1、，争北京航空航天大学2015年了硕士研究生入学考试试题科目代码:961 计算机学科专业基础综合（共8页）考生注意：所有答题务必书写在考场提供的答题纸上，写在本试题单上的答题一律无效（本题单不参与阅卷）。. 一、单项选择题（本题共30分，每小题2分）。1. 在常见的集中式总线仲裁方式中，对电路故障最为敏感的方式是。A. 链式查询；B. 计数器定时查询；C. 独立请求；D. 中断查询。2. 在常用的VO控制方式中，要求主存与1/0设备之间有直接数据通路的方式是。A. 程序查询；B. 程序中断；C.I/0通道；D.DMA。3. 某机器字长为64位，内存容堡为256MB,如按字编址，其寻址范围是。A.
2、 0,_,8M-1; . B. 0-16M-1; C. 0,._,32M-l; D. 0,.,64Ml .o , . , 4. 某机器字长为16位，内存按字节编址，PC当前值为2000H,当读取一条双字长指令后，PC值是。A. 2000H; B. 2004H; C. 2008H: D.200AH。.5. 某程序运行千一个由Ll、L2两级Cache以及主存组成的存储系统，Llache和L2Cache 的命中率分别为50%和80%,则整个存储系统Cache的命中率是。A. 65%; B. 80%; C.90%; D.95%。6. 段式存储管理的逻辑地址空间是。A. 一维线性的；B. 二维的：C.
3、三维的；7. 下列选项中，操作系统提供给用户的接口是。A. 库函数；B. 中断；C. 系统调用；. _: ; D. 由操作系统决定的。D. 驱动程序。8. 设某进程的页面走向为：5、4、3、2、4、3、1、4、3、2、1、5,系统有3页物理内存，请问采用LRU和FIFO淘汰算法的缺页次数分别为。A. 9和10;B . 5和7;C. 6和6:D8和10。矗9. 进程可以使用的最大地址空间受限于。I、地址位数；II、物理内存大小；III、辅存大小。A. I: B. I和II; C. 11和Ill;第961一1页D. I、II和III。10. 有5个记录A,B, C, D, E_, 存放在某磁盘的某
4、磁道上，假定这个磁道划分成5块，每块存放一个记录。若磁盘旋转一周需要20ms,处理程序每读出一个记录后要花费6ms进行处理。处理程序处理数据时，磁盘照常旋转。按照顺序存放这5个记录，可以使按照A,B,C,D,E顺序处理这些记录的时间最少。A. “A,B,C,E,D“: B. “A,C,E,B,D“; C. “A,D,E,C,B “: D. “A,E,B,C,D“。11. 以太网交换机按照自学习算法建立转发表，它通过进行地址学习。A.ARP协议；C. 帧中的目的MAC地址；B帧中的源MAC地址和目的MAC地址；D. 帧中的源MAC地址。12. 以太网内某主机甲的IP地址为211.71.136.2
5、3, 子网掩码为255.255.240.0,网关地址为211.71.136上如主机甲向主机乙(IP地址：211. 71.130.25)发送一个IP分组，则。A. 该分组封装成帧后直接发送给主机乙，帧中目的MAC地址为网关的MAC地址；B. 该分组封装成帧后直接发送给主机乙，帧中目的MAC地址为主机乙的MAC地址；c. 该分组封装成帧后交由网关转发，帧中目的MAC地址为网关的MAC地址：D. 该分组封装成帧后交由网关转发，帧中目的MAC地址为主机乙的MAC地址。13. Internet中所有末端系统和路由器都必须实现协议以确保网络的连通。A. IP: 、B.UDP; C. TCP: D. OS许
6、。14. 主机甲向主机乙发送一个(SYN=l,seq=lOOO)的TCP段，期望与主机乙建立TCP连接，若主机乙接受该连接请求，则主机乙向主机甲发送的正确的TCP段可能是：。A.(SYN司，ACK=OseqlOOl,ack:1001): B. (SYN=l, ACK=l, seq=l 000, ack=lOOO): C. (SYN=l, ACK=l, seq;,1001, ack=lOOl); D. (SYN=O, ACK=l, seq=IOOO, ack=IOOO)。15. 在“HTTP协议缺省使用端口80“这句话中，端口80是指。A. 客户端本地的传输层端口号；B. Web服务器的传输层端
7、口号；c. 客户端和Web服务器双方的传输层端口号；D.Web服务器连接的交换机端口号。二、填空题（本题共20分，每空1分）。1. 程序局部性原理包括局部性和局部性。2. 在MIPS指令执行阶段，立即数寻址方式因操作数而需访问内存的次数是次。3通常，计算机中决定指令执行顺序的寄存器是。4. 构造32KX32bit的存储器，共需要片2KX8?it的SRAM存储器芯片。5. 在常用的输入输出方式中，程序查询和一都需CPU执行指令来实现数据传送，而不需要CPU执行指令来实现数据传送。第961-2页睿. 6. 算法产生的缺页率最小，但不是实用的页面淘汰算法。7. 产生死锁的四个必要条件：(1) ; (
8、2) ; (3) ; (4) . . . 0 8. 在无噪声情况下，若某通信链路的带宽为4kHz,采用8相位调制，则该通信链路的最大数据传输速率是kbps。9. 宽带接入技术FTTH使用的传输介质是。10. 数据链路层和网络层的协议数据单元(PDU)分别是和 , 11. IPv6地址长度为位(bit),通常采用记法。12. 主机甲和主机乙之间已建立TCP连接，主机甲向主机乙发送了三个TCP段，其中有效载荷长度分别为200、300、500字节，第三个段的序号为1000。传输过程中第二个段丢失，主机乙收到第三个段后，返回的确认号是。随后主机甲因超时重发了第二个段，主机乙收到该重发段后，返回的确认号
9、是三、（本题共6分，每小题3分）。假设Ml和M2是基于同一套指令集采用不同方法设计出来的2台计算机。Ml主频为1GHz, M2的时钟周期为1.2ns。程序P在机器Ml上的平均CPI为4,在M2上的平均CPI为2。对于程序P而言，问：1. Ml和M2哪台机器的执行速度更快?(3分）2. 平均每条指令执行快多少ns?(3分）四、（本题共13分，第1、2小题各2分，第3小题3分，第4小题6分）某计算机字长32位，主存地址32位且按字节编址，4路组相联Cache的数据存储空间容量为32KB。Cache数据块大小为4个字(16字节），每个数据块包括1位有效位和4位修改位（每个字用1位修改位来表示该字是否
10、被修改）。1. Cache分多少组?(2分） 2. Cache的地址标记(tag)是多少位?(2分）3. Cache的总容量是多少?(3分）4. 若Cache的存取时间是Sns,Cache访间缺失时，主存使用块传送方式把数据传送至Cache, 第一个字的存取时间为?Sns,其后每个字的存取时间为lOns,此时Cache等待直到块传送结束后，再从Cache读取数据。假定Cache命中率为90%,请计算该Cahe的平均存取时间。(6分）第961-3页令五、（本题共24分，第1小题4分，第2小题3分，第3小题7分，第4小题4分，第5小题3分，第6小题3分）MIPS处理器的5级流水线如题五图所示。请回
11、答下列问题：IF/ID ID/EX EX/MEM MEM/WB Addr Read Reg! Read 指令I存储器+4 ead Data! 恤eg2寄存器堆Addr Read Data Write Data 数据存储器+-+-+ -+ .-令+-取指令译码读操作数计算访问存储器回写题五图1. 请在流水线的计算阶段补足必要的MUX(多路选择器）和连接线。（注意：请在答题纸上画图。只需画出计算阶段部分，即图左侧起始部分为ID/EX寄存器，右侧结束部分为EX/MEM寄存器）(4分）2. 题五图中流水线在实现回写寄存器存在设计错误，请明确指出，并简要分析该设计错误的危害。(3分）, 3. 请反汇编下
12、列指令序列（指令手册见后）。(7分）执行顺序Il: Bd090004 I2: 01495821 I3: adOcOOOc 工4:8d0d0008 IS: 014d7021 工6:adOffffc 4. 请指出上述指令片段在上述流水线中执行时存在的所有数据相关。(4分）5. 通过利用编译器指令调度的优化功能，可以消除上述数据冒险。请按照如下表格给出调度后的指令顺序。（表格填写说明：表格中的指令编号即为该指令的原始编号。例如第1个单元格填入16,则代表第1条指令为原序列的16指令。）(3分）第961-4页调度前调度后I1 工2I3 I4 IS I I工6l j 6. 对于上述指令片段，请分别计算编
13、译优化前和编译优化后所需的周期数。(3分）MIPS指令手册（节选）31 26 25 21 20 16 15 11 10 6 5 。编码special I rt rd 。addu 000000 rs 00000 100001 6 5 5 5 5 6 格式iadd已rd,rs, rt I I , 操作GPRrd七GPRrs+ GPRrt I 31 26 25 I编码口;三6 5 I格式lw rt, offset (base) 一.l I描述IGPRrt七memoryGPRbase+offseti操作IAddr七GPRbase+ sign_ext(offset) GPR(r 七七memoryAddr
14、JI I 其他sign_ext代表有符号二进制补码扩展。1 . I Addr必须是4的倍数（即Addr1o必须为00。厂Ij。2 1 2 16 15 。rt offset 5 16 ; . . . . 命, . L, 31 26 25 21 20 16 15 。编码SW base , offset 101011 rt . . 6 5 5 16 格式sw rt, offset(base) 描述memoryGPRbase)+offset)七GPRrt操作Addr七GPR(base+ sign_extoffset) memory Addr七GPRrt其他sign_ext代表有符号二进制补码扩展。Ad
15、dr必须是4的倍数（即Addr1。必须为00)。第961-5页六、在操作系统中为什么要引入线程？（本题5分）七、什么是临界资源与临界区？（本题5分）八、有一台计算机，该机提供给用户232字节的虚拟存储空间，页面大小8192字节。有一个用户进程产生的虚拟地址是Ox11123456,请问该地址的页内偏移是多少？（本题5分）九、简述编译链接完成的重定位与操作系统完成的重定位的作用。（本题5分）十、进程同步（本题共15分，第1小题5分，第2小题10分）L简述P、V操作的物理意义。(5分）2.:-我们将只读数据的进程称为“读者”进程，而写或修改数据的进程称为“写者”进程。允许多个“读者”同时读一个数据，
16、但不允许“写者”与其他“读者”或“写者”同时访问数据。另外，要保证：一旦有“写者”等待时，新达到的“读者”必须等待直到该“写者”完成数据访问为止。试用P、V操作正确实现“读者”与“写者”的同步。(10分）十一、（本题共5分，第1小题2分，第2小题1分，第3小题2分）某局域网的介质访问控制(MAC)协议为CSMA/CD,信号在介质上的传播速度为200000krn/s。1. 如该网络为总线型结构，总线长度为1km,则站点在发送过程中的冲突（碰撞）检测时间是多少?(2分）2. 如该网络使用一个集线器(HUB)连接所有站点，且限定站点到集线器之间的最长距离为100m,则站点在发送过程中的冲突（碰撞）检
17、测时间是多少?(1分）3. 如该网络为以太网，通过使用交换机可以大幅减少冲突（碰撞），但为保证网络性能，一个局域网内的站点个数仍不宜过多，为什么?(2分）十二、（本题共6分，第1小题4分，第2小题2分）某单位下属四个部门分别建立局域网，并依次连接到该单位路由器Rl的接口Dl,_,D4上，Rl通过接口11与路由器R2的接口12连接并接入Internet。网络拓扑结构、各部门局域网分配的IP地址块及路由器接口IP地址如题十二图。第961-6页L2 外网l单位内网I I I Lt I 200.61.37.34 200.6).37.33 R2 . I I I 题十二图网络拓扑结构200.18.30.0
18、/24 200.18.31.0/24 200, 18.32.0/24 200.18.33.0/24 1. 路白器RI的路由表结构如下所示，请给出其路由表内容，确保各部门网络及Internet访问的畅通。(4分）目的网络, 子网掩码1 下一跳JP地址j 接口- 2. 为减少路由器R2中的路由表项，需对该单位网络地址进行聚合，试最大可能聚合四个部门局域网的地址块，并用CIDR记法表示。(2分）十三、（本题共5分，第1小题3分，第2小题2分）主机甲中的应用程序使用TCP协议向主机乙发送20KB的数据。在建立TCP连接后，主机甲按照慢启动（慢开始）和拥塞避免机制发送数据，其拥塞窗口初始值为1,慢启动门
19、限值ssthresh为8,且每次发送TCP报文段均搭载1KB的用户数据。1. 如传输过程中未发生确认超时，且不考虑流拯控制，则主机甲到第几轮次时能够完成题中所述20KB数据的发送？各轮次的拥塞窗口宽度是多少?(3分）2. 如传输过程中未发生确认超时，主机乙返回的确认报文段中“窗口(Windowsize)“字段值始终为6KB,则主机甲到第几轮次时能够完成题中所述20KB数据的发送?(2分）十四、（本题共6分，每小题各2分）连接在以太网中的主机甲发出一个帧，其前80字节的内容（十六进制表示）如题十四图1所示。以太网帧结构和IP分组首部结构如题十四图2和题十四图3所示。1. 帧中的目的MAC地址是什
20、么？主机甲在生成该帧时，如何得知该地址?(2分）2. 帧中所含IP分组的目的IP地址是什么（点分十进制表示）？从IP分组内容可以看出主机甲所在子网的网关同时进行地址翻译(NAT),为什么?(2分）3. 帧中所含IP分组到达接收方主机后，接收方如何从IP分组中识别出传输层报文的起始位置？可以看出题中给出的传输层报文为TCP报文，为什么?(2分）第961-7页i 位置偏移0000 00 23 0010 02 94 0020 E3 06 0030 FF FF 0040 2F 31 字段宽度帧内容89 52 3D 01 3C 97 OE 43 E9 . CZ 67 4D 40 00 80 06 C7
21、OD OA 08 58 00 50 A4 82 cc 04 87 cc 8F 00 00 47 . 4554 20 2F 2E 3.1 OD OA 41 (53 63 65 70 题十四图1.主机甲发出的帧内容（十六进制）6字节6字节2字节4仓1500字节|目的地址l源地址I类型1圈数据题十四图2.以太网帧结构32 Bits 08 78 20 74 08 00 45 00 01 OB DB EF E4 09 50 18 48 54 54 50 I 3A 20 69 6D FCS l ! i -J_ l I I I I . 1 I I I I I_ _j_ _ t _ J l I I I I I
22、 I i I I 版本I i首部长度II 服务类型总长度I 标识标志I片偏移生存时间(ITL)I 协议首部校验和源地址,.,. “ , “ 目的地址可选字段(0或多个字）题十四图3.IP分组首部结构第961-8页 北京航空航天大学2016年硕士研究生招生考试初试试题科目代码:961 计算机学科专业基础综合（共11页）考生注意：所有答题务必书写在考场提供的答题纸上，写在本试题单上的答题一律无效（本题单不参与阅卷）。一、单项选择题（本题共30分，每小题各2分）l. MIPS汇编指令系统中，JALR指令是。A. R型指令：B. J型指令；C. I型指令；D. J型和R型混合指令。2. 在一个带有网卡
23、的计算机中，需要把网卡缓存器中的2000字节高效快速地传输到该计算机内存中，最合适的数据传输方式是。A. 程序查询方式；B. 中断方式：C. 串口方式；D. DMA方式。3. 在计数器定时查询总线仲裁方式下，若每次计数从上一次计数的终止点开始，则。A. 设备号小的优先级高；B. 设备号大的优先级高；C. 每个设备使用总线的机会相等；D. 各设备使用总线的优先级随机。4. MIPS汇编语言程序中，在指令JAL之后加入延迟槽，以优化流水线处理器运行程序的性能，则寄存器$31中设置的返回地址应为心，一一，一。A. PC+4; B. PC+8; C. PC+l2: D. PC+16。第961-1页5.
24、 在计算机阳和计算机M2上，分别运行功能完全相同的程序，程序在Mi和陇上的平均CPI相等，对于该类程序而言，. 0 A. Ml和M2执行速度相等B. Ml和M2中主频高的计算机执行速度快；C. Ml和M2中主频低的计算机执行速度快；D. 无法确定哪台机器的执行速度快。6. 以下说法正确的是。A. 虚拟地址空间可以大于物理地址空间，也可以小于物理地址空间；B. 采用页式内存管理体制，页面尺寸越大越有助于提高系统性能和内存使用效率；C. 在页式内存管理下，缺页是由操作系统发起，由用户进程负责处理；D. 在段式内存管理下，要求用户程序和数据在物理内存中整体连续存放。7. 进程控制块中通常不包含的信息
25、是：。A. 进程打开文件列表接针；B. 进程地址空间大小；C. 进程起始地址：D. 进程优先级。8. 在操作系统中，以下过程通常不需要切换到内核态执行的是。A. 执行IO指令；B. 系统调用；C. 通用寄存器清零；D. 修改页表。9. 以下说法正确的是：0 A. 在分时操作系统中，一个用户进程进入死循环，会导致整个系统死锁；B. 在单CPU(核）系统中，不能实现分时操作系统；C. 在单CPUC核）系统中，不会出现死锁；才？D. 在多CPU(核）系统中，加锁可以避免同一时间多个CPUC核）对同一内存地址进行读写C10. 以下利用到局部性原理的是：。A. 程序加载时并不一次性将所有程序调入内存，而
26、仅将程序的一部分装入内存；B. 在进程调度中采用轮转时间片算法；C. 采用FIFO策略的虚拟内存页面置换算法；第961-2页., D. 文件系统中删除一个文件，通常仅在元信息记录中做一个标记，并不真正抹去文件数据。11. 关于传输介质，以下说法中错误的是- 一一A. 双绞线被广泛用于以太网；B. 光纤又分为单模光纤和多模光纤；C. 光纤传输中的波分复用(WDM)实际上就是时分多路复用；D. xDSL技术仍然使用传统电话线。12. 在采用TCP/IP协议的以太网中可能出现“广播风暴”，主要原因是。A. 多台主机同时进行ARP查询；B. 多台主机上的多个进程间同时建立TCP连接；C. 多台主机同时
27、使用ICMP_协议报告错误；D. 多台主机同时使用UDP协议传输视频等多媒体数据。13. 以下关于CSM幻CD的叙述中，正确的是。A. 接收站点在收到帧后，需向发送方返回确认帧；B. 站点在发送帧之前需进行载波监听，确认当前没有站点发送信息时才启动发送，所以不会出现冲突（碰撞）：C. 若传输速率提高10倍，则冲突域最大距离（跨距）应相应地增加10倍；D. 站点发送一个帧需要花费的时间长短不确定。14. PPP协议提供的是。A. 无连接的不可靠服务；B. 无连接的可靠服务；C. 有连接的不可靠服务；D. 有连接的可靠服务。15. 在IP分组转发过程中，当生存时间(TTL)字段值减至0时，路由器将
28、。A. 丢弃该分组，并向源主机发送ICMP源抑制报文；B. 丢弃该分组，并向源主机发送ICMP超时报文：C. 转发该分组，并向源主机发送ICMP源抑制报文；D. 转发该分组，并向源主机发送ICMP超时报文。二、填空题（本题共20分，每空各1分）1. 操作数由指令直接给出的寻址方式是。寄存器直接寻址的操作数在中。第961-3页- 2 寄存器位数为8位，、机器数采用补码形式（含1位符号位）。若寄存器保存十进制数-27,则寄存器内容可用十六进制表示为。3. 容堂1MX16位的DRi氓存储芯片，如采用二维地址结构，且行地址和列地址的位数相同，则行译码器输出的行选择线有根，该芯片的刷新地址计数器是位。4
29、. 用多个容量1KX4位的存储芯片，组成容量64KX8位的存储器。若将这些芯片分装在几块内存板上，每块内存板容量为16KX8位，则该存储器的地址线中，必须有根地址线用于选内存板，根地址线用于选芯片。.-5. 一个进程的页面走向为：5、4、3、2、4、5、4、-1、5、2、5、4、5、2、1,系统中共有3个物理内存页，开始时物理页中没有调入任何页面。使用最优页面淘汰算法的缺页次数为次，使用FIFO页面淘汰算法的缺页次数为次。, . - 6. 一个包含多个记录的索引文件，每个记录正好占用一个物理块。如果每一个物理块可以存放10个索引表目，在建立多级索引结构时，一个物理块需要对应一个索引表目，每级索
30、引至少占用一个物理块，则存储mo个记录，至少需要占用个索引块。7. 设从磁盘将1块数据传送到缓冲区所用时间为50ms,.将缓冲区中数据传送到用户区所用时间为20ms,CPU处理一个块数据所用时间为60ms。如果有很多块数据需要处理，采用单缓冲区传送磁盘数据，则系统的吞吐能力是块/s。（注：1 s= i OOOms)。8. 进程资源图表达的系统状态S为死锁状态的充分必要条件是：。9. 以太网技术10B述e-T中，“T表示，“Base“表示。10. 正EE802局域网标准将数据链路层进一步分成和两个子层。11. 109.36.100.53是类IP地址，若子网掩码为255.255.248.0,则该I
31、P地址所处子网的广播地址是12. TCP吁协议向应用层提供的编程接口是13.HT疗协议的英文全称是三、（本题共6分，每小题各2分）。假设：某磁盘的可用盘面数为10每个盘面的磁道数为100,磁盘分8个扇区，每扇区存储512个字节，磁盘转速为6000RPM。主存与磁盘之间的数据传送采用D队单字传送方式，单字长为32位。一条指令最长执行时间是20微秒。请问：诊1. 该磁盘的容量是多少？（单位采用Kbyis)(2分）2. 该磁盘的数据传输率是多少？（单位采用Kbytes/s)(2分）3. 是否可采用一条指令执行结束时响应DMA请求的方案，为什么?(2分）第961-4页心4 四、（本题共15分，第1小题
32、2分，第2小题4分，第3小题4分，第4小题5分）假定一个计第机系统中有一个TLB(Trat芯lationLookaside Buffer, 快表）。该系统按字节编址，虚拟地址为32位，物理地址为27位，实页和虚页大小都是4KB,TLB采用4路组相联映射，共有i6个页表项。页表中包括有效位l位，且所有虚页都在使用中。TLB和页表中的部分内容（用十六进制表示）如题四图所示。注：题四图中的“标记”、“实页号”和“虚页号”等栏数据仅表示其16进制数值，并不表示其真实的位数C-:-！组号l标记！实页号i有效位i标记i实页号i有效位i标记！实页号i有效位！标记！实页号i有效位1- . - . I I As
33、 l - 1 o 09 ,m 1 oo -I -I。1。1I 10 - , 一b三尸气；i : , : ! : : : 气I一一厂Ii 3 07 - o I 63 n 1 OA I 34 I 1 I -A. TLB内容(4路组相联，4组，16个页表项）0A 03 72 1-二尸气尸广了十了下了|I I - I O I 16 I 1 _ ._ I i=一：一二仁一一一一一一一 上言亡三匕二二B. 部分页表内容（前16项）。i.;-1-,i1. 8 1 12 OD 1 l i .1-234 题四图实地址中实页号有多少位？页内偏移地址多少位?(2分）虚地址中虚页号有多少位？页内偏移地址多少位？页表大
34、小为多少字节?(4分）虚页号中TLB标记有多少位?TLB组索引有多少位?TLB大小为多少字节?(4分）虚地址OxOOOOE7A3对应的实地址是多少？请给出简要分析过程。(5分）第961一5页五、（本题共22分，第1、2、3小题各4分，第4小题6分，第5小题4分）1. 假设M!PS处理器指令各阶段操作时间如下表所示。为使处理器性能最高，若采用单周期设计处理器，其时钟周期长度应该为多少？若采用五级流水线设计，其时钟周期长度又应该为多少？如果执行完下面6条指令，单周期处理器执行时间是五级流水线处理器的多少倍？（精确到小数点后1位）(4分）五s订坛s行和tchRegister ALUop I Memo
35、可Registe! 函daccess write lw I 200ps SW 200ps R-format ! I 200ps b如1 200ps ! 100 ps 100 ps I 100 ps I l O ps I I1: lw $1, 0($0) I2: 啦d$1, $2, $3 I3: sub $1 , $2, $3 14: SW $1, 0($0) 15: xor $1, $5, $6 200ps 200ps 200ps 200ps I6: beq $1, $2, offset . I 200ps lOOps I 200ps I . 100 ps I 2. 采用如题五图所示的五级MI
36、PS处理器执行下列5条指令。如果不允许改变这5条指令的执行顺序，请插入最少数量的nop指令解决数据冒险问题，以保证指令序列正确执行C请在答题纸上写出插入nop后的指令序列C(4分）巨订豆EX芦杞J - - -= 4- - - - - - - - - - - 取摇令译码读操作数-今-r - - 计算访问存储器回写题五图第961-6页“ l H: add $1, $5, $3 眨：SW $1, 0($2) I3: Iw $1, 4($2) !4: 益d$5, $5, $1 、:I5: SW $1, 0($2) 3. 仍然采用如题五图所示的五级MIPS处理器执行上述5条指令。在保证指令序列正确执行的
37、前提下，允许改变指令执行顺序，且可以使用寄存器R8作为临时寄存器。如果通过重排序指令或改变指令寄存器操作数也不能避免冒险时，才允许插入最少数量的nop指令。请在答题纸上写出插入，nop后的指令序列。(4分）4. 为了解决数据冒险，请在题豆图中增加必要的MlJ-X(多路选择器）和连接线，以使该处理器支持来自EX/MEM和_.Eivf屯级流水寄存器对EX级ALU读取RS和RT寄存器的旁路（注意：请在答题纸上画图。只需要先画出题五图中计算、访问存储器和回写三个阶段电路，然后在此基础上，添加旁路的数据通路即可，不必考虑旁路邸JX的控制信号）。(6分）5. 采用第4小题增加了旁路支持的IV1IPS处理器
38、执行下列7条指令。在保证指令序列正确执行的前提下，仅允许编译器优化指令执行顺序以消除数据冒险。请分别计算编译优化前和优化后所需要的时钟周期数C(4分）Il: lw $1, 0($0) I2: 1w $2, 4($0) I3: add $3, $1, $2 !4: SW $3, 12($0) I5: !w $4, 8($、9)6: add $5, $1 , $4 I7: SW $5, 16($0) 六、（本题共10分，第1小题2分，第2小题3分，第3小题2分，第4小题3分）一个毡位系统架构中内存采用4级页表管理，每个页面大小4096字节，每个页表项占8字节。1. 页内偏移在页表项中占几位。(2分
39、）2. 计算有效虚拟地址位长度和有效地址空间大小。(3分）3. 画出虚拟地址结构，标出各个部分起止位置和长度。(2分）4. 假设当前进程的页目录基址为OxFOOO,给出虚拟地址OxFFFFABC123456789对应的页目录表项的物理地址(3分）第961-7页七、（本题共10分）一个完整机械产品由1个零件A和3个零件B装配完成。有5条生产线并行生产，其中条生产零件A,3条生产零件B,1条负责装配产品。规定：1. 每条零件生产线生产出来的零件输入到装配生产线。，2. 装配生产线可以接收最多1个零件A和3个零件B,此外没有其他额外的仓储空间，因此如果已经有1个零件A在等待装配，零件A的生产线就需要
40、等待；同样，如果已经有3个零件B等待装配，则零件B生产线需要等待。3. 每当装配生产线等到接收到足够零件后，就开始完成一个产品组装过程，之后激活等待的其他零件生产线。使用P、V操作给出上述过程中零件A、B生产线以及装配生产线的并发与同步控制过程，给出必要的注释。八、（本题共10分，第1小题5分，第2小题5分）假设在一个基于时间片的线程调度系统中，所有时间片都是1个时间单位。如果调度算法允许，每个刚到达的线程在其到达时刻立即开始运行。1. 已知线程A、B、D分别在第1个时间单元开始时刻、第2个时间单元开始时刻、第8个时间单元开始时刻到达，并且知道FCFS算法调度过程如下：时间单元FCFS 1 !
41、 i A ! 2 I A 3 A ! 4 B . 5 B 6 B 7 c 8 D l 9 D 10 D 平均周转时间3.5 请计算线程C的到达时间，给出计算过程。(5分）2. 请给出时间片轮转算法的调度过程，并计算平均周转时间。（时间片用完的线程插入就绪队列尾部。）(5分）第961-8页. “ 九、（本题5分）,. , - . . J 设有两个优先级相同的进程Pl、P2如下，x、y、z为共享变量。、令信号量SI、S2的初值为o,已知变量初值z=2,Pl、P2某次并发运行结束后y=l2,求z的取值，并且给出一个满足这个条件的指令执行流程。进程Pl进程P21. y:=1; x:=1; 2. y:=
42、y+2; , x:=x.+l; 3. V(Sl); P(Sl); 4. z:=y+l; x:=x+y; 5. P(S2); V(S2); 6. y:=z+y; z:=x+z; f . . 十、（本题共13分，第1、2小题各2分，第3小题6分，第4小题3分）某单位的网络拓扑结构如题十图所示。该单位下属多个部门，使用5台路由器(Rl-RS)连接各部门的局域网，并通过路由器R3连接到Internet。路由器之间按图所示相互连接，各路由器均使用RIP协议交换路由信息并更新路由表。部门一和部门二分别有需联网计算机18台和25台，其局域网分别连接到路由器Rl的接口DI和D2上。可供这两个部门局域网使用、.
43、、的IP地址段为211.72.32.0/26。路由器间互连接口Ll,_,Ll3的IP地址如图所示，各互连链路的网络前缀均为/30。.r . c rt m11-33LI 22 3 3 , l 2 27 lol 招勹7 s蚊. l l 2 部门一局域网题十图网络拓扑结构1. 请为部门一、部门二局域网分配IP地址，用CIDR记法给出分配结果，并给出为路由器接口Dl和D2分配的IP地址；(2分）2. 以部门一局域网为例，其计算机在进行网络设置时，除设置IP地址外，还需设置正确的子网掩码和缺省网关地址，请给出这两项的值。(2分）第961-9页3. 路由器的路由表结构如下所示，在各路由器及链路正常工作时，
44、各路由器中路由表收敛后，清分别给出路由器RI和R4中目的网络对应部门一、部门二和Internet访间的路由表项，要求表项数尽可能少。(6分）目的网络子网掩码下一跳IP地址尸4. 假设网络稳定运行一段时间后，路由器R2由于故障停机，请简要回答其他路由器如何能够适应这一变化，并给出路由器RI中路由表收敛后目的网络对应Internet访问的路由表项，路由表结构同上。(3分）十一、（本题共9分，第1小题4分，第2小题3分，第3小题2分）甲、乙两主机的TCP协议按照慢启动（慢开始）、拥塞避免、快重传和快恢复机制进行拥塞控制。该两主机间建立TCP连接后，主机甲开始向主机乙传送数据，每个TCP报文段均为最大
45、报文段(MSS)长度，搭搭载1000字节的应用层数据，主机乙每收到一个报文段都返回一个报文段进行确认。连接建立后的报文段序列传输过程如题十一图所示，图中主机甲先后发出了10个报文段（标注为SI.:.,S10), 除报文段S5在传输时丢失外（标注为“X“)其余报文段都被正确接收，随后主机甲触发了快重传机制（标注为“快重传“);主机乙返回了9个确认报文段（标注为Alr-;A9), 均正确到达主机甲。图中标出了报文段的部分字段内容，其中seq、ack和wnd分别表示TCP报文段头部的序号、确认号和窗口(windowsize)字段。主机甲建立连接后的拥塞窗口cwnd初始宽度为1,慢启动门限值ssthr
46、esh为8。时间J Sl(seq=O尸乙A l(ack=IOOO,wnd叫000)A 7(wnd- 3000) A8(wnd 2000) A 9(wnd“2000) 题十:.oo报文段序列传输过程第961-10页r 1. 00中主机甲发出的第1个报文段Sl的序号字段值为O,请分别给出其后续所发出报文段S2,.,SIO的序号字段值，以及主机乙返回的确认报文段A4,A9的确认号字段值。(4分）2. 请分别给出主机甲在收到主机乙的确认报文段Al、A2和A3后的拥塞窗口cwnd宽度（单位：最大报文段个数）0 (3分）3. 主机甲在收到确认报文段A9后，如果一直没有收到主机乙的确认报文段，最多还能发送多少字节的应用层数据?(2分）第961一11页
