计算机系统结构第五版课后答案-计算机系统结构第五版课后答案第六章

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清华大学出版社 《计算机应用基础教程》课后答案

第1章 计算机与信息社会思考与习题

一、单选题

1

C

2

B

3

C

4

A

5

B

二、多选题

1

ACD

2

ABCD

3

ABC

4

ABD

5

AD

第2章 计算机系统结构

思考与习题

一、单选题

1

C

2

A

3

A

4

A

5

D

6

B

7

B

8

C

9

B

10

B

11

A

12

C

13

B

14

D

15

D

16

A

17

B

18

C

19

D

20

A

二、多选题

1

ACD

2

ABCD

3

ABCD

4

ABC

5

BC

6

BC

7

ABC

8

BC

9

BCD

10

AB

三、判断题

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

x

x

x

x

x

四、回答问题

1. 计算机硬件系统由哪几个部分组成?各部分的主要功能是什么?

答:计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成,也称计算机的五大功能部件。运算器是计算机对信息或数据进行加工和处理的部件。控制器是整个计算机的指挥控制中心,它根据指令的要求向计算机各个部件发出操作控制信号,使计算机的各个部件能高速、协调、有条不紊地工作。存储器是计算机的记忆和存储部件,用来存放信息。输入输出设备简称I/O设备,通常又称为外部设备或外围设备。I/O设备是人与计算机直接对话的设备,是人-机相互通信的桥梁。

2. 计算机软件系统分为哪两大类?各自包括哪些组成部分?

答:计算机的软件系统通常分为系统软件和应用软件两大类。系统软件通常包括操作系统、语言处理程序、各种服务性程序和数据库管理系统等。应用软件是指计算机用户利用计算机的软、硬件资源为某一专门的应用目的而开发的软件。应用软件包括的范围是极其广泛的,可以这样说,哪里有计算机应用,哪里就有应用软件。如文字处理软件、表格处理软件、辅助设计软件、实时控制软件等。

3. 汇编语言和高级语言能直接被计算机识别和执行吗?为什么?

答:不能。因为在所有的程序设计语言中,除了用机器语言编制的程序能够被计算机直接理解和执行外,其他的程序设计语言编写的程序都必须经过一个翻译过程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序。

4. 什么是BCD码?什么是ASCII码?请查出“B”、“a”的ASCII码值。

答:BCD编码即所谓的“二~十进制编码”,就是将十进制数的每一位数字分别用二进制的形式表示。具体地说,就是用四位二进制数来表示一位十进制数字。ASCII码是美国信息交换标准代码,是西文领域的符号处理普遍采用的编码,虽然ASCII码是美国国家标准,但它已被国际标准化组织(ISO)认定为国际标准,在世界范围内通用。

5. 简述存储程序和程序控制原理的基本思想。

答:为了解决某个问题,需事先编制好是由一系列指令组成的程序。将程序输入到计算机,存放到存储器中,这就叫做存储程序。而控制器依据存储的程序来控制全机协调的完成计算任务叫做程序控制。存储程序并按地址顺序执行,这就是冯·诺依曼型计算机的设计思想,也是机器自动化工作的关键。

第3章 操作系统

思考与习题

一、单选题

1

B

2

A

3

C

4

A

5

D

6

B

7

B

8

C

9

C

10

A

11

D

12

B

13

A

14

D

15

A

16

A,B,C

二、多选题

1

ACD

2

BC

3

BCD

4

CD

5

ABCD

6

ACD

三、判断题

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

x

x

x

x

x

x

x

x

x

第4章 网络基础

1. 单项选择题

(1) D (2) D (3)C (4)A (5)D

(6) A (7) B (8) C (9) C (10)C

(11) A (12)B

2. 多项选择题

(1)B.C

(2)B.C.D

(3)B.C.D

(4)A.C

(5)A.B.D

(6)A.B.C

(7)C

(8)A

(9)A.B.C

(10)B.C

(11)B.C.D

(12)A.C.D

3.判断题

(1)√

(2)×

(3)√

(4)√

(5)×

(6)√

(7)×

(8)×

(9)√

(10)×

4.简答题

(1)传输介质是数据传输中连接各个数据终端设备的物理媒体,常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、光缆等有线介质和红外线、无线电波、微波等无线介质。光纤电缆简称为光缆,是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。

(2)模拟信号以幅度、相位、频率来表示,数字信号以一系列的0和1表示。信号在信道中传输会造成信号的失真,如果是模拟信号,失真意味着信号已经变了;如果是数字信号,通过信道调制技术和纠检错技术,即使信号失真,仍然能够恢复原来的信号,这就提高抗干

扰能力。

(3)多路复用技术有四种类型:频分多路复用、时分多路复用 、波分多路复用、码分多路复用。

频分多路复用是利用频率变换或调制的方法,将若干路信号搬移到频谱的不同位置,相邻两路的频谱之间留有一定的频率间隔;时分复用技术把公共信道按时间分配给用户使用,是一种按时间区分信号的方法。使用时分复用信道的设备一般是低速设备,时分复用器将不间断的低速率数据在时间上压缩后变成间断的高速率数据,从而达到低速设备复用高速信道的目的;在光纤通信系统中采用光的频分复用的方法来提高系统的传输容量,在接收端采用解复用器将各信号光载波分开,由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输;码分多址访问技术是以微波扩频通信为基础的。

(4)频分多路复用是利用频率变换或调制的方法,将若干路信号搬移到频谱的不同位置,相邻两路的频谱之间留有一定的频率间隔,这样排列起来的信号就形成了一个频分多路复用信号.它将被发送设备发送出去,传输到接收端以后,利用接收滤波器再把各路信号区分开来。

时分复用技术把公共信道按时间分配给用户使用,是一种按时间区分信号的方法。时分复用时先将多个用户设备通过时分多路复用器连接到一个公共信道上,当轮到某个设备工作时,该设备就同公共信道接通,而其它设备就同公共信道暂时断开。设备使用时间过后,时分多路复用器将信道使用权交给下一个设备,依此类推一直轮流到最后一个设备,然后再重新开始。

(5)TCP/IP参考模型有四层。从下往上依次是网络接口层、Internet层、传输层和应用层。网络接口层是TCP/IP参考模型的最低层,指出主机必须使用某种协议与互联网络连接,以便能在其上传递IP分组。Internet层也称网际层,它用来屏蔽各个物理网络的差异,使得传输层和应用层将这个互连网络看作是一个同构的“虚拟”网络。传输层的主要功能是提供从一个应用程序到另一个应用程序的通信,即端到端的会话。应用层相当于OSI模型的会话层、表示层和应用层,它包含所有的高层协议。这些高层协议使用传输层协议接收或发送数据。

(6)在Internet上,每一个节点都依靠唯一的IP地址互相区分和相互联系。IP地址是一个32位二进制数的地址, 由4个8位字段组成,每个字段之间用点号隔开,用于标识TCP/IP宿主机。

每个IP地址都包含两部分:网络ID和主机ID。网络ID标识在同一个物理网络上的所有宿主机,主机ID 标识该物理网络上的每一个宿主机,于是整个Internet上的每个计算机都依靠各自唯一的IP地址来标识。

(7)子网掩码(是一种用来指明一个IP地址的哪些位标识的是主机所在的子网以及哪些位标识的是主机的位掩码。子网掩码不能单独存在,它必须结合IP地址一起使用。子网掩码的作用是用来区分网络地址和主机地址。

(8)通过ADSL接入Internet,只需在原有的计算机上加载一个以太网卡以及一个ADSL 调制解调器即可(如果是USB接口的ADSL MODEM,不需要网卡)。将网卡安装并设置好,然后用双绞线连接网卡和ADSL调制解调器的RJ-45端口,ADSL调制解调器的RJ-11端口(即电话线插口)连接电话线。

第五章多媒体章节课后习题

一、填空题目

1. 媒体

2. 表现形式(出题有误)

3. 多媒体技术

4. 有损

5. SWF

二、多选题

1. ABCDE 2. ABCD 3. ABCDE 4. ABC 5. ABC

三、判断题

1.T 2.F 3.T 4.F 5.F

四、问答题

1.P134

2.P135

3.P143

4.P145

5.P142 指构成一幅图像的像素点数目。

6.P138 数字化的多媒体信息具有海量数据特性,给存储、传输带来了压力,所以需要通过数据压缩来减少数据量。

7.P139-P142

第8章 信息安全思考与习题

一、单选题

1、TELNET协议主要应用于哪一层( A)

A、应用层 B、传输层 C、Internet层 D、网络层

2、( D )协议主要用于加密机制

A、HTTP B、FTP C、TELNET D、SSL

3、不属于WEB服务器的安全措施的是( D )

A、 保证注册帐户的时效性

B、 删除死帐户

C、 强制用户使用不易被破解的密码

D、 所有用户使用一次性密码

4、DNS客户机不包括所需程序的是(D )

A、 将一个主机名翻译成IP地址

B、 将IP地址翻译成主机名

C、 获得有关主机其他的一公布信息

D、 接收邮件

5、为了防御网络监听,最常用的方法是(B )

A、 采用物理传输(非网络)

B、 信息加密

C、 无线网

D、 使用专线传输

6、抵御电子邮箱入侵措施中,不正确的是( D )

A、不用生日做密码 B、不要使用少于5位的密码

C、不要使用纯数字 D、自己做服务器

7、不属于常见把入侵主机的信息发送给攻击者的方法是(D )

A、E-MAIL B、UDP C、ICMP D、连接入侵主机

8、不属于常见的危险密码是( D )

A、跟用户名相同的密码 B、使用生日作为密码

C、只有4位数的密码 D、10位的综合型密码

9、不属于计算机病毒防治的策略的是( D )

A、 确认您手头常备一张真正“干净”的引导盘

B、 及时、可靠升级反病毒产品

C、 新购置的计算机软件也要进行病毒检测

D、 整理磁盘

二、判断题

1. 公开密钥密码体制比对称密钥密码体制更为安全。 [错]

2. 可以在局域网的网关处安装一个病毒防火墙,从而解决整个局域网的防病毒问题。 [错]

3. 包过滤防火墙对应用层是透明的,增加这种防火墙不需要对应用软件做任何改动。 [对]

4. 现代密码体制把算法和密钥分开,只需要保证密钥的 保密性就行了,算法是可以公开的。 [对]

5. 一种加密方案是安全的,当且仅当解密信息的代价大于被加密信息本身的价值。[对]

6. 屏幕保护的密码是需要分大小写的。[错]

7. 计算机病毒的传播媒介来分类,可分为单机病毒和网络病毒。[对]

8. 木马不是病毒。[对]

第10章 Windows

一.单选题:

CDDBC

二.多项选择

1.AB 2.C 3.ABD 4.BD 5.CD

三.问答题

1.简述单个文件和多个文件的复制操作的差异?

单个文件和多个文件的差异主要在于文件的选择上,复制操作的第一步需要选定需要复制的文件,因此单个文件可以通过鼠标单击选中,而多个文件的选择比单个文件的选择要复制,分为对位置连续文件的选择和不连续的选择,用户可以采用鼠标、键盘或者菜单的方式选择多个文件,当文件选定使用复制命令就可以和对单个文件复制操作相同的步骤完成多个文件的复制操作

2.什么是显示的分辨率和刷新频率?

分辨率就是屏幕图像的精密度,是指显示器所能显示的像素的多少。由于屏幕上的点、线和面都是由像素组成的,显示器可显示的像素越多,画面就越精细,同样的屏幕区域内能显示的信息也越多,所以分辨率是个非常重要的性能指标之一。

图像在屏幕上更新的速度,也即屏幕上的图像每秒种出现的次数,它的单位是赫兹(Hz)。刷新频率越高,屏幕上图像闪烁感就越小,稳定性也就越高,换言之对视力的保护也越好

3.计算机管理员账号、受限账号和来宾账号的差异?

计算机管理员账号、受限账号和来宾账号的差异主要体现在不同的账号类型有不同的权利,每种账号的权利如下:

① 计算机管理员帐户

计算机管理员帐户是专门为可以对计算机进行全系统更改、安装程序和访问计算机上所有文件的人而设置的。只有拥有计算机管理员帐户的人才拥有对计算机上其他用户帐户的完全访问权。

管理员类型帐户权限有:

• 可以创建和删除计算机上的用户帐户。

• 可以更改其他人的帐户名、图片、密码和帐户类型。

• 拥有计算机的完全操作能力,包括安装使用程序,更改系统设置等等

② 受限制帐户

计算机的拥有者有时需要禁止某些帐户更改大多数计算机设置和删除重要文件的能力,而受限制帐户就是为此设计的。使用受限制帐户的用户的特点是:

• 无法安装软件或硬件,但可以访问已经安装在计算机上的程序。

• 可以更改其帐户图片,还可以创建、更改或删除其密码。

• 无法更改其帐户名或者帐户类型。

③ 来宾帐户(guest)

来宾帐户是为了方便那些在计算机上没有用户帐户的人使用计算机。来宾帐户没有密码,所以他们可以快速登录,以检查电子邮件或者浏览 Internet。

只有系统开启了guest用户,才能使用来宾帐户,供来宾使用。

登录到来宾帐户的用户的特点是:

• 无法安装软件或硬件,但可以访问已经安装在计算机上的程序。

• 无法更改来宾帐户类型。

• 可以更改来宾帐户图片。

(我是华师的,老师给我们的答案哦!)

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计算机体系结构(ComputerArchitecture)是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。按照计算机系统的多级层次结构,不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。一般来说,低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的,通常所说的计算机体系结构主要指机器语言级机器的系统结构。经典的关于“计算机体系结构(computerarchitecture)”的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的,其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性”

基本概念

计算机体系结构就是指适当地组织在一起的一系列系统元素的集合,这些系统元素互相配合、相互协作,通过对信息的处理而完成预先定义的目标。通常包含的系统元素有:计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中,软件是程序、数据结构和相关文档的集合,用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制;硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等);人员是硬件和软件的用户和操作者;数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合;文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息;过程是一系列步骤,它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境。 计算机体系结构

8种属性

1•机内数据表示:硬件能直接辨识和操作的数据类型和格式 计算机体系结构

2•寻址方式:最小可寻址单位、寻址方式的种类、地址运算 3•寄存器组织:操作寄存器、变址寄存器、控制寄存器及专用寄存器的定义、数量和使用规则 4•指令系统:机器指令的操作类型、格式、指令间排序和控制机构 5•存储系统:最小编址单位、编址方式、主存容量、最大可编址空间 6•中断机构:中断类型、中断级别,以及中断响应方式等 7•输入输出结构:输入输出的连接方式、处理机/存储器与输入输出设备间的数据交换方式、数据交换过程的控制 8•信息保护:信息保护方式、硬件信息保护机制。

编辑本段发展历程

计算机系统已经经历了四个不同的发展阶段。 计算机体系结构

第一阶段

60年代中期以前,是计算机系统发展的早期时代。在这个时期通用硬件已经相当普遍,软件却是为每个具体应用而专门编写的,大多数人认为软件开发是无需预先计划的事情。这时的软件实际上就是规模较小的程序,程序的编写者和使用者往往是同一个(或同一组)人。由于规模小,程序编写起来相当容易,也没有什么系统化的方法,对软件开发工作更没有进行任何管理。这种个体化的软件环境,使得软件设计往往只是在人们头脑中隐含进行的一个模糊过程,除了程序清单之外,根本没有其他文档资料保存下来。

第二阶段

从60年代中期到70年代中期,是计算机系统发展的第二代。在这10年中计算机技术有了很大进步。多道程序、多用户系统引入了人机交互的新概念,开创了计算机应用的新境界,使硬件和软件的配合上了一个新的层次。实时系统能够从多个信息源收集、分析和转换数据,从而使得进程控制能以毫秒而不是分钟来进行。在线存储技术的进步导致了第一代数据库管理系统的出现。计算机系统发展的第二代的一个重要特征是出现了“软件作坊”,广泛使用产品软件。但是,“软件作坊”基本上仍然沿用早期形成的个体化软件开发方法。随着计算机应用的日益普及,软件数量急剧膨胀。在程序运行时发现的错误必须设法改正;用户有了新的需求时必须相应地修改程序;硬件或操作系统更新时,通常需要修改程序以适应新的环境。上述种种软件维护工作,以令人吃惊的比例耗费资源。更严重的是,许多程序的个体化特性使得它们最终成为不可维护的。“软件危机”就这样开始出现了。1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召开国际会议,讨论软件危机课题,在这次会议上正式提出并使用了“软件工程”这个名词,一门新兴的工程学科就此诞生了。

第三阶段

计算机系统发展的第三代从20世纪70年代中期开始,并且跨越了整整10年。在这10年中计算机技术又有了很大进步。分布式系统极大地增加亍计算机系统的复杂性,局域网、广域网、宽带数字通信以及对“即时”数据访问需求的增加,都对软件开发者提出了更高的要求。但是,在这个时期软件仍然主要在工业界和学术界应用,个人应用还很少。这个时期的主要特点是出现了微处理器,而且微处理器获得了广泛应用。以微处理器为核心的“智能”产品随处可见,当然,最重要的智能产品是个人计算机。在不到10年的时间里,个人计算机已经成为大众化的商品。 在计算机系统发展的第四代已经不再看重单台计算机和程序,人们感受到的是硬件和软件的综合效果。由复杂操作系统控制的强大的桌面机及局域网和广域网,与先进的应用软件相配合,已经成为当前的主流。计算机体系结构已迅速地从集中的主机环境转变成分布的客户机/服务器(或浏览器/服务器)环境。世界范围的信息网为人们进行广泛交流和资源的充分共享提供了条件。软件产业在世界经济中已经占有举足轻重的地位。随着时代的前进,新的技术也不断地涌现出来。面向对象技术已经在许多领域迅速地取代了传统的软件开发方法。

总结

软件开发的“第四代技术”改变了软件界开发计算机程序的方式。专家系统和人工智能软件终于从实验室中走出来进入了实际应用,解决了大量实际问题。应用模糊逻辑的人工神经网络软件,展现了模式识别与拟人信息处理的美好前景。虚拟现实技术与多媒体系统,使得与用户的通信可以采用和以前完全不同的方法。遗传算法使我们有可能开发出驻留在大型并行生物计算机上的软件。

编辑本段基本原理

计算机体系结构解决的是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题,它和计算机组成、计算机实现是不同的概念。一种体系结构可能有多种组成,一种组成也可能有多种物理实现。 计算机体系结构

计算机系统结构的逻辑实现,包括机器内部数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。其目标是合理地把各种部件、设备组成计算机,以实现特定的系统结构,同时满足所希望达到的性能价格比。一般而言,计算机组成研究的范围包括:确定数据通路的宽度、确定各种操作对功能部件的共享程度、确定专用的功能部件、确定功能部件的并行度、设计缓冲和排队策略、设计控制机构和确定采用何种可靠技术等。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,器件、模块、插件、底板的划分与连接,专用器件的设计,信号传输技术,电源、冷却及装配等技术以及相关的制造工艺和技术。

编辑本段分类

Flynn分类法

1966年,Michael.J.Flynn提出根据指令流、数据流的多倍性(multiplicity)特征对计算机系统进行分类,定义如下。 •指令流:机器执行的指令序列 计算机体系结构

•数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果 •多倍性:在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。 Flynn根据不同的指令流-数据流组织方式把计算机系统分为4类。 1•单指令流单数据流(SingleInstructionStreamSingleDataStream,SISD) SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机,其指令部件每次只对一条指令进行译码,并只对一个操作部件分配数据。 2•单指令流多数据流(SingleInstructionStreamMultipleDataStream,SIMD) SIMD以并行处理机为代表,结构如图,并行处理机包括多个重复的处理单元PU1~PUn,由单一指令部件控制,按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同的数据。 3•多指令流单数据流(MultipleInstructionStreamSingleDataStream,MISD) MISD的结构,它具有n个处理单元,按n条不同指令的要求对同一数据流及其中间结果进行不同的处理。一个处理单元的输出又作为另一个处理单元的输入。 4•多指令流多数据流(MultipleInstructionStreamMultipleDataStream,MIMD) MIMD的结构,它是指能实现作业、任务、指令等各级全面并行的多机系统,多处理机就属于MIMD。(2)

冯式分类法

1972年冯泽云提出用最大并行度来对计算机体系结构进行分类。所谓最大并行度Pm是指计算机系统在单位时间内能够处理的最大的二进制位数。设每一个时钟周期△ti内能处理的二进制位数为Pi,则T个时钟周期内平均并行度为Pa=(∑Pi)/T(其中i为1,2,…,T)。平均并行度取决于系统的运行程度,与应用程序无关,所以,系统在周期T内的平均利用率为μ=Pa/Pm=(∑Pi)/(T*Pm)。用最大并行度对计算机体系结构进行的分类。用平面直角坐标系中的一点表示一个计算机系统,横坐标表示字宽(N位),即在一个字中同时处理的二进制位数;纵坐标表示位片宽度(M位),即在一个位片中能同时处理的字数,则最大并行度Pm=N*M。 由此得出四种不同的计算机结构: ①字串行、位串行(简称WSBS)。其中N=1,M=1。 ②字并行、位串行(简称WPBS)。其中N=1,M1。 ③字串行、位并行(简称WSBP)。其中N1,M=1。 ④字并行、位并行(简称WPBP)。其中N1,M1。

编辑本段技术革新

计算机体系结构以图灵机理论为基础,属于冯•诺依曼体系结构。本质上,图灵机理论和冯•诺依曼体系结构是一维串行的,而多核处理器则属于分布式离散的并行结构,需要解决二者的不匹配问题。 首先,串行的图灵机模型和物理上分布实现的多核处理器的匹配问题。图灵机模型意味着串行的编程模型。串行程序很难利用物理上分布实现的多个处理器核获得性能加速.与此同时,并行编程模型并没有获得很好的推广,仅仅局限在科学计算等有限的领域.研究者应该寻求合适的机制来实现串行的图灵机模型和物理上分布实现的多核处理器的匹配问题或缩小二者之间的差距,解决“并行程序编程困难,串行程序加速小”的问题。 计算机体系结构

在支持多线程并行应用方面,未来多核处理器应该从如下两个方向加以考虑。第一是引入新的能够更好的能够表示并行性的编程模型。由于新的编程模型支持编程者明确表示程序的并行性,因此可以极大的提升性能。比如Cell处理器提供不同的编程模型用于支持不同的应用。其难点在于如何有效推广该编程模型以及如何解决兼容性的问题。第二类方向是提供更好的硬件支持以减少并行编程的复杂性。并行程序往往需要利用锁机制实现对临界资源的同步、互斥操作,编程者必须慎重确定加锁的位置,因为保守的加锁策略限制了程序的性能,而精确的加锁策略大大增加了编程的复杂度。一些研究在此方面做了有效的探索。比如,SpeculativeLockElision机制允许在没有冲突的情况下忽略程序执行的锁操作,因而在降低编程复杂度的同时兼顾了并行程序执行的性能。这样的机制使得编程者集中精力考虑程序的正确性问题,而无须过多地考虑程序的执行性能。更激进的,TransactionalCoherenceandConsistency(TCC)机制以多个访存操作(Transaction)为单位考虑数据一致性问题,进一步简化了并行编程的复杂度。 主流的商业多核处理器主要针对并行应用,如何利用多核加速串行程序仍然是一个值得关注的问题。其关键技术在于利用软件或硬件自动地从串新程序中派生出能够在多核处理器上并行执行的代码或线程。多核加速串行程序主要有三种方法,包括并行编译器、推测多线程以及基于线程的预取机制等。在传统并行编译中,编译器需要花费很大的精力来保证拟划分线程之间不存在数据依赖关系。编译时存在大量模糊依赖,尤其是在允许使用指针(如C程序)的情况下,编译器不得不采用保守策略来保证程序执行的正确性。这大大限制了串行程序可以挖掘的并发程度,也决定了并行编译器只能在狭窄范围使用。为解决这些问题,人们提出推测多线程以及基于线程的预取机制等。然而,从这种概念提出到现在为止,这个方向的研究大部分局限于学术界,仅有个别商业化处理器应用了这种技术,并且仅仅局限于特殊的应用领域。我们认为动态优化技术和推测多线程(包括基于线程的预取机制)的结合是未来的可能发展趋势。 冯•诺依曼体系结构的一维地址空间和多核处理器的多维访存层次的匹配问题。本质上,冯•诺依曼体系结构采用了一维地址空间。由于不均匀的数据访问延迟和同一数据在多个处理器核上的不同拷贝导致了数据一致性问题。该领域的研究分为两大类:一类研究主要是引入新的访存层次。新的访存层次可能采用一维分布式实现方式。典型的例子是增加分布式统一编址的寄存器网络。全局统一编址的特性避免了数据一致性地考虑。同时,相比于传统的大容量cache访问,寄存器又能提供更快的访问速度。TRIPS和RAW都有实现了类似得寄存器网络。令另外,新的访存层次也可以是私有的形式。比如每个处理器和都有自己私有的访存空间。其好处是更好的划分了数据存储空间,已洗局部私有数据没有必要考虑数据一致性问题。比如Cell处理器为每个SPE核设置了私有的数据缓冲区。另一类研究主要涉及研制新的cache一致性协议。其重要趋势是放松正确性和性能的关系。比如推测Cache协议在数据一致性未得到确认之前就推测执行相关指令,从而减少了长迟访存操作对流水线的影响。此外,TokenCoherence和TCC也采用了类似的思想。程序的多样性和单一的体系结构的匹配问题。未来的应用展现出多样性的特点。一方面,处理器的评估不仅仅局限于性能,也包括可靠性,安全性等其他指标。另一方面,即便考虑仅仅追求性能的提高,不同的应用程序也蕴含了不同层次的并行性。应用的多样性驱使未来的处理器具有可配置、灵活的体系结构。TRIPS在这方面作了富有成效的探索,比如其处理器核和片上存储系统均有可配置的能力,从而使得TRIPS能够同时挖掘指令级并行性、数据级并行性及指令级并行性。 多核和Cell等新型处理结构的出现不仅是处理器架构历史上具有里程碑式的事件,对传统以来的计算模式和计算机体系架构也是一种颠覆 2005年,一系列具有深远影响的计算机体系结构被曝光,有可能为未来十年的计算机体系结构奠定根本性的基础,至少为处理器乃至整个计算机体系结构做出了象征性指引。随着计算密度的提高,处理器和计算机性能的衡量标准和方式在发生变化,从应用的角度讲,讲究移动和偏向性能两者已经找到了最令人满意的结合点,并且有可能引爆手持设备的急剧膨胀。尽管现在手持设备也相对普及,在计算能力、可扩展性以及能耗上,完全起步到一台手持设备应该具备的作用;另一方面,讲究性能的服务器端和桌面端,开始考虑减少电力消耗赶上节约型社会的大潮流。 Cell本身适应这种变化,同样也是它自己创造了这种变化。因而从它开始就强调了不一样的设计风格,除了能够很好地进行多倍扩展外,处理器内部的SPU(SynergisticProcessorUnit协同处理单元)具有很好的扩展性,因而可以同时面对通用和专用的处理,实现处理资源的灵活重构。也就意味着,通过适当的软件控制,Cell能应付多种类型的处理任务,同时还能够精简设计的复杂。

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书名:计算机系统结构

作者:李学干

出版年份:2011-11

页数:329

内容简介:

《计算机系统结构(第5版)》是在原书第四版的基础上修订而成的。这次修订的重点是第1、4、5、6章。《计算机系统结构(第5版)》系统地讲述了计算机系统结构的基本概念、基本原理、基本结构、基本分析方法以及近年来在该领域的进展。全书共8章。主要内容有:计算机系统结构基础及并行性的开发;数据表示、寻址方式与指令系统的设计、优化、发展和改进;存储、中断、总线与输入/输出系统;虚拟存储器、cache存储器、三级存储层次和存储系统的保护;重叠方式和流水方式的标量处理机及指令级高度并行的超级处理机;向量的流水处理和向量流水处理机、阵列处理机的原理、并行算法和互连网络;多处理机的硬件结构、多cache的一致性、程序的并行性和性能、操作系统和多处理机的发展;数据流计算机和归约机。《计算机系统结构(第5版)》内容丰富,取材适当,每章有大量例题和习题。每章末均有本章小结,给出本章“知识点和能力层次要求”以及“重点和难点”。书末附有各章习题参考答案。《计算机系统结构(第5版)》可作为计算机专业本科生和相关专业研究生的教材,也可作为相关领域科技人员的参考书。

请问有没有计算机组成与结构王爱英第五版的课后习题答案

1、计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。2、计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成。3、计算机软件系统由操作系统和应用软件组成。4、计算机采用冯·诺依曼结构。拓展资料:1、计算机体系结构就是指适当地组织在一起的一系列系统元素的集合,这些系统元素互相配合、相互协作,通过对信息的处理而完成预先定义的目标。通常包含的系统元素有:计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中,软件是程序、数据库和相关文档的集合,用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制;硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等);人员是硬件和软件的用户和操作者;数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合;文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息;过程是一系列步骤,它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境。2、计算机体系结构解决的是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题,它和计算机组成、计算机实现是不同的概念。一种体系结构可能有多种组成,一种组成也可能有多种物理实现。计算机系统结构的逻辑实现,包括机器内部数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。其目标是合理地把各种部件、设备组成计算机,以实现特定的系统结构,同时满足所希望达到的性能价格比。一般而言,计算机组成研究的范围包括:确定数据通路的宽度、确定各种操作对功能部件的共享程度、确定专用的功能部件、确定功能部件的并行度、设计缓冲和排队策略、设计控制机构和确定采用何种可靠技术等。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,器件、模块、插件、底板的划分与连接,专用器件的设计,信号传输技术,电源、冷却及装配等技术以及相关的制造工艺和技术。

计算机组成与体系结构答案(裘雪红)

中文名: 计算机组成与体系结构:性能设计(原书第8版)原名: Computer Organization and Architecture: Designing for Performance (8th Edition)

作者: (美)William Stallings译者: 彭蔓蔓 吴强 任小西图书

分类: 软件

资源格式: PDF

版本: 扫描版

出版社: 机械工业出版社

书号: 9787111328780

发行时间: 2011年6月

地区: 大陆

语言: 简体中文

简介:

内容简介

《计算机组成与体系结构:性能设计(原书第8版)》以intel x86和arm两个处理器系列为例,结合当代计算机系统性能设计问题,介绍了计算机体系结构的主流技术和最新技术。本书共18章,分5个部分,第一部分(第1~2章)概述计算机组成与体系结构,并讨论计算机的演变和性能;第二部分(第3~8章)讨论计算机的主要部件及其互连;第三部分(第9~14章)讨论处理器的内部结构和组织;第四部分(第15~16章)讨论处理器中控制器的内部结构和微程序设计的使用;第五部分(第17~18章)讨论并行组织,包括对称多处理器、集群系统和多核体系结构。

《计算机组成与体系结构:性能设计(原书第8版)》可作为高等院校计算机及相关专业的计算机体系结构课程教材或教学参考书,同时也可以作为从事计算机研究与开发的技术人员的参考书。


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