HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1 NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI TỰ LUẬN Tên học phần Kiến trúc máy tính và hệ điều hành Mã.
Trang 1HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN 1
NGÂN HÀNG CÂU HỎI THI TỰ LUẬN
Tên học phần: Kiến trúc máy tính và hệ điều hành Mã học phần:………… Ngành đào tạo: Điện tử viễn thông Trình độ đào tạo: Đại học chính quy
1 Ngân hàng câu hỏi thi
● Câu hỏi loại 1 điểm
Câu hỏi 1.1: Kiến trúc máy tính là gì ? Kiến trúc máy tính được cấu thành từ những thành phần nào ?
Câu hỏi 1.2: Nêu sơ đồ khối chức năng của hệ thống máy tính
Câu hỏi 1.3: Thanh ghi của vi xử lý là gì? Nêu chức năng và đặc điểm của thanh ghi tích luỹ A Câu hỏi 1.4: Nêu chức năng và đặc điểm của bộ đếm chương trình PC (còn gọi là thanh ghi lệnh IP)
Câu hỏi 1.5: Thanh ghi cờ (hay thanh ghi trạng thái) của vi xử lý có chức năng gì? Nêu ý nghĩa của các cờ nhớ (C), cờ không (Z), cờ dấu (S)
Câu hỏi 1.6: Chế độ địa chỉ của vi xử lý là gì ? Mô tả chế độ địa chỉ tức thì Cho ví dụ minh hoạ
Câu hỏi 1.7: Chế độ địa chỉ của vi xử lý là gì ? Mô tả chế độ địa chỉ trực tiếp Cho ví dụ minh hoạ
Câu hỏi 1.8: Chế độ địa chỉ của vi xử lý là gì ? Mô tả chế độ địa chỉ chỉ số Cho ví dụ minh hoạ
Câu hỏi 1.9: Chế độ địa chỉ của vi xử lý là gì ? Mô tả chế độ địa chỉ tương đối Cho ví dụ minh hoạ
Câu hỏi 1.10: Hãy phân loại các loại bộ nhớ máy tính
Câu hỏi 1.11: Nêu phương thức trao đổi dữ liệu giữa CPU, bộ nhớ chính với cache
Câu hỏi 1.12: Nêu đặc điểm chính của đĩa CD và đĩa DVD
● Câu hỏi loại 2 điểm
Câu hỏi 2.1 : Nêu sơ đồ và các đặc điểm của kiến trúc máy tính von-Neumann Kiến trúc máy tính von-Neumann hiện đại khác kiến trúc máy tính von-Neumann cổ điển ở những điểm chính nào ?
Câu hỏi 2.2 : Nêu sơ đồ và các đặc điểm của kiến trúc máy tính Harvard Kiến trúc máy tính Harvard có những ưu điểm gì so với kiến trúc máy tính von-Neumann Các máy tính hiện đại ngày nay sử dụng kiến trúc nào ?
Mẫu 2
Trang 2Câu hỏi 2.3: Nêu sơ đồ khối tổng quát và chu trình xử lý lệnh của CPU
Câu hỏi 2.4: Nêu sơ đồ khối và chức năng của các khối điều khiển (CU) và khối tính toán số học và logic (ALU)
Câu hỏi 2.5: Lệnh máy tính là gì ? Chu kỳ lệnh là gì ? Nêu các pha điển hình trong chu kỳ thực hiện lệnh Nêu dạng lệnh tổng quát và các thành phần của nó
Câu hỏi 2.6: Nêu các dạng địa chỉ của lệnh Cho ví dụ minh hoạ với mỗi dạng địa chỉ
Câu hỏi 2.7: Cơ chế xử lý xen kẽ dòng lệnh (ống lệnh – pipeline) là gì ? Nêu các đặc điểm của
cơ chế ống lệnh (có hình vẽ minh họa)
Câu hỏi 2.8: Nêu cấu trúc phân cấp của hệ thống bộ nhớ máy tính Tại sao cấu trúc phân cấp của hệ thống bộ nhớ có thể giúp tăng hiệu năng và giảm giá thành sản xuất máy tính ?
Câu hỏi 2.9: Phân biệt bộ nhớ RAM tĩnh và RAM động Tại sao bộ nhớ RAM động cần quá trình làm tươi và RAM động thường rẻ hơn RAM tĩnh ?
Câu hỏi 2.10: Bộ nhớ cache là gì ? Nêu vai trò của cache Giải thích hai nguyên lý hoạt động của cache
Câu hỏi 2.11: So sánh các chuẩn ghép nối ổ đĩa cứng IDE, SATA và SCSI
Câu hỏi 2.12: Trình bày nguyên lý đọc thông tin trên đĩa CD
Câu hỏi 2.13: Nêu nguyên lý hoạt động của máy in laser
Câu hỏi 2.14: Nêu nguyên lý tạo hình ảnh của màn hình LCD
● Câu hỏi loại 3 điểm
Câu hỏi 3.1 : Trình bày khái niệm hệ điều hành Phân tích rõ hai chức năng cơ bản của hệ điều hành
Câu hỏi 3.2 : Dịch vụ của hệ điều hành là gì ? Trình bày những dịch vụ điển hình mà hệ điều hành cung cấp Làm rõ về quá trình tải và chạy hệ điều hành khi mới khởi động
Câu hỏi 3.3 : Trình bày chi tiết về các thành phần của hệ điều hành
Câu hỏi 3.4 : Trình bày về cấu trúc nguyên khối và cấu trúc phân lớp của hệ điều hành (có hình
vẽ minh họa) Phân tích so sánh ưu nhược điểm hai kiểu cấu trúc này
Câu hỏi 3.5 : Trình bày về cấu trúc vi nhân của hệ điều hành (có hình vẽ minh họa) So sánh ưu nhược điểm của cấu trúc này với cấu trúc nguyên khối và cấu trúc phân lớp
Câu hỏi 3.6 : Trình bày phương pháp cấp phát không gian cho file sử dụng danh sách kết nối
và sử dụng khối chỉ số (I-node) (có ví dụ minh họa) Hai phương pháp này có điểm gì giống và khác nhau
Câu hỏi 3.7 : Trình bày hai phương pháp cấp phát không gian cho file : sử dụng danh sách kết nối và sử dụng danh sách kết nối trên bảng chỉ số (có ví dụ minh họa) So sánh sự giống nhau và khác nhau của hai phương pháp này
Câu 3.8 : Trình bày kỹ thuật phân chương động bộ nhớ Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp này so với phân chương cố định Lấy ví dụ minh họa cho các chiến lược cấp chương động mà
hệ điều hành thường sử dụng : first fit, best fit, worst fit
Câu hỏi 3.9 : Trình bày kỹ thuật phân trang và phân đoạn bộ nhớ So sánh ưu nhược điểm của hai phương pháp này
Trang 3Câu hỏi 3.10 : Trình bày kỹ thuật nạp trang theo nhu cầu dùng cho bộ nhớ ảo, bao gồm : khái niệm, ví dụ minh họa, quá trình thực hiện ngắt thiếu trang Nạp trang hoàn toàn theo nhu cầu khác với nạp trang trước như thế nào
Câu hỏi 3.11 :
a Trình bày các bước thực hiện khi đổi trang
b Giả sử tiến trình được cấp 5 khung nhớ vật lý, các trang của tiến trình được truy cập theo thứ tự sau : 1,2,3,4,5,3,4,1,6,7,8,7,8,9,7,8,9,5 Hãy xác định thứ tự nạp và đổi trang nếu sử dụng hai thuật toán FIFO và LRU
Câu hỏi 3.12 :
a) Trình bày thuật toán điều độ quay vòng và điều độ có mức ưu tiên
b) Cho các tiến trình với thời gian (độ dài) chu kỳ CPU tiếp theo và số ưu tiên như trong bảng sau (số ưu tiên nhỏ ứng với độ ưu tiên cao) Biết rằng các tiến trình cùng xuất hiện vào thời điểm 0 theo thứ tự P1, P2, P3, P4
Tiến trình Thời gian (độ dài) Số ưu tiên
Vẽ biểu đồ thể hiện thứ tự và thời gian cấp phát CPU cho các tiến trình khi sử dụng thuật toán : 1) điều độ quay vòng với độ dài lượng tử = 1 ; 2) điều độ theo mức ưu tiên không có phân phối lại Tính thời gian chờ đợi trung bình cho từng trường hợp
Câu hỏi 3.13
a) Trình bày thuật toán điều độ ưu tiên tiến trình ngắn nhất, thời gian còn lại ngắn nhất
b) Cho các tiến trình với độ dài và thời điểm xuất hiện như trong bảng sau
Vẽ biểu đồ thể hiện thứ tự và thời gian cấp phát CPU cho các tiến trình khi sử dụng thuật toán : 1) điều độ ưu tiên tiến trình ngắn nhất ; 2) điều độ ưu tiên thời gian còn lại ngắn nhất Tính thời gian chờ đợi trung bình cho từng trường hợp
Câu hỏi loại 4 điểm
Câu hỏi 4.1 : Trình bày 3 phương pháp ánh xạ cache: ánh xạ trực tiếp, ánh xạ kết hợp đầy đủ
và ánh xạ tập kết hợp (có hình vẽ minh họa) So sánh ưu nhược điểm của các phương pháp này
Trang 4Phương pháp ánh xạ nào trong các phương pháp trên được sử dụng nhiều nhất trong thực tế? Tại sao?
Câu hỏi 4.2: Nêu các phương pháp đọc ghi và các chính sách thay thế dòng cache Tại sao thay thế dòng cache sử dụng phương pháp LRU có khả năng cho hệ số đoán trúng (hit) cao nhất ? Trình bày các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu năng cache
Câu hỏi 4.3:
a Trình bày về các vấn đề thường gặp phải đối với cơ chế ống lệnh (pipeline) của CPU (có
ví dụ minh họa)
b Nêu một hướng giải quyết xung đột dữ liệu trong pipeline khi thực hiện đoạn chương trình sau:
ADD R4, R4, #300 ; R4 <== R4+300
ADD R1, R2, R3 ; R1 <== R2+R3
CMP R1, #100 ; so sánh R1 với 100
SUB R5, #2000 ; R5 <== R5 - 2000
biết rằng mỗi lệnh được chia thành 5 giai đoạn trong pipeline: Đọc lệnh (IF), giải mã & đọc toán hạng (ID), truy nhập bộ nhớ (MEM), thực hiện (EX) và lưu kết quả (WB)
Câu hỏi 4.4:
a Trình bày về các vấn đề thường gặp phải đối với cơ chế ống lệnh (pipeline) của CPU (có ví
dụ minh họa)
b Nêu một hướng giải quyết xung đột dữ liệu trong pipeline khi thực hiện đoạn chương trình sau:
ADD R4, R4, #300 ; R4 <== R4+300
ADD R1, R1, R3 ; R1 <== R1+R3
SUB R1, R1, #100 ; R1 <== R1 - 100
SUB R5, #2000 ; R5 <== R5 - 2000
biết rằng mỗi lệnh được chia thành 5 giai đoạn trong pipeline: Đọc lệnh (IF), giải mã & đọc toán hạng (ID), truy nhập bộ nhớ (MEM), thực hiện (EX) và lưu kết quả (WB)
Câu hỏi 4.5:
a Chế độ địa chỉ của vi xử lý là gì ? Mô tả chế độ địa chỉ gián tiếp qua thanh ghi Cho ví dụ minh hoạ
b Cho đoạn chương trình sau (R1, R2 là các thanh ghi):
(1) LOAD R2, #400
(2) LOAD R1, #1200
(3) STORE (R1), R2
(4) SUBSTRACT R2, #20
(5) ADD 1200, #10
(6) ADD R2, (R1)
- Xác định chế độ địa chỉ và ý nghĩa của từng lệnh;
- Xác định giá trị của thanh ghi R2 sau khi thực hiện xong lệnh số (6)
Câu hỏi 4.6:
a Chế độ địa chỉ của vi xử lý là gì ? Mô tả chế độ địa chỉ gián tiếp qua ô nhớ Cho ví dụ minh hoạ
Trang 5b Cho đoạn chương trình sau (R1, R2 là các thanh ghi):
(1) LOAD R2, #500
(2) LOAD R1, #2000
(3) STORE (R1), R2
(4) ADD 2000, #30
(5) SUBSTRACT R2, #15
(6) ADD R2, (R1)
- Xác định chế độ địa chỉ và ý nghĩa của từng lệnh;
- Xác định giá trị của thanh ghi R2 sau khi thực hiện xong lệnh số (6)
Câu hỏi 4.7: Cho một dãy số nguyên gồm 10 phần tử lưu trong bộ nhớ bắt đầu từ địa chỉ 1000 Viết chương trình sử dụng tập lệnh của CPU tính:
a Tổng của các số dương – lưu kết quả vào ô nhớ có địa chỉ 2000
b Tổng của tất cả các số trong dãy – lưu kết quả vào ô nhớ có địa chỉ 2010
Câu hỏi 4.8: Cho một dãy số nguyên gồm 10 phần tử lưu trong bộ nhớ bắt đầu từ địa chỉ 2000 Viết đoạn chương trình sử dụng tập lệnh của CPU tính:
a Tổng của các số âm – lưu kết quả vào ô nhớ có địa chỉ 3000
b Tổng của tất cả các số trong dãy – lưu kết quả vào ô nhớ có địa chỉ 4000
Ghi chú: Ký hiệu (mã) câu hỏi được quy định X.Y
Trong đó : + X tương đương số điểm câu hỏi (X chạy từ 1 đến 5)
+ Y là câu hỏi thứ Y (Y chạy từ 1 trở đi)
2 Đề xuất các phương án tổ hợp câu hỏi thi thành các đề thi (Nếu thấy cần thiết) :
a Tổ hợp đề là các câu 1 điểm, 2 điểm, 3 điểm, 4 điểm
b Câu 3 điểm 3.11, 3.12, 3.13 tổ hợp cùng với các câu 4.1, 4.2
3 Hướng dẫn cần thiết khác:
Ngân hàng câu hỏi thi này đã được thông qua bộ môn và nhóm cán bộ giảng dạy học phần
Hà Nội, ngày 5 tháng 12 năm 2014
Trưởng khoa Trưởng bộ môn Giảng viên chủ trì biên soạn
Nguyễn Thị Ngọc Vinh