于总线的结构可扩展性较差。

基于片上互连的结构是指每个CPU核心具有独立的处理单元和Cache,各个CPU核心通过交叉开关或片上网络等方式连接在一起。

各个CPU核心间通过消息通信。

这种结构的优点是可扩展性好,数据带宽有保证;缺点是硬件结构复杂,且软件改动较大。

也许这两者的竞争结果不是互相取代而是互相合作,例如在全局范围采用片上网络而局部采用总线方式,来达到性能与复杂性的平衡。

(5)总线设计传统微处理器中,Cache不命中或访存事件都会对CPU的执行效率产生负面影响,而总线接口单元(BIU)的工作效率会决定此影响的程度。

当多个CPU核心同时要求访问内存或多个CPU核心内私有Cache同时出现Cache不命屮事件时,BIU对这多个访问请求的仲裁机制以及对外存储访问的转换机制的效率决定了CMP系统的整体性能。

因此寻找高效的多端口总线接口单元(BIU)结构,将多核心对主存的单字访问转为更为高效的猝发(burst)访问,同时寻找对CMP处理器整体效率最佳的一次Bursi访问字的数虽模型以及高效多端口BIU访问的仲裁机制将是CMP处理器研究的重要内容。

(6)操作系统设计:任务调度、中断处理、同步互斥对于多核CPU,优化操作系统任务调度算法是保证效率的关键。

一般任务调度算法有全局队列调度和局部队列调度。

前者是指操作系统维护一个全局的任务等待队列,当系统中有一个CPU核心空闲时,操作系统就从全局任务等待队列中选取就绪任务开始在此核心上执行。

这种方法的优点是CPU核心利用率较高。

后者是指操作系统为每个CPU内核维护一个局部的任务等待队列,当系统屮有一个CPU内核空闲时,便从该核心的任务等待队列中选取恰当的任务执行,这种方法的优点是任务基本上无需在多个CPU核心间切换,有利于提高CPU核心局部Cache命中率。

目前多数多核CPU操作系统采用的是基于全局队列的任务调度算法。

多核的中断处理和单核有很大不同。

多核的各处理器之间需要通过中断方式进行通信, 所以多个处理器之间的本地屮断控制器和负责仲裁各核之间屮断分配的全局屮断控制器也需要封装在芯片内部。

另外,多核CPU是一个多任务系统。

由于不同任务会竞争共享资源,因此需要系统提供同步与互斥机制。

而传统的用于单核的解决机制并不能满足多核,需要利用硬件提供的“读一修改一写”的原子操作或其他同步互斥机制来保证。

(7)低功耗设计半导体工艺的迅速发展使微处理器的集成度越来越高,同时处理器表面温度也变得越来越高并呈指数级增长,每三年处理器的功耗密度就能翻一番。

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