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仪器与系统构架图

仪器与系统构架图
仪器与系统构架图

Transceiver学习各测试站总结

PPG发射数字序列电信号给光源件EVB,由光源件TX将电信号转化成光信号给测试件RX,由RX将光信号转化成电信号,再将电信号传给SWITCH,通过电脑控制SWITCH将4个通道的信号传给DCA形成眼图,由眼图形的Eye Aplitude(眼图振幅)与规格进行比较。1、误码分析仪(PPG)

误码测试仪的原理

误码测试仪由发送和接收两部分组成,发送部分的测试码发生器产生一个已知的测试数字序列,编码后送入被测系统的输入端,经过被测系统传输后输出,进入误码测试仪的接收部分解码并从接收信号中得到同步时钟。接收部分的测试码发生器产生和发送部分相同的并且同步的数字序列,和接收到的信号进行比较,如果不一致,便是误码,用计数器对误码的位数进行计数,然后记录存储,分析、显示测试结果。

由于误码仪是软件控制发送测试数据所以我们只需要打开软件LEABER启动误码仪即可,重启误码仪只需打开仪器背面GPIB通讯下端的开关即可。

2、可编程线性电源供应器(提供稳定电压电流,保护仪器)

PST系列是三路输出的可编程线性直流电源,有96 / 158W 两种功率的机型可选择。过电压、过电流和过温度保护。可使PST电源和负载免受意外损坏,高解析度可达到10mV、1mA。192X128 LCD 显示器可同时显示多组设定及量测结果;智能型风扇控制有效降低噪音。输出控制、储存/呼叫、自动追踪、自动串并联操作和简单的自动测试结构。SCPI命令集及LabVIEW 驱动程序,可以透过RS-232或是GPIB介面提供编程控制或ATE开发测试软体。PST系列丰富的编程控制介面、高解析度、多组输出、自动操作功能,是产品测试或是机柜测试系统的最佳选择。

全数位化可程式介面,高解析度10mV、1mA

192 * 128 LCD 显示幕,可同时显示多组设定及量测结果

(可变更显示模式)

视窗化直觉式智慧型操作介面,方便使用者操作

支持多组的立即按键

自动串并联功能

高稳定度、低漂移

过电压、过电流、过温度保护

智慧型风扇控制(随着输出功率变换)

内建Buzzer 作为警告提示

100组设定储存

标准接口:RS-232

选购接口:GPIB(IEEE 488.2)

3、Optical Switch

光开关是一种具有一个或多个可选的传输端口的光学器件,其作用是对光传输线路或集成光路中的光信号进行物理切换或逻辑操作, 光开关是一种光路转换器件。在光纤传输系统,光开关用于多重监视器,LAN,多光源,探测器和保护以太网的转换。在光纤测试系统,用于光纤,光纤设备测试和网络测试,光纤传感多点监测系统。

光开关(Optical Switch,OS)是一种具有一个或多个可选择的传输窗口,可对光传输线路或集成光路中的光信号进行相互转换或逻辑操作的器件。光开关基本的形式是2X2即入端和出端各有两条光纤,可以完成两种连接状态,平行连接和交叉连接,如图2所示。较大型的空分光交换单元可由基本的2X2光开关以及相应的1X2光开关级联、组合构成。

光开关在光网络中起到十分重要的作用,在波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)传输系统中,光开关可用于波长适配、再生和时钟提取,在光时分复用(Optical Time Division Multiplex,OTDM)系统中,光开关可用于解复用;在全光交换系统中,光开关是光交叉连接(Optical Cross-connect,OXC)的关键器件,也是波长变换的重要器件。根据光开关的输入和输出端口数,可分为1×1、1×2、1×N、2×2、2×N、M×N等多种,它们在不同场合中有不同用途。其应用范围主要有:光网络的保护倒换系统,光纤测试中的光源控制、网络性能的实时监控系统、光器件的测试、构建OXC设备的交换核心,光插/分复用、光学测试、光传感系统等

4、Agilent 86100A Infiniium DCA是也起一台数字通信分析器和一台时域作用的一台高速的示波器。

示波器眼图的形成原理

一般而言,生成眼图需要通过测量大量的数据,然后再从其中恢复得到。示波器测量眼图中,经过前期的数据采集,其内存中可以获得完整的数据记录。然后,利用硬件或者软件对时钟进行恢复或提取得到同步时钟信号,用此时钟信号与数据记录中的数据同步到每个比特,通过触发恢复的时钟,把数据流中捕获的多个1 UI(单位间隔,相当于一个时钟周期)的信号重叠起来,也即将每个比特的数据波形重叠,最后得到眼图。示波器眼图的形成示意图。

从眼图中对系统性能作一论述:

(1)最佳抽样时刻应在“眼睛”张开最大的时刻。

(2)对定时误差的灵敏度可由眼图斜边的斜率决定。斜率越大,对定时误差就越灵敏。(3)在抽样时刻上,眼图上下两分支阴影区的垂直高度,表示最大信号畸变。

(4)眼图中央的横轴位置应对应判决门限电平。

(5)在抽样时刻,上下两分支离门限最近的一根线迹至门限的距离表示各相应电平的噪声容限,噪声瞬时值超过它就可能发生错误判决。

(6)对于利用信号过零点取平均来得到定时信息的接收系统,眼图倾斜分支与横轴相交的区域的大小表示零点位置的变动范围,这个变动范围的大小对提取定时信息有重要的影响。

光纤模块的构成:有发射激(TOSA),接受(ROSSA) 线路板IC

外部配件

光纤模块接口分为FC 型、SC 型、LC 型、ST 型和FTRJ 型。

光纤模块又分单模和多模单模光纤使用的光波长为1310nm 或1550 nm。单模光纤的尺寸为9-10/125μm 它的传输距离一般10KM 20kM 40KM 70KM 120KM 多模光纤使用的光波长多为850 nm 或1310nm.多模光纤50/125μm 或62.5/125μm 两种,它的传输距离也

不一样,一般千兆环境下50/125μm 线可传输550M,62.5/125μm 只可以传送330M。(2KM 550M)

从颜色上可以区分单模光纤和多模光纤。单模光纤外体为黄色,多模光纤外体为橘红色。

此站点测试RX部分参数

光源TX经可调衰减器模拟现实中光纤衰减,由光分器分成两束功率同的光,一部分给RX,一部分给光功率计(由此我们可以知道给RX部分的光功率)。给RX部分的光通过电脑控制光源光功率我们可以得到RSSI(接收信号强度指示),和SEN(接收灵敏度)通过RX将光转化成电信号再发返回给误码仪可以测量出LOSA/D。测试件TX发出光给光功率计可以测量出SETIDC以及TXP。

5、光功率计

光功率计(optical power meter )是指用于测量绝对光功率或通过一段光纤的光功率相对损耗的仪器。在光纤系统中,测量光功率是最基本的,非常像电子学中的万用表;在光纤测量中,光功率计是重负荷常用表。通过测量发射端机或光网络的绝对功率,一台光功率计就能够评价光端设备的性能。用光功率计与稳定光源组合使用,则能够测量连接损耗、检验连续性,并帮助评估光纤链路传输质量。

PM-1600Exfo PM-1600 功率计PM-1100台式光功率计和PM-1600高速功率计均能够在大动态范围内进行准确的功率测量,具有极高的分辨率和卓越的线性度。可选择它们来进行离散值(如插入损耗)自动测量,或进行连续监测和数据取样。这些独立功率计具有出色的性能、灵活性、用户友好性以及可扩展集成功能。PM-1100/PM-1600测试非连接器连接元件时,将BFA-3000通用裸光纤适配器与PM-1600W高速台式光功率计一同使用,并确保可重复测量。易于使用和控制EXFO的PM-1100和PM-1600其设计完全为用户着想。菜单驱动界面可引导您进行操作,并会清晰的显示结果。可从任何兼容的PC 或测试站通过GPIB和RS-232接口及控制代码远程控制您的设备。无论测量绝对还是相对功率级别,您都可以实现高效、高精度的测量

6、可变光衰减器(ATT)是光纤通信中一种重要的光无源器件,通过衰减传输光功率来实现对信号的实时控制。

可变光衰减器可与光波分复用器(WDM)、分光探测器(TAP PD)、掺铒光纤放大器(EDFA)等光器件构成ROADM、VMUX、增益平坦EDFA等模块,还可直接用于光接收机的过载保护。另外,光功率计等仪器仪表的计量、定标,也需要使用到VOA。随着VOA在光通信中的应用越来越多,对其功能的要求也越来越高:VOA应能精确地控制光信号的功率,为各通道波长提供稳定的衰减量;在超长距离DWDM系统中,VOA必须有足够的灵敏度与可靠性,以补偿环境等外界因素引起信号光功率的变化。

功能介绍

固定光衰减器,比如A、B两个机房距离较近,A发光功率为3 dBm,而B站点的光器件正常工作的入光范围在-18 dBm至0 dBm之间,那么3dBm的光经过较近的光纤传输后到达B 点为2 dBm,这时候工程开局人员就需要在B点接收端加上一个至少2 D B的固定光衰去减弱光功率以至于B点的光器件能工作,否则就会使得B点光器件损坏。而可变光衰减器(VOA)是在固定光衰减器上进一步智能化了,它有自身的可调范围,比如我们可以人为地将它调整为2 dB至10 dB之间的任何一个值,使得它能更好地适应用户的需求,而不用经常因为光纤老化需要替换工程现场的固定光衰

测试点:write A0h、write LOSA/D、TX校对、Vcc校对、Bias校对、温度调整

APC这站点是测量TX部分参数

源件TX发出给光分路器分出4个不同波长的光,有电脑控制SWITCH依次测量4个波长光的TXP(通过光功率计),给DCA眼图仪的光可以测量出ER、EMM、OMA。通过电脑控制TX的光功率可以测量出Idc、Iop、Vmd。

DDMI站是校对和矫正参数

通过对TRX个个参数的测量后,我们通过DDMI进行校对,修改参数。如A/W,cal RX,writerr LOSA/D,cal LOSA/D,cal TX,temp,Vcc,Bias.

8、Demux

光分路器又称分光器,是光纤链路中重要的无源器件之一,是具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件。所有输出端口的光功率总和相对于输入光功率损失的DB数。光分路箱采用模块化插片设计,具有二个到四个扩展槽位,将光分插片插入插槽即可。通过灵活的增加光分插片数量来实现端口的扩容,不同容量的光分模块具有通用性和互换性。另配置熔纤盘用于上联光缆的接续。尾纤的存储采用用适配器固定,实现了无跳接。

9、光纤波长测量仪

查看就是测试件的工作波长,看是否在规定的范围之内;

a、快速波长扫描可使测试光学设备与波长关系的速度翻一番。

b、极高的波长精度可帮助您精确测量精密WDM系统中的通道,以监测通道的波长变化以及相邻通道之间的串扰。

c、无需额外的连接和仪器(如衰减器)即可测试发射机。内置应用支持智能独立测试,可以减少测试仪表空间需求以及昂贵的测试程序开发成本。

d、内置HeNe可确保根据标准,实时精确测量绝对波长,并保证精确且可再现的试验结果。

,通过数字诊断功能,可以定位故障。在故障定位中,需要对Tx_power,Rx_power,Temp,Vcc,Tx_Bias 的警告和告警状态进行综合分析。内存镜像中的状态变量Tx Fault 和Rx LOS (信号丢失)都对故障的分析起着重要的作用。兼容性验证数字诊断的另一个功能是模块的兼容性验证。兼容性验证就是分析模块的工作环境是否符合数据手册或和相关的标准兼容。模块的性能只有在这种兼容的工作环境下才能得到保证。在有些情况下,由于环境参数超出数据手册或相关的标准,将造成模块性能下降,从而出现传输误码。工作环境与模块不兼容的情况有:1)电压超出规定范围;2)接收光功率过载或低于接收机灵敏度;3)温度超出工

作温度范围。

测试点:TXP、ER、EMM、OMA、Idc、Iop、温度校对

低温:-7~-3℃高温:58~70℃,从58℃开始测量

测试界面需将LM75(c)的温度read到DDMI中

高低温测量站测试是检测TX在不同温度下对LD的影响。所以TX部分测量与APC测量参数相同,但规格会松一点。测量完成后要进行温度校正。

测试点:TXP、ER、CR、EMM、Rise time 、Fall time 、OMA、Idc、Iop、LosA/D、温度校对、sensitivity、Overload

ATS站为了测量SFP模块的综合性能包括TX、RX、DDMI、以及震动后的性能。

各种仪器分析的基本原理

紫外吸收光谱UV 分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁 谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化 提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息 荧光光谱法FS 分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光 谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化 提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息 红外吸收光谱法IR 分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化 提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率 拉曼光谱法Ram 分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射 谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化 提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率 核磁共振波谱法NMR 分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁 谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化 提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 电子顺磁共振波谱法ESR 分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁 谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息质谱分析法MS 分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离 谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息

计算机系统结构课后答案

1、数据结构和机器的数据表示之间是什么关系?确定和引入数据表示的基本原则是什么? 答:数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现,所以数据表示是数据结构的组成元素。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持,表现在实现效率和方便性不同。数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。 除基本数据表示不可少外,高级数据表示的引入遵循以下原则:(1)看系统的效率有否提高,是否养活了实现时间和存储空间。(2)看引入这种数据表示后,其通用性和利用率是否高。 2、标志符数据表示与描述符数据表示有何区别?描述符数据表示与向量数据表示对向量数据结构所提供的支持有什么不同? 答:标志符数据表示指将数据类型与数据本身直接联系在一起,让机器中每个数所都带类型樗位。其优点是:(1)简化了指令系统和程序设计;(2)简化了编译程序;(3)便于实现一致性校验;(4)能由硬件自动变换数据类型;(5)支持数据库系统的实现与数据类型无关;(6)为软件调试和应用软件开发提供支持。缺点是:(1)会增加程序所点的主存空间;(2)在微观上对机器的性能(运算速度)不利。 数据描述符指数据的描述与数据分开存放,描述所访问的数据是整块还是单个的,及访问该数据块或数据元素的地址住处它具备标志符数据表示的优点,并减少了标志符数据表示所占的空间,为向量和数组结构的实现提供支持。 数据描述符方法优于标志符数据表示,数据的描述与数据分开,描述所访问的数据是整块还是单个的,及访问该数据块或数据元素的地址信息,减少了樗符数据表示所占的窨。用描述符方法实现阵列数据的索引比用变址方法实现要方便,且便于检查出程序中的阵列越界错误。但它不能解决向量和数组的高速运算问题。而在有向量、数组数据表示的向量处理机上,硬件上设置有丰富的赂量或阵列运算指令,配有流水或阵列方式处理的高速运算器,不仅能快速形成向量、数组的元素地址,更重要的是便于实现把向量各元素成块预取到中央处理机,用一条向量、数组指令流水或同时对整个向量、数组高速处理.如让硬件越界判断与元素运算并行。这些比起用与向量、阵列无关的机器语言和数据表示串行实现要高效的多。 3、堆栈型机器与通用寄存器型机器的主要区别是什么?堆栈型机器系统结构为程序调用的哪些操作提供了支持? 答:有堆栈数据表示的机器称为堆栈机器。它与一般通用寄存器型机器不同。通用寄存器型

(完整版)计算机系统结构试题及答案

计算机系统结构复习题 单选及填空: 计算机系统设计的主要方法 1、由上往下的设计(top-down) 2、由下往上的设计(bottom-up) 3、从中间开始(middle-out) Flynn分类法把计算机系统的结构分为以下四类: (1)单指令流单数据流 (2)单指令流多数据流 (3)多指令流单数据流 (4) 多指令流多数据流 堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。 累加器型机器:CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。 通用寄存器型机器:CPU 中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。 名词解释: 虚拟机:用软件实现的机器叫做虚拟机,但虚拟机不一定完全由软件实现,有些操作可以由硬件或固件(固件是指具有软件功能的固件)实现。 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。 兼容机:它是指由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。 流水线技术:将一个重复的时序过程,分解成为若干个子过程,而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其它子过程同时执行。 单功能流水线:指流水线的各段之间的连接固定不变、只能完成一种固定功能的流水线。 多功能流水线:指各段可以进行不同的连接,以实现不同的功能的流水线。 顺序流水线:流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序完全相同。 乱序流水线:流水线输出端任务流出的顺序与输入端任务流入的顺序可以不同,允许后进入流水线的任务先完成。这种流水线又称为无序流水线、错序流水线、异步流水线。 吞吐率:在单位时间内流水线所完成的任务数量或输出结果的数量。 指令的动态调度:

是指在保持数据流和异常行为的情况下,通过硬件对指令执行顺序进行重新安排,以提高流水线的利用率且减少停顿现象。是由硬件在程序实际运行时实施的。 指令的静态调度: 是指依靠编译器对代码进行静态调度,以减少相关和冲突。它不是在程序执行的过程中、而是在编译期间进行代码调度和优化的。 超标量: 一种多指令流出技术。它在每个时钟周期流出的指令条数不固定,依代码的具体情况而定,但有个上限。 超流水:在一个时钟周期内分时流出多条指令。 多级存储层次: 采用不同的技术实现的存储器,处在离CPU不同距离的层次上,各存储器之间一般满足包容关系,即任何一层存储器中的内容都是其下一层(离CPU更远的一层)存储器中内容的子集。目标是达到离CPU最近的存储器的速度,最远的存储器的容量。 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中相应块,该块只有被替换时,才被写回主存。 集中式共享多处理机: 也称为对称式共享存储器多处理SMP。它一般由几十个处理器构成,各处理器共享一个集中式的物理存储器,这个主存相对于各处理器的关系是对称的, 分布式共享多处理机: 它的共享存储器分布在各台处理机中,每台处理机都带有自己的本地存储器,组成一个“处理机-存储器”单元。但是这些分布在各台处理机中的实际存储器又合在一起统一编址,在逻辑上组成一个共享存储器。这些处理机存储器单元通过互连网络连接在一起,每台处理机除了能访问本地存储器外,还能通过互连网络直接访问在其他处理机存储器单元中的“远程存储器”。 多Cache一致性: 多处理机中,当共享数据进入Cache,就可能出现多个处理器的Cache中都有同一存储器块的副本,要保证多个副本数据是一致的。 写作废协议: 在处理器对某个数据项进行写入之前,它拥有对该数据项的唯一的访问权 。 写更新协议: 当一个处理器对某数据项进行写入时,它把该新数据广播给所有其它Cache。这些Cache用该新数据对其中的副本进行更新。 机群:是一种价格低廉、易于构建、可扩放性极强的并行计算机系统。它由多台同构或异构

各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法!!!紫外吸收光谱UV分析

各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法!!! 紫外吸收光谱UV 分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息荧光光谱法FS 分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息红外吸收光谱法IR 分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率拉曼光谱法Ram 分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率核磁共振波谱法NMR 分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息电子顺磁共振波谱法ESR 分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信息 质谱分析法MS 分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e 分离 谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e 的变化提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息气相色谱法GC 分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关反气相色谱法IGC 分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数裂解气相色谱法PGC 分析原理:高分子材料在一定条件下瞬间裂解,可获得具有一定特征的碎片谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:谱图的指纹性或特征碎片峰,表征聚合物的化学结构和几何构型凝胶色谱法GPC 分析原理:样品通过凝胶柱时,按分子的流体力学体积不同进行分离,大分子先流出谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化提供的信息:高聚物的平均分子量及其分布热重法TG 分析原理:在控温环境中,样品重量随温度或时间变化谱图的表示方法:样品的重量分数随温度或时间的变化曲线提供的信息:曲线陡降处为样品失重区,平台区为样品的热稳定区热差分析DTA 分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,由于二者导热系数不同产生温差,记录温度随环境温度或时间的变化 谱图的表示方法:温差随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息示差扫描量热分析DSC 分析原理:样品与参比物处于同一控温环境中,记录维持温差为零时,所需能量随环境温度或时间的变化 谱图的表示方法:热量或其变化率随环境温度或时间的变化曲线提供的信息:提供聚合物热转变温度及各种热效应的信息静态热―力分析TMA 分析原理:样品在恒力作用下产生的形变随温度或时间变化谱图的表示方法:样品形变值随温度或时间变化曲线提供的信息:热转变温度和力学状态

计算机系统结构考试题库及答案

计算机系统结构试题及答案 一、选择题(50分,每题2分,正确答案可能不只一个,可单选 或复选) 1.(CPU周期、机器周期)是内存读取一条指令字的最短时间。 2.(多线程、多核)技术体现了计算机并行处理中的空间并行。 3.(冯?诺伊曼、存储程序)体系结构的计算机把程序及其操作数 据一同存储在存储器里。 4.(计算机体系结构)是机器语言程序员所看到的传统机器级所具 有的属性,其实质是确定计算机系统中软硬件的界面。 5.(控制器)的基本任务是按照程序所排的指令序列,从存储器取 出指令操作码到控制器中,对指令操作码译码分析,执行指令操作。 6.(流水线)技术体现了计算机并行处理中的时间并行。 7.(数据流)是执行周期中从内存流向运算器的信息流。 8.(指令周期)是取出并执行一条指令的时间。 9.1958年开始出现的第二代计算机,使用(晶体管)作为电子器件。 10.1960年代中期开始出现的第三代计算机,使用(小规模集成电路、 中规模集成电路)作为电子器件。 11.1970年代开始出现的第四代计算机,使用(大规模集成电路、超 大规模集成电路)作为电子器件。 12.Cache存储器在产生替换时,可以采用以下替换算法:(LFU算法、 LRU算法、随机替换)。

13.Cache的功能由(硬件)实现,因而对程序员是透明的。 14.Cache是介于CPU和(主存、内存)之间的小容量存储器,能高 速地向CPU提供指令和数据,从而加快程序的执行速度。 15.Cache由高速的(SRAM)组成。 16.CPU的基本功能包括(程序控制、操作控制、时间控制、数据加 工)。 17.CPU的控制方式通常分为:(同步控制方式、异步控制方式、联合 控制方式)反映了时序信号的定时方式。 18.CPU的联合控制方式的设计思想是:(在功能部件内部采用同步控 制方式、在功能部件之间采用异步控制方式、在硬件实现允许的情况下,尽可能多地采用异步控制方式)。 19.CPU的同步控制方式有时又称为(固定时序控制方式、无应答控 制方式)。 20.CPU的异步控制方式有时又称为(可变时序控制方式、应答控制 方式)。 21.EPROM是指(光擦可编程只读存储器)。 22.MOS半导体存储器中,(DRAM)可大幅度提高集成度,但由于(刷 新)操作,外围电路复杂,速度慢。 23.MOS半导体存储器中,(SRAM)的外围电路简单,速度(快),但 其使用的器件多,集成度不高。 24.RISC的几个要素是(一个有限的简单的指令集、CPU配备大量的 通用寄存器、强调对指令流水线的优化)。

计算机系统结构 课后习题答案(第2版)

习题一 1、解释下列术语 计算机系统的外特性:通常所讲的计算机系统结构的外特性是指机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性,即由他们所看到的计算机的基本属性(概念性结构和功能特性)。 计算机系统的内特性:计算机系统的设计人员所看到的基本属性,本质上是为了将有关软件人员的基本属性加以逻辑实现的基本属性。 模拟:模拟方法是指用软件方法在一台现有的计算机上实现另一台计算机的指令系统。 可移植性:在新型号机出台后,原来开发的软件仍能继续在升级换代的新型号机器上使用,这就要求软件具有可兼容性,即可移植性。可兼容性是指一个软件可不经修改或只需少量修改,便可由一台机器移植到另一台机器上运行,即同一软件可应用于不同环境。 Amdahl定律:系统中对于某一部件采用某种更快的执行方式所能获得的系统性能改进程度,取决于这种执行方式被使用的频度或占总执行时间的比例。 虚拟机(Virtual Machine):指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。 6、 7、假定求浮点数平方根的操作在某台机器上的一个基准测试程序中占总执行时间的20%,为了增强该操作的性能,可采用两种不同的方法:一种是增加专门的硬件,可使求浮点数平方根操作的速度提高为原来的20倍;另一种方法是提高所有浮点运算指令的速度,使其为原来的2倍,而浮点运算指令的执行时间在总执行时间中占30%。试比较这两种方法哪一种更好些。 答:增加硬件的方法的加速比Sp1=1.23, 另一种方法的加速比Sp2= 1.176,经计算可知Sp1=方法更好些。 Sp2>Sp2第一种 9、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 T=为90%,则采用Cache能使整个存储系统获得多高的加速比?答: 加速比

计算机系统结构

计算机系统结构

课后习题 第一章计算机系统结构的基本概念 5.从机器(汇编)语言程序员看,以下哪些是透明的? 指令地址寄存器;指令缓冲器;时标发生器;条件寄存器;乘法器;主存地址寄存器;磁盘外设;先行进位链;移位器;通用寄存器;中断字寄存器。 答:透明的有:指令缓冲器、时标发生器、乘法器、先进先出链、移位器、主存地址寄存器。 6.下列哪些对系统程序员是透明的?哪些对应用程序员是透明的? 系列机各档不同的数据通路宽度;虚拟存储器;Cache存储器;程序状态字;“启动I/O”指令;“执行”指令;指令缓冲寄存器。 答:对系统程序员透明的有:系列机各档不同的数据通路宽度;Cache存储器;指令缓冲寄存器; 对应用程序员透明的有:系列机各档不同的数据通路宽度;Cache存储器;指令缓冲寄存器;虚拟存储器;程序状态字;“启动I/O”指令。 note: 系列机各档不同的数据通路宽度、Cache存贮器、指令缓冲寄存器属于计算机组成,对系统和程序员和应用程序员都是透明的。

虚拟存贮器、程序状态字、“启动I/O”指令,对系统程序员是不透明的,而对应用程序员却是透明的。 “执行”指令则对系统程序员和应用程序员都是不透明的。 8. 实现软件移植的主要途径有哪些?分别适用于什么场合?各存在什么问题?对这些问题应采取什么对策?如果利用计算机网络实现软件移植,计算机网络应当如何组成?

第二章数据表示与指令系统 1.数据结构和机器的数据表示之间是什么关系?确定和引入数据表示的基本原则是什么? 答:数据表示是能由硬件直接识别和引用的数据类型。数据结构反映各种数据元素或信息单元之间的结构关系。 数据结构要通过软件映象变换成机器所具有的各种数据表示实现,所以数据表示是数据结构的组成元素。不同的数据表示可为数据结构的实现提供不同的支持,表现在实现效率和方便性不同。数据表示和数据结构是软件、硬件的交界面。 除基本数据表示不可少外,高级数据表示的引入遵循以下原则:

系统结构期末考试试题及答案

得分 评分人 填空题: (20分,每题2 分) 单选题:(10分,每题1分) A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B. 一个虚页只装进固定的主存实页位置 《计算机系统结构》期末考试试卷(A ) 得分 注:1、共100分,考试时间120分钟。 2、此试卷适用于计算机科学与技术本科专业。 1、."启动I/O"指令是主要的输入输出指令,是属于( A. 目态指令 B.管态指令 C.目态、管态都能用的指令 D.编译程序只能用的指令 2、 输入输出系统硬件的功能对 (B )是透明的 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 3、 全相联地址映象是指(A ) C. 组之间固定,组内任何虚页可装入任何实页位置 D.组间可任意装入,组内是固定装入 4、( C ) 属于MIMD 系统结构 A.各处理单元同时受一个控制单元的管理 B.各处理单元同时受同个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机系统 D. 阵列处理机 5、多处理机上两个程序段之间若有先写后读的数据相关,则( B ) A.可以并行执行 B.不可能并行 C.任何情况均可交换串行 D.必须并行执行 6、 计算机使用的语言是(B ) A.专属软件范畴,与计算机体系结构无关 B.分属于计算机系统各个层次 C.属于用以建立一个用户的应用环境 D. 属于符号化的机器指令 7、 指令执行结果出现异常引起的中断是( C ) A.输入/输出中断 B.机器校验中断 C.程序性中断 D.外部中断 &块冲突概率最高的 Cache 地址映象方式是(A ) A.直接 B .组相联 C .段相联 D .全相联 9、 组相联映象、LRU 替换的Cache 存储器,不影响 Cache 命中率的是(B ) A.增大块的大小 B .增大主存容量 C .增大组的大小 D .增加Cache 中的块数 10、 流水处理机对全局性相关的处理不 包括(C ) A.猜测法 B.提前形成条件码 C.加快短循环程序的执行 D.设置相关专用通路

各种仪器原理及应用

紫外可见分光光度计的原理与应用 1.原理 物质的吸收光谱本质上就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量,相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同,因此,每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量,这就是分光光度定性和定量分析的基础。分光光度分析就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。 紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔 (Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收介质的厚度呈正比 2 应用 2.1 检定物质 根据吸收光谱图上的一些特征吸收,特别是最大吸收波长虽ax 和摩尔吸收系数是检定物质的常用物理参数。这在药物分析上就有着很广泛的应用。在国内外的药典中,已将众多的药物紫外吸收光谱的最大吸收波长和吸收系数载入其中,为药物分析提供了很好的手段。 2.2 与标准物及标准图谱对照 将分析样品和标准样品以相同浓度配制在同一溶剂中,在同一条

件下分别测定紫外可见吸收光谱。若两者是同一物质,则两者的光谱图应完全一致。如果没有标样,也可以和现成的标准谱图对照进行比较。这种方法要求仪器准确,精密度高,且测定条件要相同。 2.3 比较最大吸收波长吸收系数的一致性 2.4 纯度检验 2.5 推测化合物的分子结构 2.6 氢键强度的测定 实验证明,不同的极性溶剂产生氢键的强度也不同,这可以利用紫外光谱来判断化合物在不同溶剂中氢键强度,以确定选择哪一种溶剂。 2.7 络合物组成及稳定常数的测定 2.8 反应动力学研究 2.9 在有机分析中的应用 有机分析是一门研究有机化合物的分离、鉴别及组成结构测定的科学,它是在有机化学和分析化学的基础上发展起来的综合性学科。 原子吸收分光光度计工作原理

《计算机系统结构》与参考答案

2.以下各类中断中,属于自愿中断的是 C. A. 外部中断 B. I/O中断 C. 执行“访管”指令 D. 机器校验中断 3.高速外部设备磁盘机适合连接于 C. A. 选择通道或字节多路通道 B. 数组多路通道或字节多路通道 C.数组多路通道或选择通道 D.任意一种通道 4.页式虚拟存储器页表的作用是 A . A. 反映虚页在主存的存储情况 B.仅反映虚页是否调入主存 C. 反映主存实页与Cache 的对应关系 D. 反映虚页在辅存的存储情况5.软件和硬件的功能在逻辑上是C的 . A.固件优于软件 B.不等价 C.等价 D.软件优于固件 6.计算机中最优化的操作码编码方法是D. A.BCD 码 B.ASCII码 C.扩展操作码 D.哈夫曼编码 7.从计算机系统执行程序的角度看,并行性等级由低到高分为四级A. A .指令内部——指令之间——进程之间——程序之间 B .指令之间——指令内部——进程之间——程序之间 C.进程之间——指令之间——指令内部——程序之间 D .程序之间——进程之间——指令之间——指令内部 8.计算机系统多级层次结构中,操作系统机器级的直接上层是D. A .传统机器级 B .高级语言机器 C.应用语言机器级D.汇编语言机器级 9.全相联地址映像是指A. A. 任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置 C.组之间是固定的,而组内任何虚页可以装入任何实页位置 D.组间可任意装入,组内是固定装入 10.对于同一系列机,必须保证软件能够C. A .向前兼容,并向上兼容 B .向前兼容,并向下兼容C.向后兼容,力争向上兼容D .向后兼容,力争向下兼容11.设有 16 个处理单元的并行处理机系统, 采用共享主存的方式. 若同时存取16 个数据 , 为避免存储器访问冲突, 共享主存的多体数量应该为C才合理 . A. 15 B. 16 C. 17 D. 19 12.软件兼容的根本特征是C. A.向前兼容 B.向后兼容 C. 向上兼容 D. 向下兼容 13.在下列机器中,能够实现软件兼容的机器是 B. A.完全不同种类的机型 B.系统结构相同的机器 C. 宿主机和目标机 D.虚拟机 14.输入输出系统硬件的功能对C是透明的。 A. 操作系统程序员 B. 所有类别的程序员 C. 应用程序员 D. 系统结构设计师 15.在下列各项选择中,对于机器( 汇编 ) 语言程序员透明的是 D. A.通用寄存器 B. 条件码 C.中断字 D.主存储器地址寄存器 一、单项选择题 1.在流水机器中,全局性相关是指 B. A.指令相关 B. 由条件转移指令引起的相关 C “先读后写”相关 D.“先写后读”相关 2.以下不属于多处理机操作系统类型的是A. A .Windows 操作系统B.主从型操作系 C.浮动型操作系统 D .各自独立型操作系统 3.下列不是数据流计算特点的是D. A. 设置状态 B.没有指令计数器 C.没有变量的概念 D.操作结果不产生副作用 4.若输入流水线的指令既无局部性相关,也不存在全局性相关,则B. A. 可获得高的吞吐率和效率 B.出现瓶颈 C.流水线的效率和吞吐率恶化 D.可靠性提高 5.消除“一次重叠”中的“指令相关”最好方法是B. A. 不准修改指令 B.设置相关专用通路 C.推后分析下条指令 D.推后执行下条指令 6.流水线的技术指标不包括A. A. 数据宽度 B.吞吐率 C.加速比 D.效率 7.按照弗林对处理机并行性定义的分类原则,阵列机ILLIAC IV属于B. A.SISD B.SIMD C.MISD D.MIMD 8.设 8 个处理器编号分别为0,1, 2,?,7 用 Cube0 互联函数时,第7 号处理机可以与第D号处理机相联 . A. 0 B. 2 C. 4 D. 6 9.多端口存储器适合于连接 B. A .松耦合多处理机B.紧耦合多处理机C.机数很多的多处理机 D .机数可变的多处理机 10.以下不属于堆栈型替换算法的是A. A .先进先出法B.近期最久未用过法 C.近期最少使用法D.页面失效频率法 11.解决主存空间数相关的办法是C. A.基址值一次相关直接通路法 B.基址值二次相关直接通路法 C.通用寄存器组相关专用通路相关法 D. 推后读法 12. 一般来说 , 以下替换算法中 , 效果最优的替换算法是C. A. LRU 替换算法 B. FIFO 替换算法 C. OPT 替换算法 D. RAND替换算法

计算机系统结构期末考试试题及其答案

计算机系统结构期末考试试题及其答案

《计算机系统结构》期末考试试卷A 卷第 2 页 共 24 页 计算机科学系《计算机系统结构》期末考试试卷(A 卷) 2、此试卷适用于计算机科学与技术本科专业。 一 单选题:(10分,每题1分) 1、 ."启动I/O"指令是主要的输入输出指 令,是属于( B ) A.目态指令 B.管态指令 C.目态、管态都能用的指令 D.编译程序只能用的指令 2、 输入输出系统硬件的功能对(B )是透 明的 A.操作系统程序员 B.应用程序员 C.系统结构设计人员 D.机器语言程序设计员 3、 全相联地址映象是指(A ) A.任何虚页都可装入主存中任何实页的位置 B.一个虚页只装进固定的主存实页位置 C.组之间固定,组内任何虚页可装入任何实页位

置 D.组间可任意装入,组内是固定装入 4、( C ) 属于MIMD系统结构 A.各处理单元同时受一个控制单元的管理 B.各处理单元同时受同个控制单元送来的指令 C.松耦合多处理机和多计算机系统 D.阵列处理机 5、多处理机上两个程序段之间若有先写 后读的数据相关,则(B ) A.可以并行执行 B.不可能并行 C.任何情况均可交换串行 D.必须并行执行 6、计算机使用的语言是(B) A.专属软件范畴,与计算机体系结构无关 B.分属于计算机系统各个层次 C.属于用以建立一个用户的应用环境 D.属于符号化的机器指令 7、指令执行结果出现异常引起的中断是 (C ) A.输入/输出中断 B.机器校验中断 C.程序性中断 D.外部中断 《计算机系统结构》期末考试试卷A卷第 3 页共 24 页

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1.1.共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图,上图整体展现说明包括以下几个方面: 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发,从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合,完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类,具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源,我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源,我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建,采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现,具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过内外网门户对外进行发布,相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询,从而有效提升了我局整体应用服务质量。

综上,我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建,下面我们将从技术角度对相关架构进行描述。 1.2.技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计,从上图我们可以看出,本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3.整体架构设计 上述两节,我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明,通过上述设计,我们对整体项目的架构图进行了归纳如下:

计算机系统结构考试计算题

有一指令流水线如下所示 入 1 2 3 4 出 50ns 50ns 100ns 200ns (1) 求连续输入10条指令,该流水线的实际吞吐率和效率; (2) 该流水线的“瓶颈”在哪一段请采取两种不同的措施消除此“瓶颈”。对 于你所给出的两种新的流水线,连续输入10条指令时,其实际吞吐率和效率各是多少 解:(1) 2200(ns) 2009200)10050(50t )1n (t T max m 1 i i pipeline =?++++=?-+?=∑= )(ns 220 1T n TP 1pipeline -== 45.45%11 5 4400TP m t TP E m 1 i i ≈=? =?? =∑= (2)瓶颈在3、4段。 变成八级流水线(细分) 850(ns) 509850t 1)(n t T max m 1 i i pipeline =?+?=?-+?=∑= )(ns 85 1 T n TP 1pipeline -== 58.82%17 10 8400TP m ti TP E m 1 i ≈=? =?? =∑= 重复设置部件 1 2 3_1 3_2 4_1 4_4 入 出

)(ns 851T n TP 1pipeline -== 58.82%17 10 8 85010400E ≈=??= 有一 4段组成,其3段时,总次,然后流到第4段。如果 需要的时间都是t ?,问: (1) 当在流水线的输入端连续地每t ?时间输入任务时,该流水线会发生 什么情况 (2) 此流水线的最大吞吐率为多少如果每t ?2输入一个任务,连续处理 10个任务时的实际吞吐率和效率是多少 (3) 当每段时间不变时,如何提高该流水线的吞吐率仍连续处理10个任 务时,其吞吐率提高多少 (2)

各种仪器测试原理

各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法!!(补图中......) 化学专业学生必备:各种仪器分析的基本原理及谱图表示方法!! 紫外吸收光谱UV 分析原理:吸收紫外光能量,引起分子中电子能级的跃迁 谱图的表示方法:相对吸收光能量随吸收光波长的变化 提供的信息:吸收峰的位置、强度和形状,提供分子中不同电子结构的信息 荧光光谱法FS 分析原理:被电磁辐射激发后,从最低单线激发态回到单线基态,发射荧光 谱图的表示方法:发射的荧光能量随光波长的变化 提供的信息:荧光效率和寿命,提供分子中不同电子结构的信息

红外吸收光谱法IR 分析原理:吸收红外光能量,引起具有偶极矩变化的分子的振动、转动能级跃迁 谱图的表示方法:相对透射光能量随透射光频率变化 提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率 拉曼光谱法Ram 分析原理:吸收光能后,引起具有极化率变化的分子振动,产生拉曼散射 谱图的表示方法:散射光能量随拉曼位移的变化 提供的信息:峰的位置、强度和形状,提供功能团或化学键的特征振动频率 核磁共振波谱法NMR 分析原理:在外磁场中,具有核磁矩的原子核,吸收射频能量,产生核自旋能级的跃迁 谱图的表示方法:吸收光能量随化学位移的变化 提供的信息:峰的化学位移、强度、裂分数和偶合常数,提供核的数目、所处化学环境和几何构型的信息 电子顺磁共振波谱法ESR 分析原理:在外磁场中,分子中未成对电子吸收射频能量,产生电子自旋能级跃迁 谱图的表示方法:吸收光能量或微分能量随磁场强度变化 提供的信息:谱线位置、强度、裂分数目和超精细分裂常数,提供未成对电子密度、分子键特性及几何构型信质谱分析法MS 分析原理:分子在真空中被电子轰击,形成离子,通过电磁场按不同m/e分离 谱图的表示方法:以棒图形式表示离子的相对峰度随m/e的变化 提供的信息:分子离子及碎片离子的质量数及其相对峰度,提供分子量,元素组成及结构的信息 气相色谱法GC 分析原理:样品中各组分在流动相和固定相之间,由于分配系数不同而分离 谱图的表示方法:柱后流出物浓度随保留值的变化 提供的信息:峰的保留值与组分热力学参数有关,是定性依据;峰面积与组分含量有关 反气相色谱法IGC 分析原理:探针分子保留值的变化取决于它和作为固定相的聚合物样品之间的相互作用力 谱图的表示方法:探针分子比保留体积的对数值随柱温倒数的变化曲线 提供的信息:探针分子保留值与温度的关系提供聚合物的热力学参数 裂解气相色谱法PGC

-计算机系统结构(有详细答案)

(仅供参考,不作为考试标准), 选择题(30分,每题2分) 计算机系统结构设计者所关心的是________所看到的的计算机结构。 A)硬件设计人员B)逻辑设计人员 C)机器语言或汇编语言程序员D)高级语言程序员 在计算机系统设计时,为了提高系统性能,应当注意________。 A)加快经常性使用指令的执行速度 B)要特别精心设计少量功能强大的指令 C)要减少在数量上占很小比例的指令的条数 D)要加快少量指令的速度 重叠寄存器技术主要用于解决在RISC系统中因________而导致的问题。 A)JMP指令影响流水线 B)CALL指令的现场保护 C)只有LOAD和STORE指令带来的访问存储器不便 D)存储器访问速度 为使流水计算机运行效率高________ A)各过程段时间要不同B)连续处理的任务类型应该不同 C)连续处理的任务类型应该相同D)连续处理的任务数尽可能少不属于堆栈型替换算法的是________。 A)近期最少使用法B)近期最久未用法 C)先进先出法D)页面失效频率法 与全相联映象相比,组相联映象的优点是________。 A)目录表小B)块冲突概率低C)命中率高D)主存利用率高"一次重叠"中消除"指令相关"最好的方法是________。 A)不准修改指令B)设相关专用通路 C)推后分析下条指令D)推后执行下条指令 流水操作中,遇到数据相关时,采用的解决办法有________。 A)用优化编译器检测,通过指令重新排序的办法 B)数据重定向技术 C)延迟转移技术 D)加快和提前形成条件码 经多级网络串联来实现全排列网络,只能用________。 A)多级立方体网络B)多级PM2I网络 C)多级混洗交换网络D)上述任何网络 虫蚀寻径以流水方式在各寻径器是顺序传送的是________。 授课:XXX

计算机体系结构课后习题原版答案 张晨曦著

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。 透明性: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。 软件兼容:一个软件可以不经修改或者只需少量修改就可以由一台计算机移植到另一台计算机上运行。差别只是执行时间的不同。 向上(下)兼容:按某档计算机编制的程序,不加修改就能运行于比它高(低)档的计算机。向后(前)兼容:按某个时期投入市场的某种型号计算机编制的程序,不加修改地就能运行于在它之后(前)投入市场的计算机。 兼容机:由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。 模拟:用软件的方法在一台现有的计算机(称为宿主机)上实现另一台计算机(称为虚拟机)的指令系统。 仿真:用一台现有计算机(称为宿主机)上的微程序去解释实现另一台计算机(称为目标机)的指令系统。 并行性:计算机系统在同一时刻或者同一时间间隔内进行多种运算或操作。只要在时间上相

计算机系统结构试题

第一章: 1.试述Flynn 分类的4 种计算机系统结构有何特点。 2.假设高速缓存Cache 工作速度为主存的5 倍,且Cache 被访问命中的概率为90%, 则采用Cache 后,能使整个存储系统获得多高的加速比? 3.某工作站采用时钟频率为15 MHz、处理速率为10 MIPS 的处理机来执行一个已知混合程序。假定每次存储器存取为1 周期延迟,试问: (1)此计算机的有效CPI 是多少? (2)假定将处理机的时钟提高到30 MHz,但存储器子系统速率不变。这样,每次存储器存取需要两个时钟周期。如果30%指令每条只需要一次存储存取,而另外5%每条需要两次存储存取,并假定已知混合程序的指令数不变,并与原工作站兼容,试求改进后的处理机性能。 4.处理机的时钟30 MHz (1)计算在单处理机上用上述跟踪数据运行程序的平均CPI。 (2)根据(1)所得CPI,计算相应的MIPS 速率。 1、解释图中各控制信号的作用。 2、各流水级存放控制信号的流水线寄存器有何异同? 3、设流水线模型机采用load前推和数据前推,按时钟周期画出以下指令序列的时序图,标示出前推示意。 load r2, 12(r3) addi r4, r2, 10

and r1, r2, r4 store r1, 10(r5) 4、给出A.3节PPT中图1.39的BDEPEN控制信号的真值表。 半期: 1、试分析采用哪种设计方案实现求浮点数除法FPMUL对系统性能提高更大。假定FPMUL 操作占整个测试程序执行时间的15%。 一种设计方案是增加专门的FPMUL硬件,可以将FPMUL操作的速度加快到10倍; 另一种设计方案是提高所有FP运算指令的执行速度,使得FP指令的执行速度加快为原来的1.4倍,设FP运算指令在总执行时间中占40%。(3分) 解:对这两种设计方案的加速比分别进行计算。 增加专门FPDIV硬件方案:F e = 15% = 0.15,S e = 10 S FPDIV = 1/((1-0.15)+0.15/10)=1/0.865 = 1.156 提高所有FP运算指令速度方案:F e = 40% = 0.4 ,S e = 1.6 S FP = 1/((1-0.4)+0.4/1.4) = 1/0.886 = 1.13 增加专门FPDIV硬件方案的加速比更高,对系统性能提高更大。 2.设流水线模型机结构如下图所示,采用load前推和数据前推(包括store指令)。假设模型机使用subicc指令,它将根据减法结果设置标志寄存器Z的内容为0或为1;其它的ALU 计算指令不影响Z。指令bne的控制相关处理采用插入nop指令的策略。(7分)

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1.1.共享平台逻辑架构设计 如上图所示为本次共享资源平台逻辑架构图,上图整体展现说明包括以下几个方面: 1 应用系统建设 本次项目的一项重点就是实现原有应用系统的全面升级以及新的应用系统的开发,从而建立行业的全面的应用系统架构群。整体应用系统通过SOA面向服务管理架构模式实现应用组件的有效整合,完成应用系统的统一化管理与维护。 2 应用资源采集 整体应用系统资源统一分为两类,具体包括结构化资源和非机构化资源。本次项目就要实现对这两类资源的有效采集和管理。对于非结构化资源,我们将通过相应的资源采集工具完成数据的统一管理与维护。对于结构化资源,我们将通过全面的接口管理体系进行相应资源采集模板的搭建,采集后的数据经过有效的资源审核和分析处理后进入到数据交换平台进行有效管理。 3 数据分析与展现 采集完成的数据将通过有效的资源分析管理机制实现资源的有效管理与展现,具体包括了对资源的查询、分析、统计、汇总、报表、预测、决策等功能模块的搭建。 4 数据的应用 最终数据将通过内外网门户对外进行发布,相关人员包括局内各个部门人员、区各委办局、用人单位以及广大公众将可以通过不同的权限登录不同门户进行相关资源的查询,从而有效提升了我局整体应用服务质量。 综上,我们对本次项目整体逻辑架构进行了有效的构建,下面我们将从技术角度对相

关架构进行描述。 1.2.技术架构设计 如上图对本次项目整体技术架构进行了设计,从上图我们可以看出,本次项目整体建设内容应当包含了相关体系架构的搭建、应用功能完善可开发、应用资源全面共享与管理。下面我们将分别进行说明。 1.3.整体架构设计 上述两节,我们对共享平台整体逻辑架构以及项目搭建整体技术架构进行了分别的设计说明,通过上述设计,我们对整体项目的架构图进行了归纳如下:

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