计算机控制系统考试

第一章

1．计算机控制系统与常规仪表控制系统的主要异同点是什么？

2．分析说明图1-3计算机控制系统的硬件组成及其作用。

3．计算机控制系统的软件由哪些部分构成？

4．按控制方案来分，计算机控制系统划分成那几大类？

5．计算机控制装臵可以分成哪几种机型？可编程控制

器 可编程调节器 总线式工控机 单片微型计算机

1. 计算机控制系统及工程应用--是把计算机技术与自动化控制系统融为一体的一门综合性学问，是以计算机为核心部件的过程控制系统和运动控制系统。从计算机应用的角度出发，自动化控制工程是其重要的一个应用领域；而从自动化控制工程来看，计算机技术又是一个主要的实现手段。

计算机控制系统是由常规仪表控制系统演变而来的;

2.计算机控制系统硬件一般包括：主机--CPU ＋RAM ＋ROM ＋系统总线 常规外部设备--输入/输出设备、外存储器等 过程输入输出通道—AI 、AO 、DI 、DO 人机接口设备—CRT 、LED 、LCD 、打印机 等 通信设备—交换机、modem 、集线器等

图1-4 计算机控制系统硬件组成框图3.软件通常分为系统软件和应用软件两大类；系统软件一般由计算机厂家提供，专门用来使用和管理计算机本身的程

序；应用软件是用户针对生产过程要求而编制的各种应用程序。

4.数据采集系统（DAS ） 操作指导控制系统(OGC) 直接数字控制系统（DDC ） 计算机监督控制系统（SCC ）

分散控制系统（DCS 现场总线控制系统（FCS ）

5.可编程控制器 可编程调节器 总线式工控机 单片微型计算机

第二章

8、结合图2-3，分析说明DAC0832的内部结构组成及其作用DAC0832主要由8位输入寄存器、8位DAC 寄存器、8位D/A 转换器以及输入控制电路四部分组成。8 位输入寄存器用

于存放主机送来的数字量，使输入数字量得到缓冲和锁存，由LE1加以控制；8位DAC 寄存器用于存放待转换的数字量，由LE2加以控制；8位D/A 转换器输出与数字量成正比的模拟电流；由与门、非与门组成的输入控制电路来控制2个寄存器的选通或锁存状态。

第三章

2．分析说明8路模拟开关CD4051的结构原理图，结合真值表设计出两个CD4051扩展为一个8路双端模拟开关的示意图。

3．什么叫周期采样？采样时间？采样周期？

4．分析图3-8采样保持器的原理电路及工作过程。

5．简述逐位逼近式、双积分式、电压/频率式的A/D 转换原理。

6．结合图3-13与图3-14，分析说明ADC0809的结构组成及其引脚作用。

8．分析说明图3-19的8路12位A/D 转换模板的工作原理。

2.CD4051由电平转换、译码驱动及开关电路三部分组成。。当禁止端为“1”时，前后级通道断开，即S0~S7端与Sm 端不可能接通；当为“0”时，则通道可以被接通，通过改变控制输入端C 、B 、A 的数值，就可选通8个通道S0~S7中的一路。比如：当C 、B 、A=000时，通道S0选通；当C 、B 、A=001时，通道S1通；……当C 、B 、A = 111时，通道S7选通。其真

值表如表3-1所示图2 -3 CD4051结构原理图

0S 2S 3S 4S 5S 6S 7S 1S

A

B C

INH

m

S

3.周期采样--在瞬时0，T ，2T ，…的一连串脉冲序列信号 y *(t )

，

采样器

图2-7 信号的采样过程采样时间或采样宽度τ--采样周期T--采样开关每次通断的时间间隔

4. 零阶采样保持器是在两次采样的间隔时间内，一直保持采样值不变直到下一个采样时刻。它的组成原理电路与工作波形如图3-8(a)、(b)所示。

IN V V IN

V t t 图 2-8 采样保持器 路电理原)a (性波作工)b (采样保持采样保持器由输入输出缓冲放大器A1、A2和采样开关S S 闭合，输入电压V IN 通过A1对C H 快速充电，输出电压V OUT 跟随V IN 变化；保持期间，开关S 断开，由于A2的输入阻抗很高，理想情况下电容C H 将保持电压VC 不变，因而输出电压V OUT=VC 也保持恒定。显然，保持电容C H 的作用十分重要。实际上保持期间的电容保

持电压VC 在缓慢下降，这是由于保持电容的漏电流所致

5. 逐位比较式

当启动信号作用后，时钟信号在控制逻辑作用下，

首先使寄存器的最高位D3 = 1，其余为0，此数字量1000经D/A转换器转换成模拟电压即V O = 8，送到比较器输入端与被转换的模拟量V IN = 9进行比较，控制逻辑根据比较器的输出进行判断。当V IN ≥V O，则保留D3 = 1；

再对下一位D2进行比较，同样先使D2 = 1，与上一位D3位一起即1100进入D/A转换器，转换为V O = 12再进入比较器，与V IN = 9比较，因V IN

再下一位D1位也是如此，D1 = 1即1010，经D/A转换为V O = 10，再与V IN = 9比较，因V IN

最后一位D0 = 1-即1001经D/A转换为V O = 9，再与V IN = 9比较，因V IN ≥V O，保留D0 = 1。比较完毕，寄存器中的数字量1001即为模拟量9的转换结果，存在输出锁存器中等待输出

双积分式

双积分式A/D转换原理如图3-11所示，在转换开始信号控制下，开关接通模拟输入端，输入的模拟电压V IN 在固定时间T内对积分器上的电容C充电（正向积分），时间一到，控制逻辑将开关切换到与V IN极性相反的基准电源上，此时电容C开始放电（反向积分），同时计数器开始计数。当比较器判定电容C放电完毕时就输出信号，由控制逻辑停止计数器的计数，并发出转换结束信号。这时计数器所记的脉冲个数正比于放电时间。

放电时间T1或T2又正比于输入电压V IN，即输入电压大，则放电时间长，计数器的计数值越大。因此，计数器计数值的大小反映了输入电压V IN在固定积分时间T内的平均值。

电压、频率式

A1是积分输入放大器，A2为零电压比较器，恒流源I R和开关S构成A1的反充电回路，开关S由单稳态定时器触发控制。当积分放大器A1的输出电压V O下降到零伏时，零电压比较器A2输出跳变，则触发单稳态定时器，即产生暂态时间为T1的定时脉冲，并使开关S闭合；同时又使晶体管T截止，频率输出端VfO输出高电平. 在开关S闭合期间，恒流源I R被接入积分器的㈠输入端。由于电路是按I R＞V imax/R i设计的，故此时电容C被反向充电，充电电流为I R-V i /R i，则积分器A1输出电压V O从零伏起线性上升。当定时T1时间结束，定时器恢复稳态，使开关S断开，反向充电停止，同时使晶体管T导通，V fO端输出低电平，开关S断开后，正输入电压V i开始对电容C正向充电，其充电电流为V i /R i，则积分器A1输出电压V O开始线性下降。当V O=0时，比较器A2输出再次跳变，又使单稳态定时器产生T1时间的定时脉冲而控制开关S 再次闭合，A1再次反向充电，同时V fO端又输出高电平。如此反复下去，就会在积分器A1输出端V O、单稳态定时器脉冲输出端和频率输出端V fO端产生如图3-12（b）所示的波形，其波形的周期为T

6.各引脚功能如下：

IN0～IN7：8路模拟量输入端。允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换器。

ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。上升沿时锁存3位通道选择信号。

A、B、C：3位地址线即模拟量通道选择线。ALE为高电平时，地址译码与对应通道选择见表3-2 。

START：启动A/D转换信号，输入，高电平有效。上升沿时将转换器内部清零，下降沿时启动A/D转换。

EOC：转换结束信号，输出，高电平有效。

OE：输出允许信号，输入，高电平有效。该信号用来打开三态输出缓冲器，将A/D转换得到的8位数字量送到数据总线上。

D0～D7：8位数字量输出。D0为最低位，D7为最高位。由于有三态输出锁存，可与主机数据总线直接相连。

CLOCK：外部时钟脉冲输入端。当脉冲频率为640kHz时，A/D转换时间为100μs。

VR+，VR-：基准电压源正、负端。取决于被转换的模拟电压范围，通常VR+ = +5V DC，VR- = 0V DC。

Vcc：工作电源，+5VDC。

GND：电源地。

其转换过程表述如下：首先ALE的上升沿将地址代码锁存、译码后选通模拟开关中的某一路，使该路模拟量进入到A/D转换器中。同时START 的上升沿将转换器内部清零，下降沿起动A/D转换，即在时钟的作用下，逐位逼近过程开始，转换结束信号EOC即变为低电平。当转换结束后，EOC恢复高电平，此时，如果对输出允许OE输入一高电平命令，则可读出数据。

8.该模板采集数据的过程如下：

(1) 通道选择

将模拟量输入通道号写入8255A的端口C低4位（PC3~ PC0），可以依次选通8路通道。

(2)采样保持控制

把AD574A的信号通过反相器连到LF398的信号采样保持端，当AD574A未转换期间或转换结束时＝0，使LF398处于采样状态，当AD574A转换期间＝1，使LF398处于保持状态。

(3)启动AD574A进行A/D转换

通过8255A的端口PC6~PC4输出控制信号启动AD574A

（4）查询AD574A是否转换结束

读8255A的端口A，查询是否已由高电平变为低电平。

（5）读取转换结果

若已由高电平变为低电平，则读8255A端口A、B，便可得到12位转换结果。

设8255A的A、B、C端口与控制寄存器的地址为2C0H-2C3H，主过程已对8255A初始化，且已装填DS、ES(两者段基值相同)，采样值存入数据段中的采样值缓冲区BUF，另定义一个8位内存单元BUF1。该过程的数据采集程序框图如图3-20所示，数据采集程序如下

第四章

3. 结合图 4-4，简述信号调理电路的构成及其各元器件的作用。

5. 简述数字量输出通道的功能及其常用的输出驱动电路。

3.信号调理电路--虽然都是数字信号，不需进行A/D 转换，但对通道中可能引入的各种干扰必须采取相应的技术措施，即在外部信号与单片机之间要设臵输入信号调理电路

凡在电路中起到通、断作用的各种按钮、触点、开关，其端子引出均统称为开关信号。在开关输入电路中，主要是考虑信号调理技术，如电平转换，RC滤波，过电压保护，反电压保护，光电隔离等。

（1）电平转换是用电阻分压法把现场的电流信号转换为电压信号。

（2）RC 滤波是用 RC 滤波器滤出高频干扰。

（3）过电压保护是用稳压管和限流电阻作过电压保护；用稳压管或压敏电阻把瞬态尖峰电压箝位在安全电平上。

（4）反电压保护是串联一个二极管防止反极性电压输入。

（5）光电隔离用光耦隔离器实现计算机与外部的完全电隔离。

典型的开关量输入信号调理电路如图 4-4 所示。点划线右边是由开关S 与电源组成的外部电路，（a ）是直流输入电路，（b ）是交流输入电路。交流输入电路比直流输入电路多一个降压电容和整流桥块，可把高压交流(如380VAC)变换为低压直流(如5VDC)。开关 S 的状态经 RC 滤波、稳压管 D1 箝位保护、电阻 R2 限流、二极管 D2 防止反极性电压输入以及光耦隔离等措施处理后送至输入缓冲器，主机通过执行输入指令便可读取开关 S 的状态。比如,当开关 S 闭合时，输入回路有电流流过，光耦中的发光管发光，光敏管导通，数据线上为低电平，即输入信号为“0”对应外电路开关 S 的闭合；反之，开关 S 断开，光耦中的发光管无电流流过，光敏管截止，数据线上为高电平，即输入信号为“1”对应外电路开关 S 的断开。

到输缓冲

到输缓冲图 4-4 开关量输入信号调理电路

(a ) 直流输入电路

(b ) 交流输入电路5. 数字量输出通道简称 DO 通道，它的任务是把计算机输出的微弱数字信号转换成能对生产过程进行控制的数字驱动信号。根据现场负荷的不同，如指示灯、继电器、接触器、电机、阀门等，可以选用不同的功率放大器件构成不同的开关量驱动输出通道。常用的有三极管输出驱动电路、继电器输出驱动电路、晶闸管输出驱动电路、固态继电器输出驱动电路等。

第五章

? 4．结合图5-6，分析说明矩阵式键盘电路的逐行零扫描法的工作过程。

? 5．分析说明图5-8二进制编码键盘接口电路的工作原理。

? 4. 当键盘中无任何键按下时，所有的行线和列线被断开且相互独立，输入线Y0～Y7列都为高电平；当有任意一

键按下时，则该键所在的行线与列线接通，因此，该列线的电平取决于该键所在的行线。基于此，产生了“行扫描

法”与“线反转法”两种识别方法。

? 行扫描法又称逐行零扫描查询法，即逐行输出行扫描信号“0”，使各行依次为低电平，然后分别读入列数据，

检查此（低电平）行中是否有键按下。如果读得某列线为低电平，则表示此（低电平）行线与此列线的交叉处有键

按下，再对该键进行译码计算出键值，然后转入该键的功能子程序入口地址；如果没有任何一根列线为低电平，则

说明此(低电平)行没有键按下。接着进行下一行的“0”行扫描与列读入，直到8行全部查完为止，若无键按下则返

回。

? 有时为了快速判断键盘中是否有键按下，也可先将全部行线同时臵为低电平，然后检测列线的电平状态，若

所有列线均为高电平，则说明键盘中无键按下，立即返回；若要有一列的电平为低，则表示键盘中有键被控下，然

后再如上那样进行逐行扫描。

5. 图5-8是一种采用两片CD4532B构成的16个按键的二进制编码接口电路。其中由于U1的Eo作为U2的Ei，所以

按键S0的优先级最高，S15的优先级最低。U1和U2的输出O2 ~ O0经或门A3 ~ A1输出，以形成低3位编码D2 ~ D0。而

最高位D3则由U2的GS产生。当按键S8 ~ S15中有一个闭合时，其输出为“1”。从而S0 ~ S15中任意一个键被按下，由

编码位D3 ~ D0均可输出相应的4位二进制码。

为了消除键盘按下时产生的抖动干扰，该接口电路还设臵了由与非门B1、B2、电阻R2、电容C2组成的单稳电路和由

或门A4、电阻R1、电容C1组成的延时电路，电路中E、F、G、H和I这五点的波形如图5-9所示。由于U1和U2的GS接或

门A4的输入端，所以当按下某键时，A4 为高电平，其输出经R1和C1 延时后使G点也为高电位，作为与非门B3 的输入之一。同时，U2的输出信号Eo 触发单稳(B1和B2)，在暂稳态持续时间ΔT内，其输出F点为低电位，也作为与非门B3的输

入之一。

第六章

5．结合图6-5，简述LED静态显示硬件译码电路的工作过程。

6．结合图6-6，简述LED动态显示软件译码电路的工作过程。

5. 静态显示方式的关键是多个LED需与多个I/O并行口相连，一般的并行I/O口如8255A或锁存器只具备锁存功能，还

要有硬件驱动电路，再配以软件译码程序

6-5中有CD4511B的引脚分配，它的真值表见表6-2。

（BLanking）为空白（全灭）信号，低电平有效；

(Lamp Test )为全亮试验信号，低电平有效；这两个引脚只用来测试与之连接的LED，在LED正常工作时，要把、均接接成

高电平。

锁存允许信号(Latch Enable)为低电平有效，作为允许BCD码输入的片选信号，片选端一般是与接口地址译码信号相连。一

旦片选有效即＝0,则数据输入端A、B、C、D所接收的4位BCD码就会被内部逻辑电路自动译为输出端a~g的段选信号，从

而驱动点亮7段LED显示出相应的字符。

图6-5为4个LED组成的静态显示硬件译码接口电路，是在图6-3 LED静态显示方式的基础上，增加4片集BCD码锁存、译码和驱动为一体的CD4511B（U1~U4）与1片译码器74LS138，它能够直接显示出4位十进制数。

图中，4片CD4511B分别对应连接4片7段共阴极LED显示器，74LS138译码器译出片选信号PORT0、PORT1，分别作为

U1、U2和U3、U4的锁存允许信号。CPU通过输出指令把要显示字符的BCD码数据通过数据总线D7~ D0输出到U1~U4的数据

输入端D、C、B、A，其中每2片（U1和U2，U3和U4）共用一个字节及一个片选信号。若要显示带小数点的十进制数，则只

要在LED显示器的dp端另加驱动控制即可。

6. 动态显示接口电路的关键是由两个I/O 并行端口分别进行段选码与位选码的锁存，除了需要配臵驱动电路以外，译码

扫描功能则完全由软件编程来完成。图6-6给出4个LED组成的动态显示软件译码接口电路，4个共阴极LED显示器的段选

线对应并接，由一片8D触发器74LS374（U1）进行段选控制，其间串有8个三极管以正向驱动LED的阳极，此可称为段选通道。4个LED的COM端由另一片 74LS374（U2）进行位选控制，其间接有达林顿阵列驱动器MC1413（内含7对复合三极管）

以对LED的阴极进行反向驱动，此构成了位选通道。段码锁存器U1和位码锁存器U2均连在数据总线D7~ D0上，CPU通

过数据总线送出的数据是到U1还是U2，这要由74LS138对地址译码后的输出信号和决定。当＝0时，U1端口地址PORT0被

选中，U1选通并锁存住CPU输出的段选码；当＝0时,U2端口地址PORT7被选中，U2锁存住CPU输出的位选码。

设该接口电路从左到右（即从LED1到LED4）进行动态扫描，其显示过程如下：首先CPU把LED1要显示的字符段码送入段码锁U1，接着就往位码锁存器U2送入点亮LED1的位选码，即仅使LED1的COM端为低电平。虽然段选码通过驱动电路同时送到各位但这时只有LED1的相应段被导通点亮，而其余LED并不显示。然后CPU把LED2要显示的字符段码再送入段码锁存器U1，接着码锁存器U2送入点亮LED2的位选码。……如此依次分别送出扫描代码，一一分别点亮各个LED。只要刷新时间不太长，就会

以同时显示的稳定的视觉效果。

指向缓冲区首址

取显示位指针

取要显示的数

将数变为段选码

送段选码到段选通道

送位选码到位选通道

延迟一定时间

是最右边位吗？

Y

N

退出

修改缓冲区

指针和位码

图6-7L E D动态显示软件译码程序流程图

第七章

3．简述数字滤波及其特点。

4．简述各种数字滤波方法的原理或算法及适用场合

3.数字滤波，就是计算机系统对输入信号采样多次，然后用某种计算方法进行数字处理，以削弱或滤除干扰噪声造成的随机误差，从而获得一个真实信号的过程。这种滤波方法只是根据预定的滤波算法编制相应的程序，实质上是一种程序滤波。因而可靠性高，稳定性好，修改滤波参数也容易，而且一种滤波子程序可以被多个通道所共用，因而成本很低。另外，数字滤波可以对各种干扰信号，甚至极低频率的信号进行滤波。它的不足之处是需要占用CPU的机时

4.

平均值滤波、中值滤波、限幅滤波和惯性滤波等。

7.2.1平均值滤波

术平均滤波

算术平均滤波是在采样周期T内，对测量信号y 进行m次采样，把m个采样值相加后的算术平均值作为本次的有效采样值，这种算法适用于对周期性干扰的信号滤波

去极值平均滤波

算术平均滤波不能将明显的偶然的脉冲干扰消除，只是把其平均到采样结果中，从而降低了测量精度。去极值m个数据进行比较，去掉其中的最大值与最小值，然后计算余下的m-2个数据的算术平均值. 这种算法适用于工业场合经常遇到的尖脉冲干扰的信号滤波。

加权平均滤波

算术平均滤波和去极值平均滤波都存在平滑性和灵敏度的矛盾。采样次数太少则平滑效果差，次数太多则灵敏度下降，对测量参数的变化趋势不敏感。为协调两者关系，可采用加权平均滤波。

加权平均滤波是对每次采样值不以相同的权系数而以增加新鲜采样值的权重相加。

∑==m i i

i y C k y 1)(（7-3）滑动平均滤波

前三种的平均滤波算法有一个共同点：即每取得一个有效采样值必须连续进行若干次采样。

当系统的采样速度较慢或采样信号变化较快时，系统的实时性就无法得到保证。滑动平均滤波是在每个采样周期只采样一次，将这一次采样值和过去的若干次采样值一起求平均，所得结果即为有效采样值。

而滑动平均滤波算法的最大优势就是实时性好，提高了系统的响应速度。

7.2.2 中值滤波

中值滤波是将信号y 的连续m 次采样值按大小进行排序，取其中间值作为本次的有效采样值。本算法为取中值，故采样次数m 应为奇数，一般3~5次即可。

编制中值滤波的算法程序，首先把m 个采样值从小到大（或从大到小）进行排队，这可采用几种常规的排序算法如冒泡算法，然后再取中间值。

中值滤波对缓变过程中的偶然因素引起的波动或采样器不稳定造成的误差所引起的脉动干扰比较有效，而对快速变化过程(如流量)的信号采样则不适用

7.2.3 限幅滤波

经验说明，生产过程中许多物理量的变化需要一定的时间，因此相邻两次采样值之间的变化幅度应在一定的限度之内。限幅滤波就是把两次相邻的采样值相减，求其增量的绝对值，再与两次采样所允许的最大差值?Y 进行比较，如果小于或等于?Y y (k )是真实的，则取y (k )为有效采样值；反之，y (k )是不真实的， 则取y (k -1)作为本次有效采样值。

限幅滤波对随机干扰或采样器不稳定引起的失真有良好的滤波效果。

7.2.4 惯性滤波

惯性滤波是模拟硬件RC 低通滤波器的数字实现。常用的RC 滤波器的传递函数是

Y S T S X S f +=11)()(（7-5）

其中，T f=RC 是滤波器的滤波时间常数，其大小直接关系到滤波效果。一般说来， T f 越大，则滤波器的截止频率（滤出的干扰频率）越低，滤出的电压纹波较小,但输出滞后较大。由于大的时间常数及高精度的RC 电路不易制作，所以硬件RC 滤波器不可能对极低频率的信号进行滤波。为此可以模仿式(7-5)中硬件RC 滤波器的特性参数，用软件做成低通数字滤波器，从而实现一阶惯性的数字滤波。这对于变化缓慢的采样信号(如大型贮水池的水位信号)，其滤波效果是很好的

第八章

4．结合图8-11，分析说明利用光耦隔离器的开关特性也可以应用在模拟量输入或输出通道中。

利用光耦隔离器的开关特性，可传送数字信号而隔离电磁干扰，即在数字信号通道中进行隔离。数字量输入输出通道中的电路实例，如图4-4开关量输入信号调理电路中，光耦隔离器不仅把开关状态送至主机数据口，而且实现了外部与计算机的完全电隔离；又如图4-11继电器输出驱动电路中，光耦隔离器不仅把CPU 的控制数据信号输出到外部的继电器，而且实现了计算机与外部的完全电隔离

其实在模拟量输入输出通道中也主要应用这种数字信号通道的隔离方法，即在A/D 转换器与CPU 或CPU 与D/A 转换器的数字信号之间插入光耦隔离器，以进行数据信号和控制信号的耦合传送，如图8-11所示。（a ）是在A/D 转换器与CPU 接口之间8根数据线之间都各插接一个光耦隔离器(图中只画出了一个)，不仅照样无误地传送数字信号，而且实现了A/D 转换器及其模拟量输入通道与计算机的完全电隔离；（b ）是在CPU 与D/A 转换器接口之间8根数据线之间都各插接一个光耦隔离器(图中也只画出了一个)，不仅照样无误地传送数字信号，而且实现了计算机与D/A 转换器及其模拟量输出通道的完全电隔离。 利用光耦隔离器的线性放大区，也可传送模拟信号而隔离电磁干扰，即在模拟信号通道中进行隔离。例如在现场传感器与A/D 转换器或D/A 转换器与现场执行器之间的模拟信号的线性传送

第九章

1. 什么是数字PID 位臵式控制算法和增量式控制算法？试比较它们的优缺点。

1.位臵式PID 算法：)1()()()([)(0T

k e k e T i e Ti T k e Kp k u D k i --++=∑=

模拟仪表调节器的调节动作是连续的，任何瞬间的输出控制量u 都对应于执行机构的位臵，故称上式为位臵式PID 算法

缺点：需累加e(k)，占存储空间，且不便于编程 2.增量式PID 算法： 根据上式不难得出u(k-1)的表达式)2()1()()1([)1(1

0T k e k e T i e Ti T k e Kp k u D k i ---++-=-∑-=

将（9-6）减（9-7）得：式中()1(2)([)()]1()([)

1()()(-

+--++--=--=?k e k e k e K k e K k e k e kp k u k u k u D I

Kp 称为比例增益 KI=Kp T/Ti 称为积分系数

KD=KpTD /T 称为微分系数

位臵式与增量式PID 控制算法的比较

增量式PID 算法只需保持当前时刻以前三个时刻的误差即可。它与位臵式PID 相比，有下列优点：

（1）位臵式PID 算法每次输出与整个过去状态有关，计算式中要用到过去误差的累加值，因此，容易产生较大 的累积计算误差。而增量式PID 只需计算增量，计算误差或精度不足时对控制量的计算影响较小。

（2）控制从手动切换到自动时，位臵式PID 算法必须先将计算机的输出值臵为原始阀门开时，才能保证无冲击切换。若采用增量算法，与原始值无关，易于实现手动到自动的无冲击切换。

北邮高级计算机系统结构实验二三四五

实验二指令流水线相关性分析 ·实验目的 通过使用WINDLX模拟器，对程序中的三种相关现象进行观察，并对使用专用通路，增加运算部件等技术对性能的影响进行考察，加深对流水线和RISC处理器的特点的理解。 ·实验原理： 指令流水线中主要有结构相关、数据相关、控制相关。相关影响流水线性能。·实验步骤 一．使用WinDLX模拟器，对做如下分析： （1）观察程序中出现的数据/控制/结构相关。指出程序中出现上述现象的指令组合。 （2）考察增加浮点运算部件对性能的影响。 （3）考察增加forward部件对性能的影响。 （4）观察转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销。 ·实验过程 一．使用WinDLX模拟器，对做如下分析： } 浮点加、乘、除部件都设置为1，浮点数运算部件的延时都设置为4，如图1： 图1 初始设置 将和加载至WinDLX中，如图2示。

图2 加载程序 1.观察程序中出现的数据/控制/结构相关；指出程序中出现上述现象的指令组合。 1）数据相关 点击F7，使程序单步执行，当出现R-Stall时停止，运行过程中出现下图3所示，输入整数6。 图3 输入整数6 @ 打开Clock Diagram，可以清楚的看到指令执行的流水线如图4所示。 图4 指令流水线 双击第一次出现R-Stall的指令行，如图5所示。

图5 指令详细信息 对以上出现的情况分析如下： 程序发生了数据相关，R-Stall（R-暂停）表示引起暂停的原因是RAW。 lbu r3,0×0(r2) 要在WB周期写回r3中的数据；而下一条指令 & seqi r5,r3,0×a 要在intEX周期中读取r3中的数据。 上述过程发生了WR冲突，即写读相关。为了避免此类冲突， seq r5,r4,0×a的intEX指令延迟了一个周期进行。 由此，相关指令为： 2）控制相关 由图6可以看出，在第4时钟周期：第一条指令处于MEM段，第二条命令处于intEX段，第三条指令出于aborted状态，第四条命令处于IF段。 图 6 指令流水线 }

大学计算机基础试题及答案完整版

大学计算机基础试题及答案完整版 一、单选题 1、 完整的计算机系统由（C ）组成。 A 、 运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 B 、 主机和外部设备 C 、 硬件系统和软件系统 D 、 主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机 2、 以下软件中，（D ）不是操作系统软件。 A 、Windowsxp B 、unix C 、linux D 、microsoft office 3、 用一个字节最多能编出（D ）不同的码。 A. 8 个 B. 16 个 C. 128 个 D. 256 个 4、 任何程序都必须加载到（C ）中才能被CPU 执行。 A.磁盘 B.硬盘 C.内存 D.外存 5、 下列设备中，属于输出设备的是（A ）。 A 、显示器 B 、键盘 C 、鼠标 D 手字板 6、 计算机信息计量单位中的K 代表（B ）。 A. 102 C. 103 D. 28 7、 RAM 代表的是（C ）。 A.只读存储器 B.高速缓存器 C.随机存储器 软盘存储器 8、 组成计算机的CPU 的两大部件是（A ）。 A 、运算器和控制器 B.控制器和寄存器 C 、运算器和内存 D.控制器和内存 9、 在描述信息传输中bps 表示的是（ D ）。 A 、每秒传输的字节数 B 、每秒传输的指令数 C 、每秒传输的字数 D 每秒传输的位数 10、 微型计算机的内存容量主要指（A ）的容量。 A.RAM B.ROM C.CMOS D.Cache 11、 十进制数27对应的二进制数为（D ）。 A.1011 B. 1100 C.10111 D.11011 12、 Windows 的目录结构采用的是（A ）。 A 、树形结构 B 、线形结构 B. 210 D.

计算机系统结构考试计算题

3.12 有一指令流水线如下所示 （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 1 T n T P 1pipeline -== 45.45%11 5 4400T P m t T P 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 T P 1pipeline -== 58.82%17 10 8400T P m ti T P E m 1 i ≈=? =?? =∑= ? 重复设置部件 出 50ns 50ns 100ns 200ns

)(ns 85 1 T n T P 1pipeline -== 58.82%17 10885010400E ≈=??= 3.13 4段组成，3段时，一次，然4段。如果 需要的时间都是，问： （1） 当在流水线的输入端连续地每时间输入任务时，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） t ?t ?2

(完整版)大学计算机基础试题及答案(完整版)

大学计算机基础模拟题 一、单选题 1、完整的计算机系统由（C）组成。 A、运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 B、主机和外部设备 C、硬件系统和软件系统 D、主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机 2、以下软件中，（D）不是操作系统软件。 A、Windowsxp B、unix C、linux D、microsoft office 3、用一个字节最多能编出（D）不同的码。 A. 8个 B. 16个 C. 128个 D. 256个 4、任何程序都必须加载到（C）中才能被CPU执行。 A. 磁盘 B. 硬盘 C. 内存 D. 外存 5、下列设备中，属于输出设备的是（A）。 A、显示器 B、键盘 C、鼠 标D、手字板 6、计算机信息计量单位中的K代表（B）。 A. 102 B. 210 C. 103 D. 28 7、RAM代表的是（C）。

A. 只读存储器 B. 高速缓存器 C. 随机存储 器 D. 软盘存储器 8、组成计算机的CPU的两大部件是（A）。 A、运算器和控制器 B. 控制器和寄存器 C、运算器和内存 D. 控制器和内存 9、在描述信息传输中bps表示的是（D）。 A、每秒传输的字节数 B、每秒传输的指令数 C、每秒传输的字数 D、每秒传输的位数 10、微型计算机的内存容量主要指（A ）的容量。 A.RAM B.ROM C.CMOS D.Cache 11、十进制数27对应的二进制数为( D )。 A.1011 B. 1100 C. 10111 D. 11011 12、Windows的目录结构采用的是（A）。 A、树形结构 B、线形结构 C、层次结构 D、网状结构 13、将回收站中的文件还原时，被还原的文件将回到（D）。 A、桌面上 B、“我的文档”中 C、内存中 D、被删除的位置

计算机体系结构实验报告二

实验二结构相关 一、实验目得: 通过本实验,加深对结构相关得理解,了解结构相关对CPU性能得影响。 二、实验内容: 1、用WinDLX模拟器运行程序structure_d、s 。 2、通过模拟,找出存在结构相关得指令对以及导致结构相关得部件。 3、记录由结构相关引起得暂停时钟周期数,计算暂停时钟周期数占总执行 周期数得百分比。 4、论述结构相关对CPU性能得影响,讨论解决结构相关得方法。 三、实验程序structure_d、s LHI R2, (A>>16)&0xFFFF 数据相关 ADDUI R2, R2, A&0xFFFF LHI R3, (B>>16)&0xFFFF ADDUI R3, R3, B&0xFFFF ADDU R4, R0, R3 loop: LD F0, 0(R2) LD F4, 0(R3) ADDD F0, F0, F4 ;浮点运算,两个周期,结构相关 ADDD F2, F0, F2 ; < A stall is found (an example of how to answer your questions) ADDI R2, R2, #8 ADDI R3, R3, #8 SUB R5, R4, R2 BNEZ R5, loop ;条件跳转 TRAP #0 ;; Exit < this is a ment !! A: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 B: 、double 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 四、实验过程 打开软件,load structure_d、s文件,进行单步运行。经过分析,此程序一 次循环中共有五次结构相关。(Rstall 数据相关Stall 结构相关) 1)第一个结构相关:addd f2,,f0,f2 由于前面得数据相关,导致上一条指令addd f0,f0,f4暂停在ID阶段,所以下一条指令addd f2,,f0,f2发生结构相关,导致相关得部件:译码部件。

大学计算机基础试题及答案完整版

大学计算机基础试题及答案完整版 一、单选题 1、完整的计算机系统由（C）组成。 A、运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 B、主机和外部设备 C、硬件系统和软件系统 D、主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机 2、以下软件中，（D）不是操作系统软件。 A、Windowsxp B、unix C、linux D、microsoft office 3、用一个字节最多能编出（D）不同的码。 A. 8个 B. 16个 C. 128个 D. 256个 4、任何程序都必须加载到（C）中才能被CPU执行。 A. 磁盘 B. 硬盘 C. 内存 D. 外存 5、下列设备中，属于输出设备的是（A）。 A、显示器 B、键盘 C、鼠标 D、手字板 6、计算机信息计量单位中的K代表（B）。 A. 102 B. 210 C. 103 D. 28 7、RAM代表的是（C ）。 A. 只读存储器 B. 高速缓存器 C. 随机存储器 D. 软盘存储器。（A）机计算的CPU的两大部件是8、组成器和寄存器 B. 控制器运A、算器和控制存和内 D. 控制器C、运算器和内存 ）。中bps表示的是（D述9、在描信息传输数每秒传输的指令、、每秒传输的字节数 BA 传每秒输的位数字数 D、的C、每秒传输）的容量。容算机的内存量主要指（A 微10、型计B.ROM A.RAM D.Cache C.CMOS )。D 对应的二进制数为( 11、十进制数27B. 1100 A.1011 D. 11011 C. 10111 的是（A）。构12、Windows的目录结采用构线形结 A、树形结构 B、结构层次结构 D、网状C、）。D将原时件还原，被还的文件回到（文中收将13、回站的中”档文的我“、B 上面桌、A． C、内存中 D、被删除的位置 14、在Windows 的窗口菜单中，若某命令项后面有向右的黑三角，则表示该命令项（A）。 A、有下级子菜单 B、单击鼠标可直接执 C、双击鼠标可直接执行 D、右击鼠标可直接执行

计算机系统结构试卷B

《计算机系统结构B卷》 一、填空题（每小题1.5分，共30分）。 1．对系列机而言，必须保证做到软件，力争做到软件向上兼容。 2．由软件实现的计算机称之为。 3. 多处理机系统按组织形式分有三种，功能分布是多处理机系统分工方式。 4．依据从哪一层开始设计，计算机体系结构设计的主要方法有三种，占据主导地位的是设计。 5. 在先行控制方式实现流水线的处理器中，有先行指令、先行操作、先行读数和后行写数等四个缓冲栈，缓冲深度最大的是。 6.按流水线的功能多寡分，可分为单功能流水线和。 7. 用于表示非线性流水线中的任务对未进入流水线的后继任务流入流水线的时间间隔的约束称为。 8.中断转移相关处理的基本方法包括不精确断点法和。 9. 互连网络中任意两个结点之间距离的最大值称为。 10．在多级交叉开关互联网络中，交叉开关的控制方式有、组控制和单元控制。 11. 在多计算机系统的互连网络中，通信模式包括、选播、广播和会议等四种。 12. 描述网络寻径效率常用的两个参数是通道流量和。 13．自定义数据表示包括标志符和两种数据表示。 14. 浮点数尾数基值越大，浮点数表示的数据范围。 15. 根据运算类型指令操作数存储方法不同，指令集结构可分为堆栈型、累加器型和。 16. 标量处理机是否高度并行是以指令级并行度（ILP）为来区分。 17．存储系统的基本存储层次有、主存储器和辅助存储器。 18. 采用并行存储器的目的是。 19. 从时间开销来看，伪命中的时间正常命中的时间。 20. 增加Cache存储系统的相联度，可降低Cache的不命中率，但会增加Cache 的。

二、简答题(每小题6分，共30分)。 1．多计算机系统和多处理机系统的差别有哪几方面？其中最根本的差别是哪个方面？ 2. 什么是流水线相关？流水线相关可分为哪几大类？ 3. 什么是动态互连网络？动态互连网络的互联形式有哪几种？ 4. 指令系统设计包括哪两个方面？指令格式优化设计的目的是什么？ 5. 维护Cache与主存一致性的更新算法有哪些? 三、分析题(第一小题8分，第二小题12分，共20分)。 1．某种处理机10条指令的使用频度分别为：0.25，0.20，0.15，0.10，0.08，0.08，0.05，0.04 ，0.03 ，0.02，试画出该处理机进行Huffman编码时的一棵Huffman树。 2. 在某采用全相联映象、相联目录表实现地址变换Cache存储器中，Cache 的容量是8KB，主存是由4个存储体组成的低位交叉访问存储器，主存总容量是32MB，每一个存储体的字长是32位，。 （1）写出主存地址和Cache地址的格式，并标出各字段的长度。 （2）说明目录表的行数、相联比较的位数和目录表的宽度。 四、计算题(第一小题8分，第二小题12分，共20分)。 1. 设16个处理器编号分别为0、1、……、15，用单级互连网络连接，当互连函数分别为：（1）Cube3、（2）PM+3、（3）Shuffle（Shuffle）时，第13号处理器分别与哪一个处理器相连? 2. 有一条5个功能段的线性动态多功能流水线如图所示，其中1→2→3→5功能段组成加法流水线，1→4→5功能段组成乘法流水线，设每个功能段的延迟时间 均相等为△t。用这条流水线计算F=4 1() i i i a b = + ∏，画出流水线时空图，并计算流水线的实际吞吐率、加速比和效率。 Z

最新计算机基础考试试题及答案(一)

一、单项选择题 1、关于随机存取存储器（RAM）功能的叙述正确的是：(D) A．只能读不能写B．断电后信息不消失 C．读写速度比硬盘慢D 能直接与CPU 交换信息 2．计算机病毒是可以造成机器故障的一种：A A．计算机程序B 计算机芯片C 计算机部件D 计算机设备 3．当一个应用程序窗口被最小化后该应用程序将：D A．被终止执行B 继续在前台执行C 被暂停执行D 被转入后台执行 4．若要开机即启动某应用程序只需为该应用程序创建一快捷方式并把它放在：A A．开始菜单的“启动”项里B 桌面上 C．开始菜单的“运行”项里D 开始菜单的“程序”项里 5．进行文件查找时不能按文件的进行查找。A A．属性B 类型C 大小D 创建日期 6．Windows 中剪贴板是指：C A．硬盘上的一块区域B 软盘上的一块区域 C．内存上的一块区域D 高速缓冲区上的一块区域 7．在下列窗口与对话框的论述中正确的是：B A．所有窗口和对话框中都有菜单栏B 所有窗口和对话框都能移动位置C．所有窗口和对话框都能改变大小D 对话框既不能移动位置也不能改变大小8．直接删除硬盘上的文件使不进入回收站的正确操作是：(SHIFT+DELETE) A．“编辑”菜单中的“剪切”命令B “文件”菜单中的“删除”命令 C．按键D 按键

9．下列关于任务栏作用的说法中错误的是：d A．显示当前活动窗口名B 显示正在后台工作的窗口名 C．实际窗口之间的切换D 显示系统所有功能 10．在资源管理器窗口的左窗格中文件夹图标前标有“+”时表示该文件夹： b A．只含有文件B 含有子文件夹 C．是空文件夹D 只含有文件而不含有文件夹 11．在WINDOWS 状态下退出正在运行的应用程序用户可按键。d A．ALT+SHIFT B ALT+ENTER C．ALT+TAB D CTRL+ALT+DEL 12．WINDOWS98中不能在“任务栏”内进行的操作是：b A．设置系统日期的时间B 排列桌面图标 C．排列和切换窗口D 启动“开始”菜单 13．要新建文件夹应从进入操作。b A．控制面板B 资源管理器C 用户D 页面设置 14．在WORD 中对部分段落进行首行缩进操作首先应：b A．将兴标定位在段落任意地方B 选中这些段落 C．将光标定位在段首D 将光标定位在段尾 15．在WORD 中对于邀请函、证书、请柬一类的大量内容相同、只是其中个人 信息需要根据情况添加的大批量文档均可使用 来完成。c A．合并记录B 条件合并C 邮件合并D 合并文档 16．在WORD 编辑状态下操作的对象经常是被选择的内容若鼠标在某行行首

计算机系统结构期末考试题目

第一章： 1.计算机系统结构的定义 答：由程序设计者看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性。 2.透明性概念 答：在计算机技术中，一种本来是存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，称为透明性现象。 3.兼容性向后兼容 兼容性：同一个软件可以不加修改地运行于系统结构相同的各档机器，可获得相同的结果，差别只在于不同的运行时间。 向后兼容：按某个时期投入市场的某种型号机器编制的程序，不加修改就能运行于在它之后投入市场的机器。 4.Amdahl定律 答：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高与这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关。 5.CPI 答：每条指令的平均时钟周期数。 6.MIPS 答：每秒百万条指令数！MIPS=时钟频率/(CPI*10^6) 7.MFLOPS 答：每秒百万次浮点操作次数。MFLOPS=程序中的浮点操作次数/(执行时间*10^6) 8.命中率的概念 答： 9.Flynn分类法是按指令流和数据流的多倍性特征进行计算机系统结构的划分 答：①单指令流单数据流SISD ②单指令流多数据流SIMD ③多指令流单数据流MISD （实际不存在）④多指令流多数据流MIMD 10.计算机系统设计的定量原理（四个） 答：①加快经常性事件的速度②Amdahl定律③CPU性能公式④访问的局部性原理11.CPI和加速比的计算 答：CPI=CPU时钟周期数/IC CPU时间=CPU时钟周期数/频率 CPU时间=CPU时钟周期*时钟周期长 加速比=（采用改进措施后的性能）/（没有采用改进措施前的性能） =(没有采用改进措施前执行某任务的时间)/(采用改进措施后执行某任务的时间) 12.软硬件实现的特点 硬件实现：速度快、成本高；灵活性差、占用内存少 软件实现：速度低、复制费用低；灵活性好、占用内存多 13.系统评价的标准 ①运算速度②存储器系统③其他性能④成本标准

2019年大学计算机基础试题及答案

计算机基础试题及答案 一、选择题 1. 冯·诺依曼计算机工作原理的设计思想是。(B) A. 程序设计 B. 程序存储 C. 程序编制 D. 算法设计 2. 计算机的逻辑判断能力决定于(C) A. 硬件 B. 体积 C. 编制的软件 D. 基本字长 3. 构成计算机物理实体的部件称为(C) A. 计算机软件 B. 计算机程序 C. 计算机硬件 D. 计算机系统 4. 微型计算机的微处理器芯片上集成了(A) A. 控制器和运算器 B. CPU和RAM C. 控制器和RAM D. 运算器和I/O接口

5. 计算机中运算器的主要功能是完成。(C) A. 代数和四则运算 B. 代数和逻辑运算 C. 算术和逻辑运算 D. 算术和代数运算 6. 将十进制数93转换为二进制数为(D) A．1110111 B．1110101 C．1010111 D．1011101 7. 具有多媒体功能的微型计算机系统，通常都配有CD-ROM，这是一种 (D) A. 只读内存储器 B. 只读大容量光盘 C. 只读硬盘存储器 D. 只读光盘存储器 8. 在Windows XP中，可以同时运行多少个程序。(D) A）1 B）2 C）10 D）多个 9. 在Windows XP中，如果进行了多次剪切操作，则剪贴板中的内容是 ( B ) A．第一次剪切的内容 B．最后一次剪切的内容 C．所有剪切的内容 D．什么内容也没有 10. 在Windows XP中，下面关于文件夹的描述正确的是 ( A ) A．文件夹中可以包含子文件夹和文件 B．文件夹中只能包含子文件夹 C．文件夹中只能包含文件 D．文件夹中不能包含子文件夹和文件 11. 当已选定文件夹，下列操作中不能删除该文件夹的是( D )

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）。

北邮计算机系统结构实验报告-实验一到五-WINDLX模拟器

北京邮电大学 实验报告 课程名称计算机系统结构 计算机学院03班 王陈(11)

目录 实验一WINDLX模拟器安装及使用......................................... 错误!未定义书签。 ·实验准备................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验内容及要求.................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验二指令流水线相关性分析 ............................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验三DLX处理器程序设计 .................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 A.向量加法代码及性能分析 ................................................... 错误!未定义书签。 B.双精度浮点加法求和代码及结果分析 .............................. 错误!未定义书签。 ·实验总结............................................................................. 错误!未定义书签。实验四代码优化 ....................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验原理................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验总结+实习体会........................................................... 错误!未定义书签。实验五循环展开 ....................................................................... 错误!未定义书签。 ·实验目的............................................................................. 错误!未定义书签。 ·实验环境................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验原理................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验步骤................................................................................ 错误!未定义书签。 ·实验过程............................................................................. 错误!未定义书签。 矩阵乘程序代码清单及注释说明........................................... 错误!未定义书签。 相关性分析结果........................................................................... 错误!未定义书签。 增加浮点运算部件对性能的影响........................................... 错误!未定义书签。 增加forward部件对性能的影响 ............................................ 错误!未定义书签。 转移指令在转移成功和转移不成功时候的流水线开销 .. 错误!未定义书签。 ·实验总结+实习体会+课程建议......................................... 错误!未定义书签。

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

大学计算机基础答试题及答案

大学计算机基础试题及答案 一、判断题（每题2分，共20分） 1、信息按状态划分可以划分为动态信息和静态信息。（） 2、操作系统不具有通用性。（） 3、在 Windows XP环境中，整个显示屏幕称为桌面。（） 4、在 WindowsXP中，拖动鼠标执行复制操作时，鼠标指针的右下方带有“+”号。（） 5、Word 2000 文档文件的扩展名缺省为.dot 。（） 6、Excel2000 的工作表最多有255 列。（） 7、演示文稿中的每一张演示的单页称为幻灯片。（） 8、IP 地址可以用 8 位二进制数来表示。（） 9、DHTML是一种表格的缩写。（） 10、软件 Winamp是一种媒体播放软件。 () 一、单选题（每题1分，共20分） 1、计算机网络代表着第（）次信息革命。 A、3 B、4 C、5 D、6 2、（）奠定了现代计算机的结构理论。 A、霍金 B、爱因斯坦 C 、牛顿D、冯·诺依曼 3、微型机中必不可少的输入/ 输出设备是（） A、显示器和打印机 B、键盘和鼠标器 C、键盘和显示器 D、鼠标器和打印机 4、在 Windows XP中，在“图画”程序中保存的文件，系统默认的扩展名是（）。 A、.TXT B、.BMP C 、 .TIF D、.DOS 5、“回收站”是（）的一块区域。 A、内存 B、软盘 C、硬盘 D、CPU 6、在资源管理器窗口中一次选中多个不连续的文件时, 可以先单击第一个文 件 , 按住 ( )键,再用鼠标选取其余的文件。

A、 Ctrl B、ALT C、Shift D、Tab 7、新建文档的快捷键是（） A、Alt+N B、Ctrl+N C、Shiht+N D、 Ctrl+S 8、对于新创建的文档，执行“保存”命令时，显示（）对话框。 A、另存为 B、打开 C、新建 D、页面设置 9、下列哪个选项不可以在“分栏”对话框中进行设置（） A、栏数 B 、栏宽 C 、间距D、行距 10、Excel2000 的主要功能有电子表格制作功能、图表功能和（）功能。 A、文字处理 B 、数据库管理 C 、数据透视图报表 D 、自动填充 11、下列操作中可以移动工作表的位置是() A、拖动工作表标签 B、单击工作表标签后，再单击目的位置 C、按 Ctrl拖动工作表标签 D、按 Shift键拖动工作表标签 12、在 Excel2000 中，单元格中（）。 A、只能是数字 B、可以是数字、文字、公式等 C、只能是文字 D、以上都不是 13、PowerPoint 窗口的大纲窗格中，不可以（）。 A、插入幻灯片 B 、删除幻灯片 C、移动幻灯片 D 、添加文本框 14、如要在演示文稿中添加一页幻灯片，应选择（）。 A、新建文件按钮 B、复制按钮 C、新幻灯片按钮 D、打开按钮 15、计算机网络实现的资源共享包括：（）、软件共享和硬件共享。 A、设备共享 B、程序共享 C、数据共享 D 、文件共享 16、IP 的中文含义是（）。 A、信息协议 B 、内部协议 C 、传输控制协议 D 、网络互连协议 17、下列属于计算机局域网的是（）。 A、校园网 B、国家网 C 、城市网D、因特网 18、作为网页内部跳转可用（）。 A、超链接 B、书签 C、ftp软件 D、电子邮件 19、框架网页的属性包括（）。

计算机系统结构实验报告

计算机系统结构实验报告 一．流水线中的相关 实验目的： 1. 熟练掌握WinDLX模拟器的操作和使用，熟悉DLX指令集结构及其特点； 2. 加深对计算机流水线基本概念的理解； 3. 进一步了解DLX基本流水线各段的功能以及基本操作； 4. 加深对数据相关、结构相关的理解，了解这两类相关对CPU性能的影响； 5. 了解解决数据相关的方法，掌握如何使用定向技术来减少数据相关带来的暂停。 实验平台： WinDLX模拟器 实验内容和步骤： 1.用WinDLX模拟器执行下列三个程序： 求阶乘程序fact.s 求最大公倍数程序gcm.s 求素数程序prim.s 分别以步进、连续、设置断点的方式运行程序，观察程序在流水线中的执行情况，观察 CPU中寄存器和存储器的内容。熟练掌握WinDLX的操作和使用。 2. 用WinDLX运行程序structure_d.s，通过模拟找出存在资源相关的指令对以及导致资源相 关的部件；记录由资源相关引起的暂停时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的 百分比；论述资源相关对CPU性能的影响，讨论解决资源相关的方法。 3. 在不采用定向技术的情况下（去掉Configuration菜单中Enable Forwarding选项前的勾选符），用WinDLX运行程序data_d.s。记录数据相关引起的暂停时钟周期数以及程序执行的 总时钟周期数，计算暂停时钟周期数占总执行周期数的百分比。 在采用定向技术的情况下（勾选Enable Forwarding），用WinDLX再次运行程序data_d.s。重复上述3中的工作，并计算采用定向技术后性能提高的倍数。 1. 求阶乘程序 用WinDLX模拟器执行求阶乘程序fact.s。这个程序说明浮点指令的使用。该程序从标准 输入读入一个整数，求其阶乘，然后将结果输出。 该程序中调用了input.s中的输入子程序，这个子程序用于读入正整数。 实验结果： 在载入fact.s和input.s之后，不设置任何断点运行。 a.不采用重新定向技术，我们得到的结果

《大学计算机基础》试题题库及答案

《大学计算机基础》试题题库及答案 一、单选题练习 1．完整的计算机系统由（ C ）组成。 A．运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 B．主机和外部设备 C．硬件系统和软件系统 D．主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机 2．以下软件中，（ D ）不是操作系统软件。 A．Windows xp B．unix C．linux D．microsoft office 3．用一个字节最多能编出（ D ）不同的码。 A. 8个 B. 16个 C. 128个 D. 256个 4．任何程序都必须加载到（ C ）中才能被CPU执行。 A. 磁盘 B. 硬盘 C. 内存 D. 外存 5．下列设备中，属于输出设备的是（ A ）。 A．显示器 B．键盘 C．鼠标 D．手字板6．计算机信息计量单位中的K代表（ B ）。 A. 102 B. 210 C. 103 D. 28 7．RAM代表的是（ C ）。 A. 只读存储器 B. 高速缓存器 C. 随机存储器 D. 软盘存储器 8．组成计算机的CPU的两大部件是（ A ）。 A．运算器和控制器 B. 控制器和寄存器 C．运算器和内存 D. 控制器和内存 9．在描述信息传输中bps表示的是（ D ）。 A．每秒传输的字节数 B．每秒传输的指令数 C．每秒传输的字数 D．每秒传输的位数 10．微型计算机的内存容量主要指（ A ）的容量。 A. RAM B. ROM C. CMOS D. Cache 11．十进制数27对应的二进制数为( D )。 A．1011 B. 1100 C. 10111 D. 11011 12．Windows的目录结构采用的是（ A ）。 A．树形结构 B．线形结构 C．层次结构 D．网状结构13．将回收站中的文件还原时，被还原的文件将回到（ D ）。 A．桌面上 B．“我的文档”中 C．内存中 D．被删除的位置14．在Windows 的窗口菜单中，若某命令项后面有向右的黑三角，则表示该命

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）