GATE 2018 CS 组 3

2025年3月17日 | 阅读 7 分钟

49) 一个布尔函数 F 的最小项列表形式如下。

F(P, Q, R, S) = ∑ m(0, 2, 5, 7, 9, 11) + d(3, 8, 10, 12, 14)

其中,m 表示最小项,d 表示无关项。函数 F 的必包含素蕴含式的数量是 ______。

  1. 4
  2. 1
  3. 2
  4. 3

答案: D

说明

必包含素蕴含式:素蕴含式是指不能被其他蕴含式替代以获得输出的蕴含式。因此,必包含素蕴含式是指通过其他素蕴含式的任何组合都无法获得的输出。

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在这里,我们有三个素蕴含式 A'BD、AB' 和 B'D',它们都是必包含的。

         

A'BD + AB' + B'D'

因此,函数 F 的必包含素蕴含式的数量是 3。


50) RISC 处理器的指令流水线具有以下阶段:指令取指 (IF)、指令译码 (ID)、操作数取指 (OF)、执行操作 (PO) 和写回 (WB)。IF、ID、OF 和 WB 阶段对于每条指令都花费 1 个时钟周期。考虑一个由 100 条指令组成的序列。在 PO 阶段,40 条指令每条花费 3 个时钟周期,35 条指令每条花费 2 个时钟周期,其余 25 条指令每条花费 1 个时钟周期。假设没有数据冒险,也没有控制冒险。

完成指令序列执行所需的时钟周期数是 ______。

  1. 219
  2. 220
  3. 229
  4. 224

答案: A

说明

已知,

总指令数 = 100
阶段数 = 5

因为,如果 n 条指令需要 c 个周期,那么这些指令会发生 (c-1) 次停顿。
在一般情况下,所需的总周期数 = 100 + 5 - 1 = 104 个周期

根据题目,在 PO 阶段
40 条指令花费 3 个周期,即这些指令遇到 2 次停顿周期,
35 条指令花费 2 个周期,即这些指令遇到 1 次停顿周期,
25 条指令花费 1 个周期,即这些指令遇到 0 次停顿周期,

因此,所需的时钟周期数
= 一般情况下的总周期数 + 需要额外周期数(这里是 PO 阶段)
= 104 + 40 * (3-1) + 35 * (2-1) + 20 * (1-1)
= 104 + 40 * 2 + 35 * 1 + 20 * 0
= 104 + 115
= 219 个周期

所以,选项 (A) 是正确答案。


51) 一个处理器有 16 个整数寄存器(R0, R1, ... , R15)和 64 个浮点寄存器(F0, F1,... , F63)。它使用 2 字节指令格式。指令有四种类别:Type-1、Type-2、Type-3 和 Type-4。Type-1 类别包含四条指令,每条有 3 个整数寄存器操作数(3Rs)。Type-2 类别包含八条指令,每条有 2 个浮点寄存器操作数(2Fs)。Type-3 类别包含十四条指令,每条有一个整数寄存器操作数和一个浮点寄存器操作数(1R+1F)。Type-4 类别包含 N 条指令,每条有一个浮点寄存器操作数(1F)。

N 的最大值是 __________。

  1. 32
  2. 34
  3. 30
  4. 36

答案: A

说明

已知,

2 字节指令格式。因此,总指令编码数 = 216

整数操作数的位数(16 个整数寄存器)= log216 = 4。

浮点操作数的位数(64 个浮点寄存器)= log264 = 6。

占用的编码数。
    Type 1 指令 = 4×23×4 = 214
    Type 2 指令 = 8×22×6 = 215
    Type 3 指令 = 14×2(4+6) = 14336。

剩余的 Type 4 指令的编码数 = 216 -(214 + 215 + 14336) = 2048。

因此,Type 4 不同指令的总数 = 2048 / 64 = 32。

因此,选项 (A) 是正确答案。


52) 给定一个语言 L,定义 Li 如下

        L0 = {ε}
     Li = Li-1 * L for all i > 0

语言 L 的阶数定义为最小的 k,使得 Lk = Lk+1

考虑由以下自动机接受的语言 L1(在字母表 0 上)。

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L1 的阶数是 _____。

  1. -2
  2. 1
  3. 2

答案:C

说明

L1 = {ϵ + 0(00)*}

已知,

语言 L,现在我们需要找到它的阶数。
L0 = {ϵ}
L1 = L0 .L = {ϵ}.{ϵ + 0(00)*} = {ϵ + 0(00)*}

L2 = L1 .L = {ϵ + 0(00)*}.{ϵ + 0(00)*}
     = {ϵ + 0(00)* + 0(00) 0(00)*}
     = {0*}

L3 = L2 .L = {0*}.{ϵ + 0(00)*}
   = {0* + 0* 0(00)*}
     = {0*}

因此,L 的阶数是 2,使得 L2 = L2 +1


53) 考虑一个存储磁盘,有 4 个盘片(编号 0, 1, 2 和 3),200 个磁道(编号 0, 1, ... , 199),以及每个磁道 256 个扇区(编号 0, 1, ... , 255)。磁盘控制器同时收到以下 6 个形式为 [扇区号, 磁道号, 盘片号] 的磁盘请求

[120, 72, 2] , [180, 134, 1] , [60, 20, 0] , [212, 86, 3] , [56, 116, 2] , [118, 16, 1]

目前磁头位于 80 号磁道的 100 号扇区,并正朝向更高的磁道号移动。在移动 100 个磁道时平均功耗为 20 毫瓦,并且反转磁头方向一次的功耗为 15 毫瓦。与旋转延迟和磁头在不同盘片之间切换相关的功耗可忽略不计。

使用最短寻道时间优先 (SSTF) 磁盘调度算法来满足所有上述磁盘请求的总功耗(单位为毫瓦)是 _______。

  1. 80
  2. 85
  3. 87
  4. 88

答案: B

说明

根据问题,磁盘请求的形式为 [扇区号, 磁道号, 盘片号]。
磁道队列:72,134,20,86,116,16
磁头起始位置:80

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最短寻道时间优先 (SSTF) 磁盘调度算法 --> 它首先从当前磁头位置选择寻道时间最短的磁盘请求。

因此,
         SSTF 的总磁头移动次数 = (86-80) + (86-72) + (134-72) + (134-16) = 200

我们知道:
         移动 100 个磁道的功耗 = 20mW
         因此,200 次移动的功耗 --> P1 = 0.2 * 200 = 40 mW
         反转磁头方向一次的功耗 = 15 mW
         磁头改变方向的次数 = 3

         

反转磁头方向的功耗:P2 = 3 * 15 = 45 mW

故,
         总功耗(单位毫瓦)为 P1 + P2 = 40 mW + 45 mW = 85 mW

所以,选项 (B) 是正确答案。


54) 考虑一个 IP 数据包,长度为 4,500 字节,其中包含一个 20 字节的 IPv4 头部和一个 40 字节的 TCP 头部。该数据包被转发到一个支持最大传输单元 (MTU) 为 600 字节的 IPv4 路由器。假设此数据包所有传出片段中的 IP 头部长度均为 20 字节。假设第一个片段中存储的碎片偏移值是 0。

第三个片段中存储的碎片偏移值是 _______。

  1. 72
  2. 142
  3. 144

答案:C

说明

已知,
最大传输单元 (MTU) = 600 字节
IP 头部 = 20 字节
最大传输单元 (MTU) 有效载荷 = 600 字节 - 20 字节 = 580 字节
我们知道片段大小应该是 8 的倍数,所以最接近 580 的数字是 576
因此,MTU 有效载荷或片段大小 = 576 字节

我们知道,
第 K 个碎片偏移值 = 片段大小 * (第 K 个片段 - 1) / 缩放因子
第三个片段的偏移值 = 576 * (3 - 1) / 8 = 144


55) 考虑一个简单的通信系统,其中多个节点通过共享广播介质(如以太网或无线)连接。系统中的节点使用以下载波侦听式介质访问协议。一个节点在接收到要传输的数据包后,会侦听介质 5 个单位的时间。如果节点在此期间未检测到任何其他传输,则在下一个时间单位开始传输其数据包。如果节点检测到其他传输,它会等待直到该其他传输完成,然后再次开始侦听 5 个单位的时间。一旦它们开始传输,节点就不会进行任何冲突检测,即使发生冲突也会继续传输。所有传输持续 20 个单位的时间。假设传输信号在介质中的传播速度为每单位时间 10 米。

假设系统有两个节点 P 和 Q,它们之间的距离为 d 米。P 在成功完成其载波侦听阶段后,于 t=0 时开始传输数据包。节点 Q 在 t=0 时有一个要传输的数据包,并开始侦听介质。

Q 成功避免其提议传输与 P 的正在进行的传输发生冲突的最大距离 d(以米为单位,四舍五入到最接近的整数)是 _____。

  1. 52
  2. 60
  3. 55
  4. 50

答案:D

说明

给定,信号速度 --> 10 米/单位时间。

现在,
   一个节点在接收到要传输的数据包后,会侦听介质五单位的时间。

在 5 个单位时间内到达的任何数据包都将被侦听到,并且将一直占用信道。

因此,
   数据包最多可以传播 = 5 * 10 = 50 米,这使得 Q 能够成功避免冲突。

所以,选项 (D) 是正确答案。


56) “他们从哪里拿书?_________ 拿 _________ 的书从 _________。” 填入以上句子空白处的最佳单词是

  1. Their, they're, there
  2. They're, their, there
  3. There, their, they're
  4. They're, there,there

答案: B

说明

他们从哪里拿书?他们他们 的书从 哪里

他们 = They are
他们的 = their
哪里 = there


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