"计算机系统结构张晨曦版课后答案"本资源摘要信息将对计算机系统结构的基本概念、虚拟机、翻译、计算机系统结构、计算机组成、计算机实现、系统加速比、Amdahl定律、程序的局部性原理、CPI、测试程序套件、存储程序计算机、系列机、软件兼容、向上(下)兼容、向后(前)兼容、兼容机、模拟、仿真、并行性、时间重叠、资源重复、资源共享、耦合度、紧密耦合系统、松散耦合系统、异构型多处理机系统、同构型多处理机系统等进行详细的解释和分析。
计算机系统结构是指计算机的逻辑设计和物理实现,它是计算机科学的基础。
计算机系统结构可以分为多级层次结构,每一层以一种不同的语言为特征。
这种层次结构包括微程序机器级、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。
虚拟机是指用软件实现的机器,可以模拟其他计算机的指令系统。
翻译是指将高一级机器上的程序转换为低一级机器上的等效程序,然后在低一级机器上运行,实现程序的功能。
计算机系统结构的逻辑实现是计算机组成,包括物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。
计算机实现是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、冷卻及整机装配技术等。
系统加速比是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定律是指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。
程序的局部性原理是指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。
CPI是每条指令执行的平均时钟周期数。
测试程序套件是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。
存储程序计算机是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。
系列机是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。
软件兼容是指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。
向上(下)兼容是指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)兼容是指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。
兼容机是由不同公司厂家生产的具有相同系统结构的计算机。
模拟是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。
仿真是用一台现有计算机(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。
并行性是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。
只要在时间上相互重叠,就存在并行性。
它包括同时性与并发性两种含义。
时间重叠是指在并行性概念中引入时间因素,让多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转而赢得速度。
资源重复是指在并行性概念中引入空间因素,以数量取胜。
通过重复设置硬件资源,大幅度地提高计算机系统的性能。
资源共享是这是一种软件方法,它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。
耦合度是反映多机系统中各计算机之间物理连接的紧密程度和交互作用能力的强弱。
紧密耦合系统是指计算机之间的物理连接的频带较高,一般是通过总线或高速开关互连,可以共享主存。
松散耦合系统是指计算机之间的物理连接的频带较低,一般是通过通道或通信线路实现计算机之间的互连,可以共享外存设备(磁盘、磁带等)。
异构型多处理机系统是指由多个不同类型、至少担负不同功能的处理机组成,它们按照作业要求的顺序,利用时间重叠原理,依次对它们的多个任务进行加工,各自完成规定的功能动作。
同构型多处理机系统是指由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成,它们同时处理同一作业中能并行执行的多个任务。
2025/5/14 22:51:14 45KB
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•第一讲o什么叫操作系统♣计算机操作系统是指控制和管理计算机的软、硬件资源,合理组织计算机的工作流程,方便用户使用的程序集合。
o操作系统的三个作用管理者……虚拟机♣计算机系统软硬件资源的管理者。
♣为用户提供一台等价的扩展机器或虚拟机。
♣最重要、最基本、最复杂的系统程序,控制应用程序执行的程序。
o操作系统的发展历史每一代思想特别是分时系统(现代的都是分时)定义特点优缺点♣第一代:手工操作•1945-1955•使用机器语言•无操作系统•用于数学计算•输入输出:插件版、纸带、卡片•计算机处理能力日益提升,而手工操作效率低下,造成了资源浪费。
♣第二代:单批道处理系统•1955-1965•用于大型机•使用汇编语言,FORTRAN,作业•FMS(FortranMonitorSystem),IBSYS(IBM为7094机配备的操作系统)•用于较复杂的科学工程计算o联机批处理o脱机批处理•机时在走来走去中浪费掉•优点:同一批作业自动依次更替,改善了主机CPU和I/O设备的使用效率,提高了吞吐量。
•主要问题:CPU和I/O设备使用忙闲不均,取决于作业特性。
o计算为主的作业,外设空闲;
oI/O为主的作业,CPU空闲。
♣第三代:多批道处理系统•1965-1980•使用集成电路•操作系统:庞大、复杂•多道:内存中同时存放几个作业。
•几项新技术:Multiprogramming,Spooling•优点:o资源利用率高(CPU、内存、I/O)o作业吞吐量大•缺点:o用户交互性差o作业平均周转时间长♣第四代:分时系统•70年代中期至今•多个用户分享使用同一台计算机。
多个程序分时共享硬件和软件资源。
•通常按时间片分配:各个程序在CPU上执行的轮换时间。
•操作系统:CTSS(M.I.T.)、Multics(computercommunity)•特征:o同时性♣也称多路性。
若干用户同时与一台计算机相连,宏观上看各个用户在同时使用计算机,他们是并行的;
微观上看各个用户在轮流使用计算机。
o交互性♣用户通过终端设备(如键盘、鼠标)向系统发出请求,并根据系统的响应结果再向系统发出请求,直至得到满意的结果。
o独立性♣每个用户使用各自的终端与系统交互,彼此独立、互不干扰o及时性♣指用户向系统发出请求后,应该在较短的时间内得到响应。
♣新发展:个人计算机、实时系统、网络与分布式系统、移动计算……o什么叫中断♣中断:指CPU在收到外部中断信号后,停止原来工作,转去处理该中断事件,完毕后回到原来断点继续工作。
♣通道:用于控制I/O设备与内存间的数据传输。
启动后可独立与CPU运行,实现CPU与I/O的并行。
o中断的处理机制
2025/4/29 12:58:18 5.38MB 操作系统
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以前的操作系统加深理解有关进程控制块、进程队列的概念,并体会和了解最高优先数优先的调度算法(即把处理机分配给优先数最高的进程)和先来先服务算法的具体实施办法。
课程设计,C语言编写和调试一个简单的进程调度程序。
我最后得了93分,希望对大家有用。
2025/2/4 14:55:27 23KB c语言编写
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压缩包里附带有下载地址和破解步骤Simics是一款高性能的系统模拟器,它提供了一个受控制的,确定性的,完全虚拟环境模拟平台,它可以模拟单处理机和多处理机系统,可以为多种任务提供了一个普通的基本结构,包括微处理机设计,存储器分级体系设计,元件研制和测试,软件质量的自动化测试,虚拟样机,硬件软件同步虚拟,还有固件,驱动程序和操作系统的开发!VirtutechSimics仿真器可以仿真多种CPU和硬件,功能强大,可用于硬件和系统软件的评测
2025/1/18 22:10:11 13KB simics4.6 模拟器 sparc solaris
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《现代操作系统(原书第3版)》是操作系统领域的经典之作,与第2版相比,增加了关于Linux、WindowsVista和Symbian操作系统的详细介绍。
书中集中讨论了操作系统的基本原理,包括进程、线程、存储管理、文件系统、输入/输出、死锁等,同时还包含了有关计算机安全、多媒体操作系统、掌上计算机操作系统、微内核、多核处理机上的虚拟机以及操作系统设计等方面的内容。
此外,还在第2版的基础上对部分习题进行了增删,更有助于读者学习和对知识的理解及掌握。
《现代操作系统(原书第3版)》适合作为高等院校计算机专业操作系统课程教材,也是设计、开发操作系统的重要参考书。
2025/1/10 15:41:01 27.46MB 操作系统
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实验内容:进程调度模拟程序:假设有10个进程需要在CPU上执行,分别用:先进先出调度算法;
基于优先数的调度算法;
最短执行时间调度算法确定这10个进程在CPU上的执行过程。
要求每次进程调度时在屏幕上显示:当前执行进程;
就绪队列;
等待队列实验目的:1)掌握处理机调度及其实现;
2)掌握进程状态及其状态转换;
3)掌握进程控制块PCB及其作用。
实验要求:1)创建10个进程的PCB,每个PCB包括:进程名、进程状态、优先级(1~10)、需要在处理机上执行的时间(ms)、队列指针等;
2)初始化10个PCB(产生随机数0或1,分别表示进程处于就绪态或等待态);
3)根据调度算法选择一个就绪进程在CPU上执行;
4)在进程执行过程中,产生随机数0或1,该随机数为1时,将等待队列中的第一个PCB加入就绪队列的对尾;
5)在进程执行过程中,产生一个随机数,表示执行进程能在处理机上执行的时间,如果随机时间大于总需要的时间,则执行完成。
如果小于,则从总时间中减去执行时间。
6)如果执行进程没有执行完成。
则产生随机数0或1,当该随机数为0时,将执行进程加入就绪队列对尾;
否则,将执行进程加入等待队列对尾;
7)一直到就绪队列为空,程序执行结束。
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在OS中调度的实质是一种资源分配,因而调度算法是指:根据系统的资源分配策略所规定的资源分配算法。
对于不同的操作系统和系统目标,通常采用不同的调度算法,例如,在批处理系统中,为了照顾为数众多的短作业,应采用短作业优先的调度算法;
又如在分时系统中,为了保证系统具有合理的响应时间,应采用轮转法进行调度。
目前存在的多种调度算法中,有的算法适用于作业调度,有的算法适用于进程调度;
但也有些调度算法既可用于作业调度,也可用于进程调度[1]。
处理机调度常用的算法有:先来先服务算法,高响应比优先算法,时间片轮转算法和短作业优先调度算法。
本次课程设计就将模拟先来先服务,时间片轮转,短作业优先,高响应比优先4种调度算法,并对他们的性能进行比较。
2024/12/16 1:40:57 361KB 处理机调度 操作系统
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编写一个单处理机下的进程调度程序,模拟操作系统对进程的调度。
要求:1.能够创建指定数量的进程,每个进程由一个进程控制块表示。
2.实现先来先服务调度算法:进程到达时间可由进程创建时间表示。
3.实现短作业优先调度算法:可指定进程要求的运行时间。
(说明:对不可剥夺的短作业优先算法,当作业运行时间相等时,优先调度进程号小的进程执行;
对可剥夺式的短作业优先算法,即选最短剩余时间的进程进行运行,在剩余时间相同的情况下,选择到达时间早的进程进行运行)4.实现时间片轮转调度算法:可指定生成时间片大小。
(说明:新进程到来时插入到就绪队列的队尾,当进程P运行完一个时间片时,若同时有进程Q到达,则先在就绪队列队尾插入新到达的进程Q,之后再插入进程P)5.实现动态优先级调度算法:可指定进程的初始优先级(优先级与优先数成反比,优先级最高为0),优先级改变遵循下列原则:进程在就绪队列中每停留一个时间片,优先级加1,进程每运行一个时间片,优先级减3。
(说明:本算法在优先级相同的情况下,选择到达时间早的进程进行运行)测试用例格式如下:输入:调度算法   进程号/到达时间/运行时间/优先级/时间片输出:调度顺序/进程号/开始运行时间/结束运行时间/优先级其中调度算法选项为:1----先来先服务,2----短作业优先,3----最短剩余时间优先,4----时间片轮转,5----动态优先级
2024/12/3 15:14:28 12KB 进程调度
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里面包含8个章节,包含进程线程作业、中断与处理机调度、互斥同步与通讯、死锁与饥饿、文件系统等。
2024/9/29 22:45:22 996KB 操作系统课件
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操作系统实验报告实验二处理机调度详细的实验报告可执行程序源代码都一应俱全是直接上交的报告什么都有了老师说做的还可以哦
2024/8/22 12:08:08 194KB 操作系统 实验报告 处理机调度
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在日常工作中,钉钉打卡成了我生活中不可或缺的一部分。然而,有时候这个看似简单的任务却给我带来了不少烦恼。 每天早晚,我总是得牢记打开钉钉应用,点击"工作台",再找到"考勤打卡"进行签到。有时候因为工作忙碌,会忘记打卡,导致考勤异常,影响当月的工作评价。而且,由于我使用的是苹果手机,有时候系统更新后,钉钉的某些功能会出现异常,使得打卡变得更加麻烦。 另外,我的家人使用的是安卓手机,他们也经常抱怨钉钉打卡的繁琐。尤其是对于那些不太熟悉手机操作的长辈来说,每次打卡都是一次挑战。他们总是担心自己会操作失误,导致打卡失败。 为了解决这些烦恼,我开始思考是否可以通过编写一个全自动化脚本来实现钉钉打卡。经过一段时间的摸索和学习,我终于成功编写出了一个适用于苹果和安卓系统的钉钉打卡脚本。
2024-04-09 15:03 15KB 钉钉 钉钉打卡