部分经典例题

部分经典例题

1.若用 8 位机器码表示十进制数 -101 ,则原码为___1100101___;补码为___10011011___。

解:根据题意得:

因为 101D => 1100101B,而根据符号位(0为正数,1为负数),其余各位代表数值本身的绝对值的表现形式称为原码表示。故 -101D 的原码为 1100101;

正数的反码与原码相同,负数的反码符号位为 1 ,其余各位为该数绝对值的原码按位取反。故反码为10011010。求其补码,先要求得反码,负数的补码是在该数的反码上加 1 。故补码为 10011011。


2.某种部件使用在 10000 台计算机中,运行工作 1000 小时后,其中 20 台计算机的这种部件失效,则该部件千小时可靠度 R 为 ___0.998___。

解:根据题意得:

$$ R = \frac{(10000 - 20)}{10000} = 0.998 $$

所以该部件的千小时可靠度为 0.998。


3.两个部件的可靠度 R 均为 0.8 ,由这两个部件串联构成的系统可靠度为 ___0.64___;由这两个部件并联构成的系统的可靠度为___0.96___。

解:根据题意得:

$$ \text{串联的可靠度} = R \times R = 0.64 。$$

$$ \text{并联的可靠度} = 1 - (1 - R) \times (1 - R) = 1 - 0.04 = 0.96 。$$

系统可靠度计算公式:

$$ \text{串联系统:} R_{1} \times R_{2} (R为单个系统的可靠度) $$

$$ \text{并联系统:} 1 - (1 - R_{1})  \times (1 - R_{2}) $$


$$ \text{4.若每条指令都可以分解为取指、分析和执行三步。已知取值时间} t_{取指} = 4 \delta ,\text{分析时间} t_{分析} = 3 \delta ,\text{执行时间} t_{执行} = 5 \delta 。 \text{如果按串行方式执行完 100 条指令需要___1200___ } \delta 。\text{如果按照流水方式执行,执行完 100 条指令需要___507___} \delta 。 $$

解:根据题意得:

$$ (4 + 3 + 5) \delta \times 100) = 1200 \delta $$

$$ (4 + 3 + 5) \times (100 - 1) + 5 = 507 \delta $$

流水线计算公式为:

第一条指令顺序执行时间 + (指令条数 - 1)x 流水线周期


5.内存单元按字节进行编址,地址 0000A000H ~ 0000BFFFH 共有 ___8K___ 个存储单元。

解:根据题意的:

$$ BFFF - A000 = 1FFF $$

$$ 1FFF + 1 = 2000H $$

$$ 2000H = 2 x 16 x 16 x 16 = 8192 $$

$$ \frac{8192}{1024} = 8K $$

提示:存储空间 = 末地址 - 首地址 +1


6.若采用 8k x 16bit 存储芯片构成 2M x 16bit 的存储器需要___256___片。

解:根据题意得:

$$ \frac{2M}{8k} x \frac{16bit}{16bit} = \frac{2048}{8} (片) $$


7.若系统中有若干个互斥资源 R ,6 个并发进程中的每一个都需要两个资源 R ,那么使系统不发生死锁 R 的最少数目为___7___。

解:根据题意得:

$$ 6 \times (2 - 1) + 1 \le m $$

$$ \text{提示:进程数} \times (需求资源数 -1) + 1 \le 最少不死锁数 $$


8.在一个单处理机中若有 6 个用户进程,在非管态的某一个时刻处于就绪状态的用户进程最多有___5___个。

解:根据题意得:

处于就绪态的进程数最多只能是进程总数减1。即 6 -1 = 5。

提示:处于非管态运行的进程至少且最多只能有一个。


9.系统中有 R 类资源 m 个,现有 n 个进程互斥使用。若每个进程对 R 资源的最大需求为 w ,那么当 m、n、w 取下表的值时,对于下表的 a~e 五种情况,___c 和 e___两种情况可能会发生死锁。


a
bcde
m(资源)22244
n(进程)12233
w(需求)21223

解:根据题意得:

a:  1 x (2 - 1) + 1 >= m

                        2 >= m

b:  2 x (1 - 1) + 1 >= m

                        1 >= m

c:  2 x (2 - 1) + 1 >= m

      3 >= m

d:  3 x (2 - 1) + 1 >= m

       4 >= m

e:  3 x (3 - 1) + 1 >= m

       7 >= m

提示: n x (w -1) + 1 >= m


10. 软件设计时需要遵循抽象、模块化、信息隐蔽和模块独立原则,在划分软件系统模块时,应做到___高内聚低耦合___。

分析:

内聚性能是一个软件模块内部相关性。而耦合性能是指不同软件模块之间的相关性或者依赖性。

高内聚指一个软件模块由相关性很强的代码组成,只负责完成一项任务,即单一责任原则;

低耦合指不同软件模块之间通过稳定的接口互交,而不需要关心模块内部如何实现。

高内聚和低耦合是互相矛盾的,分解力度约粗的系统耦合性越低;分解力度约细的系统内聚性越高。

过度低耦合的软件系统模块内部不可能高内聚,而过度高内聚的软件模块之间必然是高度依赖的,因此软件设计时尽量做到高内聚、低耦合。


11.进程安排的常用图形描述方法有 Gantt 图和 PERT 图。

区别:

Gantt 图用水平条状图描述,它以日历为基准描述项目任务,可以清除地表示任务的持续时间和任务之间的依赖任务。

Pert 图是一种网络模型,描述一个项目任务之间的依赖关系。可以明确表达任务之间的依赖关系,即哪些任务完成后才能开始另一些任务,以及如期完成整个工程的关键路径。


12.在相隔 2000km 的两地之间通过电缆以 4800b/s 的速率传送 3000 比特长的数据包,从开始发送到接收数据需要的时间是___635ms__;

解:根据题意得:

$$ \text{一个数据包从发送开始到接收完成的时间包含发送时间} t_{f} \text{和传播时间} t_{p} \text{两部分,可以计算如下:} $$

对于电缆信道:

$$ t_{p} = \frac{2000km}{200km/ms} = 10ms $$

$$ t_{f} = \frac{3000b}{4800b/s} = 625ms $$

$$ t_{p} + t_{f} = 10ms + 625ms = 635ms $$

答:从开始到发送到接收数据需要的时间是 635ms 。

提要:一个数据包从开始发送到接收完成的时间 = 发送时间 + 传播延迟时间 。


13.在相隔 2000km 的两地之间通过卫星信道传送 4000 比特长的数据包,如果数据速率为 64kb/s ,则从开始到接收完成需要的时间是___D___;

解:根据题意得:

卫星通信一般是指同步卫星通信,同步卫星距地球约 3.6 万公里,电磁波一个来回约 270ms,从开始时间发送时间到接收完成需要的时间 = 发送时间 + 卫星信息延时


14.采用 CRC 校验的生成多项式为 G(x) = x^16 + x^15 + x^2 + 1,它产生的校验码是___16___位。

解析:

循环冗余校验码 CRC (Cyclic Redundancy Check) 的长度取决于生成多项式的幂数,如果生成多项式为 G(x) = x^16 + x^15 + x^2 + 1,则产生的 CRC 校验码必定是 16 位。


15.假设模拟信号的最高频率为 5MHz,采样频率必须大于___10MHz___,才能使得到的样本信号不失真。

解析:

根据小尼采样定理,为了恢复原来的模拟信号,取样速率必须大于模拟信号最高频率的二倍,即:

$$ \int = \frac{1}{T} > 2 \int max $$

其中 \int 为采样频率,T 为采样周期, \int max 为模拟信号的最高频率。所以当模拟信号的频率为 5 MHz 时,采样频率必须大于 10 MHz。


16.在异步通信中,每个字符包含 1 位起始位、7 位数据位、1 位奇偶校验位和 1 位终止位,每秒钟传送 100 个字符,则有效数据速率为___700b/s___。

解析:

异步通信以字符为传送单元,每个字符添加一个起始位和终止位。

$$ \frac{7}{1 + 7 + 1 + 1} \times 100 = 700b/s $$


17.假设信道带宽为 3400Hz,调制为 4 中不同的码元,根据尼奎斯特定理,理想信道的数据速率为___13.6Kb/s___。

解析:

按照尼奎斯特定理,B = 2W(Baud)

码元速率为信道带宽的两倍。同时数据速率还取决于码元的离散状态数,码元携带的信息量 n(比特数)与码元的离散状态数 N 有如下的关系: 

$$ \log_{2}{N} $$

所以,综合考虑了信道带宽和码元的离散状态数后得到的公式为:

$$ R = B \log_{2}{N} = 2W \log_{2}{N} (b/s)$$

其中 R 表示数据速率,单位为 b/s。所以,该题的数据速率计算如下:

$$ R = B \log_{2}{N} = 2W \log_{2}{N} (b/s) = 2 \times 3400 \times \log_{2}{4} = 6800 \times 2 = 13.6 Kb/s $$


16.网络 122.21.136.0/24 和 122.21.143.0/24 经过路由汇聚,得到的网络地址是___122.21.136.0/24.___。

解析:

122.21.166.0/24 的二进制表示是 01111011.00010101.10001000.00000000

122.21.143.0/24 的二进制表示是 01111011.00010101.10001111.00000000

因此,经过路由汇聚,得到的网络地区性地址为 122.21.136.0/24


17.设有下面 4 条路由: 10.1.193.0/24、10.1.194.0/24、10.1.196.0/24 和 10.1.198.0/24,如果进行路由汇聚,覆盖这 4 条路由的地址是___10.1.192.0/21___。

解析:

10.1.193.0/24 转化为二进制后的 IP 地址为: 00001010.00000001.11000001.00000000

10.1.194.0/24 转化为二进制后的 IP 地址为: 00001010.00000001.11000010.00000000

10.1.196.0/24 转化为二进制后的 IP 地址为: 00001010.00000001.11000100.00000000

10.1.198.0/24 转化为二进制后的 IP 地址为: 00001010.00000001.11000110.00000000

因此这 4 条路由进行汇聚后的 IP 地址为:10.1.192.0/21。


18.计算机系统中广泛采用了 RAID 技术,在各种 RAID 技术中,磁盘容量利用率最低的是___RAID1___。

解析:

RAID 为 Redundant Arrays of Independent Disks 的简称,中文为廉价冗余磁盘整阵列,是美国加利福尼亚大学柏克莱分校在 1987 年提出的,现在已经广泛应用到大、中型计算机和计算机网络存储系统中,它是利用一台磁盘阵列控制器来管理和控制一组磁盘驱动器,组成一个高度可靠的、快速的大容量磁盘系统。RAID 根据访问速度和可靠性分成很多个级别:

RAID 0: 将多个较小的磁盘合并为一个大的磁盘,不具有冗余,并行 I/O ,速度最快,但可靠性最差。

RAID 1: 两组相同的磁盘系统互作镜像,速度没有提高,但是允许单个磁盘出错,可靠性最好,但是其磁盘利用率却只有 50%,是所有 RAID 上磁盘利用率最低的一个级别。

RAID 2:增加了海明码校验与纠错功能,是早期为了进行即时数据校验而研制的一种技术,正对当前对数据安全敏感的领域,如金融服务等。主要缺点是,成本高。

RAID 3:用来存放数据奇偶校验位,数据分段存储于其余硬盘中。比起磁盘镜像,减少了所需的冗余磁盘数。

RAID 4: 具有独立的数据硬盘与共享的校验硬盘。

RAID 5: 具有独立的数据磁盘和分布式校验块的磁盘阵列,每个驱动器都是独立的数据通路,独立地进行读/写,无专门的校验盘。用于纠错的校验信息是以螺旋方式散布在所有的数据盘上。RAID 5 常用 I/O 比较敏感的事物处理上。

RAID 6:具有独立的数据硬盘与两个独立的分布式校验方案。在 RAID 6 级阵列中设置了一个专用的、可快速访问的异步校验盘。

RAID 7: 是具有最优化的异步高 I/O 速率和高数据传输率的磁盘阵列,是对 RAID 6 的一个改进。这种阵列中的磁盘,都具有较高的传输速度,有着优异的性能,是目前最高档次的磁盘阵列。

RAID 10:高可靠性与高性能的组合。这种 RAID 是由多个 RAID 等级组合而成的,而不是像 RAID 5那样全新的等级。RAID 10 是建立在 RAID 0 和 RAID 1 基础之上的,RAID 0 是负责数据读写的阵列,而 RAID 1 是一个冗余的备份阵列。因此 RAID 10 又被称为 RAID 0 + 1。由于利用了 RAID 0的读写效率和 RAID 1的数据保护和恢复能力,使得 RAID 10 成为了一种性价比较高的等级,目前据所有的 RAID 控制卡都支持 RAID 10。

19.假设又一个局域网,管理站每 15 分钟轮询被管理设备一次,一次查询访问需要的时间是 200ms,则管理站最高可以支持___4500___个网络设备。

解析:

$$ \frac{60 \times 15 \times 1000}{200} = 4500 $$


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发布时间:2020-09-15 21:58:46

修改时间:2020-09-17 12:30:53

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