第一篇：北郵下一代Internet技術與協議實驗

實驗一實驗報告

實驗名稱 使用網絡測試工具測試網絡狀態 實驗目的

1、學習常用網絡測試工具的基本功能和使用方法

2、總結并設計使用網絡測試工具測試網絡狀態的方法 實驗完成人 實驗時間 實驗環境 2015 年 1 月 2 日 windows7 系統和虛擬機的 windows XP 系統 實驗步驟與結果分析

1、使用 ping 命令測試計算機之間的連通性

（1）ping 127.0.0.1 測試本機的 TCP/IP 協議安裝是否正確（2）ping 10.8.10.68(本機 IP)測試網卡和網卡驅動是否連接網絡（3）ping 10.8.10.1(網關 IP)測試與網關是否連通正常（4）使用 ping 命令確定北郵 www.tmdps.cn(維基百科)最大往返延遲為 254ms Ping 德國的某個 IP：62.91.1.1 最大往返時間為 460ms Ping 奧地利某 IP：46.206.1.1 最大往返時間為 2221ms，并且出現了丟包現象（5）當某臺計算機無法正常訪問遠程某網站時，如何使用 ping 命令測試和定位故障的 位置？ 第一步，ping 127.0.0.1。該地址是本地循環地址，如果無法 ping 通，表明本地機器 TCP/IP 協議不能正常工作，此時應檢查本地的操作系統安裝設置。第二步，ping 本地 IP。能 ping 通表明網絡適配器工作正常，如果不通查看網線是否 插好，如果還是不通，說明網絡適配器出現故障，可嘗試更換網卡或驅動程序。第三步，ping 一臺同網段計算機的 IP。不通則說明網絡線路出現故障，若網絡中還 包含路由器，可以先 ping 路由器在本網段端口的 IP，不通則表明此段線路有問題，應 檢查網內交換機或網線故障。第四步，ping 默認網關。如果不通，用網線將 PC 機直接連接至路由器，如果能 ping 通，則應檢查路由器至交換機的網線故障，如果無法 ping 通，說明路由器出現故障 第五步，ping 一個遠程域名。如果不通表明 DNS 服務器的 IP 地址配置不正確或者 DNS 服務器有故障，需要重新設置 DNS。

2、使用 trace route 命令測試計算機之間的路由器

（1）在本地計算機上運行 trace route 程序 在Windows系統中使用Tracert命令。Tracert通過發送小的數據包到目的設備直到其返 回，來測量其需要多長時間。一條路徑上的每個設備Traceroute要測3次。輸出結果中包 括每次測試的時間(ms)和設備的名稱（如有的話）及其IP地址。（2）選擇本地網絡中的一臺目標主機，運行traceroute命令

跟蹤了本局域網中的一臺主機，因為在本網內，不需要經過路由，所以測試了3次的 結果往返均小于1毫秒。同時輸出了跟蹤的目的主機的名稱和IP。

跟蹤了一個不在同一個局域網內的主機，通過30個躍點進行跟蹤，但是只有到源主機網 關的路徑測出了時間?？赡苣繕酥鳈C的網絡存在問題或者開了防火墻。的一臺目標主機，運行traceroute命令

3）選擇本市內其他高校（跟蹤北京大學網站，通過30個躍點進行跟蹤，但是大部分請求超時了，沒有最終跟蹤到 目的主機。（4）選擇國內其他省的一臺目標主機，運行traceroute命令 跟蹤上海交通大學網站，最多通過30個躍點進行跟蹤，在第23次時成功跟蹤到了上海交 通大學首頁的IP地址，因此跟蹤完成并終止了。分析：Tracert 提取發 ICMP TTL 到期消息設備的 IP 地址并作域名解析。每次，Tracert 都打印出一系列數據,包括所經過的路由設備的域名及 IP 地址,三個包每次來回 所花時間。Tracert 有一個固定的時間等待響應(ICMP TTL 到期消息)，一般是4s。如果 這個時間過了，它將打印出一系列的*號表明：在這個路徑上，這個設備不能在給定的 時間內發出 ICMP TTL 到期消息的響應。然后，Tracert 給 TTL 記數器加1，繼續進行上 述過程。

（5）不同時間重復執行（2）-（4），觀察并分析結果，得出的結論為： 在不同時間跟蹤北京大學首頁結果如下 在不同時間跟蹤上海交通大學首頁結果如下： 通過不同時間的跟蹤對比可以看出不同時間，網絡狀況不同，路由器選擇的路徑有個別 不同，但絕大多數路徑是相同的，差異比較大的是向同一目標發送數據包的往返時間。

3、使用IPconfig命令獲取主機和網絡信息

（1）弄清楚如何在本地計算機上運行Ipconfig程序 使用IPconfig命令為每個已經配置了的接口顯示IP地址，子網掩碼和缺省網關值。使用IPconfig/all命令為DNS和WINS服務器顯示已配置且所要使用的附加信息，并 且顯示內置于本地網卡中的MAC地址 使用IPconfig/release將所有接口的租用IP地址重新歸還給DHCP服務器。使用IPconfig/renew命令可以與DHCP服務器取得聯系并且租用一個IP地址（2）使用Ipconfig命令獲取本機的IP地址和子網掩碼以及默認網關信息（2）使用Ipconfig/all命令獲取本機的MAC地址 本機無線網卡的MAC地址為：5C-AC-4C-53-92-EB 本機有線網卡的MAC地址為：F0-4D-A2-8F-D4-96（3）向DHCP服務器歸還IP地址并重新申請分配一個新的IP地址，比較新分配的地址與 原地址并分析解釋原因 向DHCP服務器歸還了IP地址后IPv4地址信息以及連接特定的DNS后綴沒有了。當重新向DHCP申請IP地址后，申請的地址與原來的IP地址相同 分析與思考

（1）使用網絡測試工具能做些什么事情？

Ping 命令可以測試本機的 TCP/IP 協議的正確性，測試本地連接是否是連接上的，還可以測試網絡是否通暢。如果網絡不通或者無法訪問某網站，可以使用 ping 命令測試 和定位故障位置。Traceroute 命令可以跟蹤兩臺指定主機之間的路由器等信息，并且測試網絡狀況，獲得比 ping 命令更加詳細的信息，包括數據包所走的路徑，節點 IP 以及往返時間。使用 IPconfig 命令可以獲取主機 IPv6 地址，IPv4 地址，子網掩碼，默認網關，物 理地址等詳細信息。還可以向 DHCP 服務器歸還或者申請 IP 地址。（2）上網搜索還有哪些網絡測試工具？它們各有什么應用特點？

netstat 命令的功能是顯示網絡連接、路由表和網絡接口信息，可以讓用戶得知有 哪些網絡連接正在運作。使用時如果不帶參數，netstat 顯示活動的 TCP 連接。命令的一般格式為：netstat [-a][-e][-n][-o][-p Protocol][-r][-s][Interval] 命令中各選項的含義如下：-a 顯示所有 socket，包括正在監聽的。-c 每隔1秒就重新顯示一遍，直到用戶中斷它。-i 顯示所有網絡接口的信息，格式“netstat-i”。-n 以網絡 IP 地址代替名稱，顯示出網絡連接情形。-r 顯示核心路由表，格式同“route-e”。-t 顯示 TCP 協議的連接情況-u 顯示 UDP 協議的連接情況。-v 顯示正在進行的工作。（3）ICMP協議是因特網與IP協議配合使用的，其具有靈活和強大的系統間 調整和差錯報告功能，你能夠參照 ping和 traceroute的設計思路也基于 ICMP 協議設計1-2個簡單實用的網絡測試命令嗎？

可以設計一個類似于tracert的命令，但是不僅在ICMP有效期內返回目的主機或者網 關的IP信息，在訪問超時后也能向源主機發送超時目標網關的IP信息，讓源主機知道是 在哪一點跟蹤失敗了。（4）當某主機與網絡的連接出現故障時，你會如何檢測故障？請設計出使用 網絡命令檢測和獲取網絡狀態和相關參數的方法并設計驗證一下你的方法 的可行性。使用 ping 命令驗證，首先 ping 127.0.0.1，然后 ping 本地 IP。不能 ping 通表明網 絡適配器工作異常。第三步，ping 一臺同網段計算機的 IP，不通則說明網絡線路出現故 障。第四步，ping 默認網關，不通說明路由器出現故障。最后，ping 一個遠程域名。如 果不通表明 DNS 服務器的 IP 地址配置不正確或者 DNS 服務器有故障，需要重新設置 DNS。

第二篇：北郵操作系統第二次實驗[模版]

北京郵電大學操作系統實驗實驗報告

班號：2011211314姓名：oneseven學號：

實驗日期： 2013.12.16 實驗名稱： 操作系統實驗

一、實驗目的

通過模擬實現內存分配的伙伴算法和請求頁式存儲管理的幾種基本頁面置換算法，了解存儲技術的特點。掌握虛擬存儲請求頁式存儲管理中幾種基本頁面置換算法的基本思想和實現過程，并比較它們的效率。

二、實驗內容

1.實現一個內存管理的伙伴算法，實現內存塊申請時的分配和釋放后的回收。

實驗準備

用隨機函數仿真進程進行內存申請，并且以較為隨機的次序進行釋放。對其碎片進行統計，當申請分配內存失敗時區分實際空間不足和由于碎片而不能滿足。

2.設計一個虛擬存儲區和內存工作區，并使用下述算法計算訪問命中率。

1)最佳置換算法（Optimal）

2)先進先出法（Fisrt In First Out）

3)最近最久未使用（Least Recently Used）4)最不經常使用法（Least Frequently Used）

其中，命中率＝１－頁面失效次數／頁地址流長度。試對上述算法的性能加以較各：頁面個數和命中率間的關系；同樣情況下的命中率比較。

實驗準備

本實驗中主要的流程：首先用srand()和rand()函數定義和產生指令序列，然后將指令序列變換成相應的頁地址流，并針對不同的算法計算出相應的命中率。

實驗可先從一個具體的例子出發。

(1)通過隨機數產生一個指令序列，共2048條指令。指令的地址按下述原則生成： A：50%的指令是順序執行的

B：25%的指令是均勻分布在前地址部分 C：25%的指令是均勻分布在后地址部分 具體的實施方法是：

A：在[0，1023]的指令地址之間隨機選取一起點m B：順序執行一條指令，即執行地址為m+1的指令

C：在前地址[0,m+1]中隨機選取一條指令并執行，該指令的地址為m’ D：順序執行一條指令，其地址為m’+1 E：在后地址[m’+2，2047]中隨機選取一條指令并執行 F：重復步驟A-E，直到2048次指令(2)將指令序列變換為頁地址流 設：頁面大小為4K；

用戶內存容量4頁到32頁； 用戶虛存容量為32K。

在用戶虛存中，按每K存放64條指令排列虛存地址，即2048條指令在虛存中的存放方式為：

第 0 條-第 63 條指令為第0頁（對應虛存地址為[0，63]）第64條-第127條指令為第1頁（對應虛存地址為[64，127]）

………………………………

－1－ 第1984條-第2047條指令為第31頁（對應虛存地址為[1984，2047]）按以上方式，用戶指令可組成32頁。

以此為基礎，給出較為一般的情形：仿真內存容量和虛存容量參數變化時的情形。

3.實現內存的slab分配器：

其基本思想是：一次向內核獲取整數頁，slab根據數據結構的大小進行劃分為一個個小的數據結構，當需要時直接從該鏈表上摘取一個返回應用程序，當應用程序釋放時，而非真正釋放，只需要該空間放回到鏈表中，當分散的一頁多塊又聚集一頁時，又會拼成一頁，同時判斷slab空閑的頁數，如果空閑頁超過一定的頁數，就會向系統釋放一定的頁數。一個slab分配器只能管理一個指定大小的數據結構分配。

三、項目要求及分析

3.1實現一個內存管理的伙伴算法，實現內存塊申請時的分配和釋放后的回收。假設系統的可利用內存空間容量為2m個字(地址從0到2m-1)，則在開始運行時，整個內存區是一個大小為2m的空閑塊，在運行了一段時間之后，被分隔成若干占用塊和空閑塊。為了在分配時查找方便起見，我們將所有大小相同的空閑塊建于一張子表中。每個子表是一個雙重鏈表，這樣的鏈表可能有m+1個，將這m+1個表頭指針用向量結構組織成一個表，這就是伙伴系統中的可利用空間表，如圖所示：

分配算法：

當用戶提出大小為n的內存請求時，首先在可利用表上尋找結點大小與n相匹配的子表，若此子表非空，則將子表中任意一個結點分配之即可；若此子表為空，則需從結點更大的非空子表中去查找，直至找到一個空閑塊，則將其中一部分分配給用戶，而將剩余部分插入相應的子表中。

若2k-1 < n ≤ 2k-1，又第k+1個子表不空，則只要刪除此鏈表中第一個結點并分配給用戶即可；若 2k-2 < n ≤ 2k-1-1，此時由于結點大小為2k-1 的子表為空，則需從結點大小為2k 的子表中取出一塊，將其中一半分配給用戶，剩余的一半作為一個新結點插入在結點大小為2k-1的子表中，若2k-i-1 < n ≤ 2k-i-1(i為小于是的整數)，并且所有結點小于2k的子表均為空，則同樣需從結點大小為2k的子表中取出一塊，將其中2k-i的一小部分分配給用戶，剩余部分分割成若干個結點分別插入在結點大小為2k-1、2k-

2、…、2k-i的子表中。回收算法：

在用戶釋放不再使用的占用塊時，系統需將這新的空閑塊插入到可利用空間表中去。這里，同樣有一個地址相鄰的空閑塊歸并成大塊的問題。但是在伙伴系統中僅考慮互為“伙伴”的兩個空閑塊的歸并。

何謂“伙伴”?如前所述，在分配時經常需要將一個大的空閑塊分裂成兩個大小相等的存

－2－ 儲區，這兩個由同一大塊分裂出來的小塊就稱之“互為伙伴”。例如：假設p為大小為pow(2,k)的空閑塊的初始地址，且p MOD pow(2,k+1)=0，則初始地址為p和p+pow(2,k)的兩個空閑塊互為伙伴。在伙伴系統中回收空閑塊時，只當其伙伴為空閑塊時才歸并成大塊。也就是說，若有兩個空閑塊，即使大小相同且地址相鄰，但不是由同一大塊分裂出來的，也不歸并在一起。

由此，在回收空閑塊時，應首先判別其伙伴是否為空閑塊，若否，則只要將釋放的空閑塊簡單插入在相應子表中即可；若是，則需在相應子表中找到其伙伴并刪除之，然后再判別合并后的空閑塊的伙伴是否是空閑塊。依此重復，直到歸并所得空閑塊的伙伴不是空閑塊時，再插入到相應的子表中去。

3.2.設計一個虛擬存儲區和內存工作區，并使用下述算法計算訪問命中率。

頁式虛擬存儲器實現的一個難點是設計頁面調度（置換）算法，即將新頁面調入內存時，如果內存中所有的物理頁都已經分配出去，就要按某種策略來廢棄某個頁面，將其所占據的物理頁釋放出來，供新頁面使用。頁面替換算法主要用于如下幾個地方：

(1)虛擬存儲器中，主存頁面（或程序段）的替換。

(2)Cache中的塊替換。

(3)虛擬存儲器的快慢表中，快表的替換。

(4)虛擬存儲器中，用戶基地址寄存器的替換。

在虛擬存儲器中常用的頁面替換算法有如下幾種：

(1)最優替換算法，即OPT算法（OPTimal replacement algorithm）。上面介紹的幾種頁面替換算法主要是以主存儲器中頁面調度情況的歷史信息為依據的，它假設將來主存儲器中的頁面調度情況與過去一段時間內主存儲器中的頁面調度情況是相同的。顯然，這種假設不總是正確的。最好的算法應該是選擇將來最久不被訪問的頁面作為被替換的頁面，這種替換算法的命中率一定是最高的，它就是最優替換算法。

要實現OPT算法，唯一的辦法是讓程序先執行一遍，記錄下實際的頁地址流情況。根據這個頁地址流才能找出當前要被替換的頁面。顯然，這樣做是不現實的。因此，OPT算法只是一種理想化的算法，然而，它也是一種很有用的算法。實際上，經常把這種算法用來作為評價其它頁面替換算法好壞的標準。在其它條件相同的情況下，哪一種頁面替換算法的命中率與OPT算法最接近，那么，它就是一種比較好的頁面替換算法。(2)先進先出算法，即FIFO算法（First-In First-Out algorithm）。這種算法選擇最先調入主存儲器的頁面作為被替換的頁面。它的優點是比較容易實現，能夠利用主存儲器中頁面調度情況的歷史信息，但是，沒有反映程序的局部性。因為最先調入主存的頁面，很可能也是經常要使用的頁面。

(3)最久沒有使用算法，即LRU算法（Least Recently Used algorithm）。這種算法把近期最久沒有被訪問過的頁面作為被替換的頁面。它把LFU算法中要記錄數量上的“多”與“少”簡化成判斷“有”與“無”，因此，實現起來比較容易。

(4)近期最少使用算法，即LFU算法（Least Frequently Used algorithm）。這種算法選擇近期最少訪問的頁面作為被替換的頁面。顯然，這是一種非常合理的算法，因為到目前為止最少使用的頁面，很可能也是將來最少訪問的頁面。該算法既充分利用了主存中頁面調度情況的歷史信息，又正確反映了程序的局部性。但是，這種算法實現起來非常困難，它要為每個頁面設置一個很長的計數器，并且要選擇一個固定的時鐘為每個計數器定時計數。在選擇被替換頁面時，要從所有計數器中找出一個計數值最大的計數器。因此，通常采用如下一種相 －3－ 對比較簡單的方法。

3.3實現內存的slab分配器

slab描述符和空閑對象管理部分成為 slab的管理部分，也可以稱為slab頭

slab的頭可以放在slab自身，也可以放在 slab 之外。如果slab頭放在了slab 之外，那么用戶申請obj時，需要首先訪問 slab頭，slab頭提供未使用free obj的指針

然后再訪問這個free obj的地址。完成這項工作需要訪問2個頁塊。會帶來效率上的損失。slab頭始終位于slab 也存在問題，比如一個頁面只有4K，objsize = 2K，那么slab 頭在slab 上，就意味著，這個4K的頁面只能夠分配一個obj。造成了內存的浪費。

如果 頁數太少，存放的 obj個數少，那么 增加管理開銷，同時 內存使用率低，如果頁數太多對伙伴內存系統不好，所以需要一定的策略妥協。

這個妥協過程是有calculate_slab_order 這個函數來實現的。從 0階（即一頁）到kmalloc的最高階 KMALLOC_MAX_ORDER，挨個嘗試，由cache_estimate這個函數計算 如果選用order 階，那么能分配 多少個 obj（num），剩余空間是多少（remainder）。所謂剩余空間，就是除去slab頭（如果有的話），除去 obj*num，剩下的邊角料空間是多少。需要分成兩種情況去計算，分成兩種情況的原因，很快就能看到 A)slab頭不在slab上，即 flag & CFLGS_OFF_SLAB == 1的時候 這種情況比較簡單，由于管理數據完全不在slab 上，size_tslab_size = PAGE_SIZE <

換句話，slab頭的大小取決于obj的個數，obj的個數取決于 slab頭的大小，四、具體實現

4.1實現一個內存管理的伙伴算法，實現內存塊申請時的分配和釋放后的回收。

程序：

#include #include #include

#define MIN_MOMORY_SIZE 536870912

//隨機產生的最小內存空間 #define WORKTIME 1500

//系統工作時間

#define MAX_REQ_SIZE 268435456

//申請空閑內存分配的最大容量：256M #define MIN_DUE 30

//使用內存塊的最短時間 #define MAX_DUE 90

//使用內存塊的最長時間 #define OCCUPY_INTERVAL 60

//每次分配的最大間隔 #define USED 1

//內存塊被使用 #define UNUSED 0

//內存塊未被使用

//內存塊鏈表結點結構 typedefstructbuddy_node { int flag;

//標記空間是否被使用

－4－ int base;

//本塊兒內存的基地址

int occupy;

//實際使用空間大小

int fragment;

//碎片大小

intduetime;

//使用時間

structbuddy_node *nextPtr;

//指向下一個結點 } Buddy, *BuddyPtr;

IndexTable table[INDEX_SIZE];//使用哈希表管理伙伴系統 int ready = 0;

//需要分配內存的時刻 intavailSpace;

//可分配空間大小 inttotalFragment = 0;

//總碎片大小

//函數：添加結點（形參為內存塊結點的信息）

void insert_node(inti, intinbase, int f, intocc, int frag, int d){ BuddyPtrnewnodePtr = NULL, prePtr = NULL, curPtr = NULL;

newnodePtr =(BuddyPtr)malloc(sizeof(Buddy));//分配結點 newnodePtr->base = inbase;newnodePtr->flag = f;newnodePtr->occupy = occ;newnodePtr->fragment = frag;newnodePtr->duetime = d;newnodePtr->nextPtr = NULL;

if(table[i].headPtr == NULL)

table[i].headPtr = newnodePtr;

else { curPtr = table[i].headPtr;prePtr = NULL;

//按地址順序插入內存塊

while(curPtr&&curPtr->base nextPtr;

}

if(prePtr == NULL){

//插在最前 newnodePtr->nextPtr = curPtr;

table[i].headPtr = newnodePtr;

}

else if(curPtr == NULL){

//插在最后 prePtr->nextPtr = newnodePtr;

}

else {

//插在中間 prePtr->nextPtr = newnodePtr;newnodePtr->nextPtr = curPtr;

－5－

}

} }

//函數：刪除結點

intdelete_node(inti, BuddyPtrdelPtr){ BuddyPtrprePtr = NULL, curPtr = NULL;intbasehold = delPtr->base;

curPtr = table[i].headPtr;

while(curPtr!= delPtr){ //尋找要刪除的結點的位置 prePtr = curPtr;curPtr = curPtr->nextPtr;

}

if(prePtr == NULL)

//要刪除的結點在最前

table[i].headPtr = curPtr->nextPtr;

else

//要刪除的結點不在鏈表的最前 prePtr->nextPtr = curPtr->nextPtr;

free(curPtr);

//釋放結點

return basehold;

//返回刪除的內存塊結點的基地址 }

//函數：伙伴系統的分配算法 void buddy_allocate(inttime_slice){ inti, j, size, due;int state = 0;

//分配狀態：0為未分配，1為已分配 intinbase, basehold;BuddyPtrcurPtr = NULL;

if(ready == time_slice){ //到達分配內存的時刻 printf(“Time %d:”, time_slice);

size = 1 + rand()% MAX_REQ_SIZE;

//申請使用內存的大小

due = MIN_DUE + rand()%(MAX_DUEsize;curPtr->duetime = due + ready;

//修改可系統分配空間和碎片大小 availSpace-= table[i].nodesize;totalFragment += curPtr->fragment;

state = 1;//標記已分配

break;

}

//空閑塊的大小剛大于申請大小的2倍

else { basehold = delete_node(i, curPtr);//刪除較大的空閑塊并保留其基地址 inbase = basehold + table[i].nodesize;

j = i;

//分割空閑塊

do {

j--;inbase-= table[j].nodesize;

//設置要添加內存塊結點的基地址 insert_node(j, inbase, UNUSED, 0, 0, 0);//添加較小的空閑塊 printf(“A block cut takes placen”);

} while(table[j].nodesize / size > 1);

//分配

insert_node(j, basehold, USED, size, table[j].nodesizesize;

state = 1;//標記已分配

}

}

//塊被占用，查看下一結點

else curPtr = curPtr->nextPtr;

}

}

} printf(“Allocated %d,Fragment %d,Due %dn”, size, totalFragment, ready+due);

－7－

}

else if((availSpace< size)&&((availSpace + totalFragment)>= size))printf(“Allocation failed because of fragment!n”);

else printf(“Allocation failed because of no enough unused space!n”);

ready +=(1 + rand()% OCCUPY_INTERVAL);//下次需要分配內存的時刻

} }

//函數：伙伴系統的回收算法 void buddy_retrieve(inttime_slice){ inti, basehold, dif;int f = 0;intModnext=0;BuddyPtrcurPtr = NULL, todelPtr = NULL;

//依次查找，并回收需要回收的塊

for(i = 0;i< INDEX_SIZE;i ++){

if(table[i].headPtr){ curPtr = table[i].headPtr;

while(curPtr){

if((curPtr->flag == USED)&&(curPtr->duetime == time_slice)){//需要回收

//修改可系統分配空間和碎片大小 availSpace += table[i].nodesize;totalFragment-= curPtr->fragment;

//回收為空閑塊 curPtr->flag = UNUSED;curPtr->occupy = 0;curPtr->fragment = 0;curPtr->duetime = 0;printf(“Time %d:Retrieve %d,Fragment %dn”, time_slice, table[i].nodesize, totalFragment);

} curPtr = curPtr->nextPtr;

}

}

}

//合并空閑塊

for(i = 0;i< INDEX_SIZE;i ++){

if(table[i].headPtr){

－8－ curPtr = table[i].headPtr;

while(curPtr&&curPtr->nextPtr){

//將地址連續且都為空閑的塊合并后加入下一級的鏈表中

if(curPtr->flag == UNUSED &&(curPtr->nextPtr)->flag == UNUSED){ dif =(curPtr->nextPtr)->base-curPtr->base;

Modnext =((int)(curPtr->nextPtr->base))%(2*table[i].nodesize);

if((dif == table[i].nodesize)&&(Modnext==0)){

//刪除兩個結點 todelPtr = curPtr;curPtr = curPtr->nextPtr;basehold = delete_node(i, todelPtr);todelPtr = curPtr;curPtr = curPtr->nextPtr;delete_node(i, todelPtr);insert_node(i+1, basehold, UNUSED, 0, 0, 0);//添加合并后的結點 printf(“Two blocks mergen”);

}

else curPtr = curPtr->nextPtr;

}

else curPtr = curPtr->nextPtr;

}

}

} }

//函數：伙伴系統的處理過程 void buddy_system(void){ inttime_slice = 0;

//在每個時間片內使用分配算法和回收算法

for(;time_slice< WORKTIME;time_slice ++){ buddy_allocate(time_slice);

//分配算法 buddy_retrieve(time_slice);

//回收算法

} }

int main(intargc, char *argv[]){ intmemory_size;

－9－ ini_index();

//初始化哈希索引表 srand(time(NULL));

//設置隨機數種子

//隨機產生需要管理的內存大小：512M ~ 1G

memory_size = MIN_MOMORY_SIZE + rand()% MIN_MOMORY_SIZE;printf(“The size of memory is:%dn”, memory_size);

int_system(memory_size);

//初始化伙伴系統

buddy_system();

//伙伴系統的處理過程

printf(“Time %d:System execution stops and the spaces are all freed.n”, WORKTIME);

free_system();

//釋放所有結點

system(“pause”);

return 0;}

4．2.設計一個虛擬存儲區和內存工作區，并使用下述算法計算訪問命中率。程序：

#include #include #include #define TRUE 1 #define FALSE 0 #define INVALID-1 #define NUL 0 #define total_instruction 320 //指令流長 #define total_vp 32

//虛頁長 #define clear_period 50

//清零周期

typedefstruct {

intpn;

//頁號 intpfn;

// 面號

int counter;

// 一個周期內訪問該頁面的次數 int time;

// time為訪問時間 }pl_type;pl_typepl[total_vp];//頁面結構數組

structpfc_struct{

//頁面控制結構 intpn,pfn;structpfc_struct *next;};typedefstructpfc_structpfc_type;

－10－

pfc_typepfc[total_vp],*freepf_head,*busypf_head,*busypf_tail;intdiseffect,a[total_instruction];int page[total_instruction], offset[total_instruction];/*

Name: void Lprintf(void)

Achieve: 格式控制 */ void Lprintf(void){ inti,j;printf(“|”);

for(i = 1;i<=6;i++)

{

for(j = 1;j<=9;j++)printf(“-”);

if(i!=6)printf(“+”);

} printf(“|n”);

} /*

Name: void initialize(inttotal_pf)

Achieve:初始化相關數據結構 */ void initialize(inttotal_pf){ inti;diseffect=0;

for(i=0;i

{ pl[i].pn=i;pl[i].pfn=INVALID;

//置頁面控制結構中的頁號，頁面為空

pl[i].counter=0;pl[i].time=-1;//頁面控制結構中的訪問次數為0，時間為-1

}

for(i=1;i

{ pfc[i-1 ].next=&pfc[i];pfc[i-1].pfn=i-1;//建立pfc[i-1]和pfc[i]之間的連接

}

pfc[total_pf-1].next=NUL;pfc[total_pf-1].pfn=total_pf-1;

freepf_head=&pfc[0];

//頁面隊列的頭指針為pfc[0] } /*

－11－ Name:void FIFO(inttotal_pf)

Achieve:先進先出法（Fisrt In First Out）*/

void FIFO(inttotal_pf){ inti,j;pfc_type *p;//中間變量

initialize(total_pf);//初始化相關頁面控制用數據結構

busypf_head=busypf_tail=NULL;//忙頁面隊列頭，隊列尾鏈接

for(i=0;i

if(pl[page[i]].pfn==INVALID)

//頁面失效

{

diseffect+=1;//失效次數

if(freepf_head==NULL)//無空閑頁面

{

p=busypf_head->next;

pl[busypf_head->pn].pfn=INVALID;

freepf_head=busypf_head;//釋放忙頁面隊列的第一個頁面

freepf_head->next=NULL;//表明還是缺頁*/

busypf_head=p;

}

p=freepf_head->next;

freepf_head->pn=page[i];

pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;

freepf_head->next=NULL;//使busy的尾為null

if(busypf_tail==NULL)

{

busypf_tail=busypf_head=freepf_head;

}

else

{

busypf_tail->next=freepf_head;

busypf_tail=freepf_head;

}

freepf_head=p;

} } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} /*

Name: void LRU(inttotal_pf)

Achieve: 最近最久未使用（Least Recently Used）*/

－12－ void LRU(inttotal_pf){ intmin,minj,i,j,present_time;//minj為最小值下標

initialize(total_pf);present_time=0;for(i=0;i

if(pl[page[i]].pfn==INVALID)//頁面失效

{

diseffect++;

if(freepf_head==NULL)//無空閑頁面

{

min=32767;//設置最大值

for(j=0;j

{

if(min>pl[j].time&&pl[j].pfn!=INVALID)

{

min=pl[j].time;

minj=j;

}

}

freepf_head=&pfc[pl[minj].pfn];

//空出一個單元

pl[minj].pfn=INVALID;

pl[minj].time=0;

freepf_head->next=NULL;

}

pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;//有空閑頁面,改為有效

pl[page[i]].time=present_time;

freepf_head=freepf_head->next;//減少一個free 頁面

}

else

{

pl[page[i]].time=present_time;//命中則增加該單元的訪問次數

present_time++;

} } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} /* Name:void OPT(inttotal_pf)

Achieve:最佳置換算法（Optimal）*/ void OPT(inttotal_pf){

－13－ inti,j, max,maxpage,d,dist[total_vp];pfc_type *t;initialize(total_pf);for(i=0;i

if(pl[page[i]].pfn==INVALID)

/*頁面失效*/

{

diseffect++;

if(freepf_head==NULL)

/*無空閑頁面*/

{

for(j=0;j

{

if(pl[j].pfn!=INVALID)

dist[j]=32767;

else

dist[j]=0;

}

for(j=0;j

{

if((pl[j].pfn!=INVALID)&&(dist[j]==32767))

{

dist[j]=j;

}

}

max=0;

for(j=0;j

if(max

{

max=dist[j];

maxpage=j;

}

freepf_head=&pfc[pl[maxpage].pfn];

freepf_head->next=NULL;

pl[maxpage].pfn=INVALID;

}

pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;

freepf_head=freepf_head->next;

} } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);} /*

Name: vodi LFU(inttotal_pf)

Achieve:最不經常使用法（Least Frequently Used）

－14－ */ void LFU(inttotal_pf)

{ inti,j,min,minpage;pfc_type *t;initialize(total_pf);for(i=0;i

if(pl[page[i]].pfn==INVALID)//頁面失效

{

diseffect++;

if(freepf_head==NULL)//無空閑頁面

{

min=32767;

//獲取counter的使用用頻率最小的內存

for(j=0;j

{

if(min>pl[j].counter&&pl[j].pfn!=INVALID)

{

min=pl[j].counter;

minpage=j;

}

}

freepf_head=&pfc[pl[minpage].pfn];

pl[minpage].pfn=INVALID;

pl[minpage].counter=0;

freepf_head->next=NULL;

}

pl[page[i]].pfn=freepf_head->pfn;//有空閑頁面,改為有效

pl[page[i]].counter++;

freepf_head=freepf_head->next;//減少一個free 頁面

}

else

{

pl[page[i]].counter;

pl[page[i]].counter=pl[page[i]].counter+1;

} } printf(“%6.3f”,1-(float)diseffect/320);}

int main(int){

intS,i;

－15－ srand((int)getpid());

for(i=0;i

{

S=(int)rand()%320;

a[i]=S;

//任選一指令訪問點

a[i+1]=a[i]+1;//順序執行一條指令

a[i+2]=(int)rand()%a[i+1];//執行前地址指令m'

a[i+3]=a[i+2]+1;//順序執行一條指令

a[i+4]=(int)rand()%(319-a[i+2]-1)+a[i+2]+2;//執行后地址指令

} for(i=0;i

{

page[i]=a[i]/10;

offset[i]=a[i]%10;}

printf(“FrametOPTtFIFOtLRUtLFU n”);for(i=4;i<=32;i++)//用戶內存工作區從4個頁面到32個頁面

{

printf(“%dt”,i);OPT(i);printf(“t”);

FIFO(i);printf(“t”);

LRU(i);

printf(“t”);

LFU(i);

printf(“n”);} system(“pause”);return 0;} 4.3 實現內存的slab分配器 程序: #include #include #include using namespace std;－16－

－17－

}

五、調試運行結果

－18－ 5.1 實現一個內存管理的伙伴算法

5.2設計一個虛擬存儲區和內存工作區，并使用下述算法計算訪問命中率。

－19－

5.3 實現內存的slab分配器

六、所遇問題及解決方法

1.在寫第一個程序的時候，對樹的合并在之前的學習中，有比較多的學習，數據結構中此程序有詳細的介紹，因此在編寫這個程序的時候，比較順利的完成了要求。但要求中需要產生一些隨機的數據，重新對隨機仿真函數進行回顧，最后較為順利的完成了程序。2.第二個程序，要求隨機產生一些數據，對srand()和rand()函數定義和產生指令序列，在進一步的學習中，完成了這些函數，仿真內存容量和虛存容量參數變化時的情形，對此不太熟悉，四個算法對要求較高，在完成算法的學習后，完成了程序。

3.第三個程序因不太理解其要求，上網搜尋了一些代碼，但對其最后的結果依然沒有得出，為此詢問了同學，但不知是否正確。

－20－

第三篇：北郵微波仿真實驗1

微波仿真實驗報告

學 院：電子工程學院 班 級 學 號： 姓 名： 班內序號：

微波仿真課作業1

1.了解ADS Schematic的使用和設置

2．在Schematic里，分別仿真理想電容20pF和理想電感5nH，仿真頻率為（1Hz-100GHz），觀察仿真結果，并分析原因。20pF理想電容

仿真圖

原因分析：史密斯原圖下半部分是容性，隨頻率增加，電容由開路點變到短路點，通高頻，阻低頻。5nH理想電感

仿真圖

原因分析：史密斯原圖上半部分是感性，隨頻率增加，電容由短路點變到開路點，阻高頻，通低頻。

3． Linecalc的使用

a)計算中心頻率1GHz時，FR4基片的50Ω微帶線的寬度

寬度為：2.9112mm b)計算中心頻率1GHz時，FR4基片的50Ω共面波導（CPW）的橫截面尺寸（中心信號線寬度與接地板之間的距離）

橫截面尺寸為：W=171.355mm，G=5mm，L=63.5mm

4．基于FR4基板，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長開路CPW線的性能參數，中心工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分析原因。

仿真圖

仿真圖分析： 1、1GHz時，為四分之一波長，開路阻抗變換后變為短路，2GHz時為二分之一波長，所以仍為開路；

2、由于損耗，因此反射系數變小，所以等反射系數圓的半徑也在變小。

5.基于FR4基板，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長短路CPW線的性能參數，中心工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。

仿真圖

仿真圖分析： 1、1GHz時，為四分之一波長，短路阻抗變換后變為開路，2GHz時為二分之一波長，所以仍為短路；

2、由于損耗，因此反射系數變小，所以等反射系數圓的半徑也在變小。分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 500MHz:Z0*（0.003+j0.001）2GHz：Z0*（0.012-j0.005）

6.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長開路線的性能參數，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。

仿真圖

分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線

500MHz:Z0*（0.003-j0.992）2GHz：Z0*（32.830-j1.603）理想傳輸線

500MHz:Z0*（1.000E-10-j1.000）2GHz：Z0*（2.000E10-j2.000E5）

分析：因為相對于理想傳輸線，微帶線有損耗產生誤差，反射系數一直變小。

擴展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。

分析：對于理想傳輸線，反射系數不變，而對于微帶線，由于存在損耗，反射系數會一直變小，因此其反射系數圓的半徑在一直變小。

7.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω四分之一波長短路線的性能參數，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。

仿真圖

分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線

500MHz:Z0*（0.009+j1.003）2GHz：Z0*（0.031+j0.002）理想傳輸線

500MHz:Z0*（5.551E-17+j1.000）2GHz：Z0*（8.284E-18-j1.000E-5）

分析：因為相對于理想傳輸線，微帶線有損耗產生誤差，反射系數一直變小。

擴展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。

分析：對于理想傳輸線，反射系數不變，而對于微帶線，由于存在損耗，反射系數會一直變小，因此其反射系數圓的半徑在一直變小。

8.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω二分之一波長開路線的性能參數，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。

仿真圖

分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線

500MHz:Z0*（0.016+j0.006）2GHz：Z0*（16.430-j0.798）理想傳輸線

500MHz:Z0*（5.000E-11-j6.123E-17）2GHz：Z0*（2.000E10-j2.000E5）

分析：因為相對于理想傳輸線，微帶線有損耗產生誤差，反射系數一直變小。擴展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。

分析：對于理想傳輸線，反射系數不變，而對于微帶線，由于存在損耗，反射系數會一直變小，因此其反射系數圓的半徑在一直變小。

9.分別用理想傳輸線和在FR4基片上的微帶傳輸線，仿真一段特性阻抗為50Ω二分之一波長短路線的性能參數，工作頻率為1GHz。仿真頻段（500MHz-3GHz）,觀察Smith圓圖變化，分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗，分析變化原因。

仿真圖

分別求出500MHz和2GHz的輸入阻抗： 微帶線

500MHz:Z0*（55.044-j19.301）2GHz：Z0*（0.061+j0.004）理想傳輸線

500MHz:Z0*（-1.000+j1.633E16）2GHz：Z0*（8.284E-18-j1.000E-5）

分析：因為相對于理想傳輸線，微帶線有損耗產生誤差，反射系數一直變小。

擴展仿真頻率（500MHz-50GHz），分析曲線變化原因。

分析：對于理想傳輸線，反射系數不變，而對于微帶線，由于存在損耗，反射系數會一直變小，因此其反射系數圓的半徑在一直變小。微波測量實驗中測得的幾個史密斯圓圖 四分之一開路微帶線

四分之一短路微帶線

二分之一開路微帶線

二分之一短路微帶線

微波仿真課作業2

1． 用一段理想四分之一波長阻抗變換器匹配10歐姆到50歐姆，仿真S參數，給出-20dB帶寬特性，工作頻率為1GHz。計算得，22.36歐姆

仿真S參數

計算分析：由圖計算-20dB帶寬為 1071-929=142MHz;且如仿真圖所示，在1GHz處回波損耗最低，實現阻抗匹配。2． 用一段FR4基片上四分之一波長阻抗變換器匹配10歐姆到50歐姆，仿真S參數，給出-20dB帶寬特性，工作頻率為1GHz，比較分析題1和題2的結果。

仿真S參數

由圖計算-20dB帶寬為1065-921=144MHz。

比較分析題1和題2的結果

分析，微帶線與理想傳輸線之間有一定的誤差：

1、如圖所示可以看出微帶線情況下，回波損耗最低點稍微偏離1GHz；

2、-20dB帶寬為144MHz大于理想傳輸線時的142MHz； 3、1GHz阻抗匹配時，微帶線時的回波損耗大于理想傳輸線。

3． 設計一個3節二項式匹配變換器，用于匹配10歐姆到50歐姆的傳輸線，中心頻率是1GHz，該電路在FR4基片上用微帶線實現，設計這個匹配變換器并計算

?m?0.1的帶寬，給出回波損耗和插入損耗與頻率的關系曲線，比較分析題2和題3的結果。

根據所學的理論知識，先依題意算出三節匹配微帶線的阻抗值,然后通過LineCalc計算出相應微帶線的長和寬，修改電路圖中MLIN的相關參數。

Z1=40.89Ω W=4.198480mm L=40.404500mm Z2=22.36Ω W=9.620970mm L=38.833700mm Z3=12.23Ω W=19.83080mm L=37.648400mm

插入損耗

?m?0.1的帶寬，即為-20dB帶寬，由圖計算得1325-680=645MHz；

比較分析題2和題3的結果，3節二項式匹配變換器匹配誤差更大：

1、如圖所示可以看出3節二項式匹配變換器匹配時回波損耗最低點明顯偏離1GHz；

2、-20dB帶寬為645MHz大于微帶線情況；

3、但1GHz阻抗匹配時，3節二項式匹配變換器時的回波損耗小于微帶線情況。

4． 題3中，若用3節切比雪夫匹配變換器實現，比較同樣情況下的帶寬，回波損耗和插入損耗與頻率的關系曲線，比較分析題3和題4結果。

根據所學的知識可以計算出切比雪夫變換器匹配的三個微帶線的阻抗，然后通過LineCalc計算出相應微帶線的長和寬，修改電路圖中MLIN的相關參數。Z1=35.94Ω

W=4.948710mm L=40.0910mm Z2=22.11Ω

W=9.6519mm L=38.8278mm Z3=13.55Ω

W=17.57710mm L=37.8241mm

仿真圖

插入損耗

?m?0.1的帶寬，即為-20dB帶寬，由圖計算得1485-534=951MHz；

比較分析題3和題4的結果，即二項式匹配變換器與切比雪夫匹配變換器：

1、切比雪夫匹配變換器的帶寬顯著增加；

2、切比雪夫匹配變換器回波損耗具有等波紋特性；

3、兩者的插入損耗差別不明顯。

5． 對于一個負載阻抗ZL=60-j80歐姆，利用Smith Chart Utility功能，分別設計并聯短路單枝節和并聯開路單枝節匹配，并將Smith Chart Utility給出的匹配結果在Schematic中仿真，給出1-3GHz的回波損耗與頻率的關系曲線，并給出?m?0.1的帶寬。并聯短路單枝節

計算并聯短路單枝節-20dB帶寬：1053-952=101MHz

并聯開路單枝節

計算并聯開路單枝節-20dB帶寬：1023-975=48MHz

6． 并聯雙枝節匹配電路，并聯雙枝節為開路，枝節之間相距λ/8，中心工作頻率為2GHz,利用理想傳輸線，給出1-3GHz的回波損耗與頻率的關系曲線，并給出?m?0.1的帶寬。并聯雙枝節, 枝節之間相距λ/8，中心工作頻率為2GHz

仿真

如圖在2GHz匹配

計算-20dB帶寬：2012-1988=24MHz

第四篇：北郵多媒體技術與應用期末考點

北郵《多媒體技術與應用》

期末考試知識點復習

什么是多媒體技術？簡述其主要特點。

多媒體技術就是計算機交互式綜合處理多種媒體信息──文本、圖形、圖象和聲音,使多種信息建立邏輯連接,集成為一個系統并具有交互性。特點：

1.集成性：媒體信息即聲音、文字、圖象、視頻等的集成。顯示或表現媒體設備的集成，即多媒體系統一般不僅包括了計算機本身而且還包括了象電視、音響、錄相機、激光唱機等設備。

2.實時性：多媒體系統中聲音及活動的視頻圖象，動畫等媒體是強實時的。多媒體系統提供了對這些時基媒體實時處理的能力。

3.交互性：多媒體計算機與其它象電視機、激光唱機等家用聲像電器有所差別的關鍵特征。普通家用聲像電器無交互性,即用戶只能被動收看,而不能介入到媒體的加工和處理之中。

多媒體技術發展經歷了哪幾個階段？其研究意義如何？

三個階段：啟蒙發展階段（80’），標準化階段(90-)，應用普及(2000-)研究意義：從人類歷史發展的角度看，人人之間的交流手段是推動社會發展的一個重要因素。多媒體技術的引入提高了工作效率，多媒體技術不僅是時代的產物，也是人類歷史發展的必然。從計算機發展的角度看，用戶和計算機的交互技術一直是推動計算機技術發展的重要動因。多媒體技術將文字、聲音、圖形、圖象集成為一體，獲取、存儲、加工、處理、傳輸一體化，使人機交互達到了最佳的效果。

多媒體技術的研究內容主要有哪些方面？ 數據編碼、壓縮/解壓算法與標準 多媒體數據存儲技術

多媒體計算機系統硬件與軟件平臺 多媒體系統軟件開發環境

多媒體數據庫與基于內容的檢索 超文本和Web技術 多媒體系統數據模型

多媒體通信與分布式多媒體系統

媒體分為哪幾類？簡述各類媒體與計算機系統的關系。

媒體是信息表示和傳輸的載體。CCITT對媒體分類：感覺媒體，表示媒體，表現媒體，存儲媒體，傳輸媒體。

多媒體信息存在和表現的形式主要有哪些？

正文：包括文字和數據

向量圖形：圖元組成的圖形

位圖圖象

數字化聲音和高保真音響

數字化視頻

光存儲技術原理是什么？其產品化形式是什么？

技術原理：改變一個存儲單元的性質，使其性質的變化反映出被存儲的數據;識別這種性質的變化, 就可以讀出存儲數據

產品化形式是由光盤驅動器和光盤片組成的光盤驅動系統

光盤系統的技術指標主要有哪些？各自含義如何？ 容量: 光盤盤片的容量

平均存取時間: 在光盤上找到需要讀寫信息的位置所需時間 數據傳輸率：1.從光盤驅動器送出的數據率,可以定義為單位時間內光盤的光道上傳送的數據比特數, 這與光盤轉速、存儲密度有關。2.指控制器與主機間的傳輸率, 它與接口規范、控制器內的緩沖器大小有關

光盤按照讀寫方式可以分成哪幾類？

CD-ROM只讀光盤 WORM一次寫多次讀光盤 Rewritable可重寫光盤

簡述CD-ROM和可擦寫光盤的工作原理。

CD-ROM：只讀光盤上的信息是沿著盤面螺旋形狀的信息軌道以凹坑和凸區的形式記錄的，它既可以記錄模擬信息(如Laser Vision系統)，也可以記錄數字信號(如CD-DA)。

可擦寫光盤：1.磁光式擦寫原理：當前國際上較流行的是磁光式，該盤普遍采用玻璃盤基上再加四層膜結構組成，它是以稀土—過渡金屬非晶體垂直磁化膜作為記錄介質光學膜和保護膜的多層夾心結構。2.相變式擦寫原理：利用記錄介質的兩個穩態之間的互逆相結構的變化來實現信息的記錄和擦除。兩種穩態是反射率高的晶態和反射率低的非晶態(玻璃態)。寫過程是把記錄介質的信息點從晶態轉變為非晶態。擦過程是寫過程的逆過程，即把激光束照射的信息點從非晶態恢復到晶態。

比較CD-ROM光盤Mode1格式與Mode2格式的異同，并指出它們分別存儲哪些數據。

相同之處：

這兩種方式的扇區首部都是12字節的同步碼(SYNC), 其前后為“00H”而中間10個字節存放“FFH”數據,緊接著的4個字節為地址字段, 或稱扇區頭(HEADER)，它采用分、秒、扇區號的制式確定地址標號, 地址字段中設置了MODE字節, 指明該扇區是哪種格式。不同之處：

用戶數據量不同：Model1為2048個字節, Mode2為2336個字節。

存貯數據的類型不同：Mode1用于存放對錯誤極為敏感的數據, 如計算機程序等;而Mode2用于存放對錯誤不太敏感的數據, 如聲音、圖象、圖形等。

Mode2的數據經過CIRC檢驗后的誤碼率為1/109, 對聲音、圖象類的數據可以不必做進一步校驗;而要滿足計算機數據誤碼率小于1/1012的要求, 則應對Mode1的數據作進一步校驗。

多媒體功能卡的作用主要是什么？具有代表性的多媒體功能卡有哪些？

作用：通過這些功能卡將計算機與各種外部設備相連,構成一個制作和播出多媒體系統的工作環境

具有代表性的多媒體功能卡：聲音卡、視頻卡

多媒體計算機的視頻處理芯片可分為哪幾類？ 可分為兩類：

一是專用固定功能的芯片，這類芯片主要圍繞數據壓縮標準JPEG，MPEG等開發的；

二是可編程的多媒體處理器，如Intel 750系列，TI公司的TMS320系列高效可編程多媒體處理器以及Philips和Sony共同開發的CD-I等產品。

第一塊集成JPEG算法的芯片是？CL550

簡述幾種常見觸摸屏的工作原理。紅外線觸摸屏：在屏幕四邊放置紅外發射管和紅外接收管，微處理器控制驅動電

路依次接通紅外發射管并檢查相應的紅外接收管，形成橫豎交叉的紅外線整列。能被感知的觸針可以是手指或其他任何不透明或者對光散射的透明物體。

請設計一種方法將電教教室中的投影幕布變成觸摸屏，簡述設計思路。圖象采集，對幕布圖像進行分析并匹配，在投影儀和幕布圖形之間形成一種協議來接受圖形中相應位置的操作。

多媒體計算機系統層次性結構如何劃分？

從上到下：多媒體應用軟件，多媒體開發與創作工具，多媒體系統軟件，多媒體驅動程序接口，多媒體驅動程序，多媒體硬件。

簡述CD-I系統的發展歷程。

CD-I系統是家用交互式多媒體系統, 它是Philips公司和Sony公司于1986年4月聯合推出的一種電視計算機或稱Smart TV系統。該系統把各種多媒體信息存放在容量為650MB的只讀光盤上,用戶可通過CD-I系統讀取光盤的內容來進行演播,光盤的數據使用CD-I格式存放。CD-I的正式商品于1991年面市, 用戶可以交互式地把家用電視機和計算機相連, 通過鼠標器、操縱桿、遙控器等裝置選擇人們感興趣的視聽節目進行播放, 是一種較好多媒體系統產品。

DVI-I型系統與DVI-II型系統的核心部件分別是什么？其系統軟件核心分別是什么？

DVIⅠ的核心部件是視頻象素處理器82750PA和視頻顯示處理器82750DA。系統軟件：AVSS。

DVIⅡ將這兩個芯片升級為82750PB和82750DB, 使運算速度提高了一倍。系統軟件：AVK。

VCD與DVD播放系統分別基于哪種視頻編碼技術？ VCD：MPEG-1編碼技術 DVD：MPEG-2編碼技術

多媒體開發和創作環境一般應具有哪些功能？ 提供編程的環境

超文本、超媒體和多媒體數據管理的功能 支持多媒體數據的輸入輸出 應用連接功能

數據和動畫制作功能 友好的用戶界面

多媒體創作工具主要有哪幾類？分別簡述每類的特點與代表性工具。

1、以卡或頁為基礎的創作工具

大多數以卡或頁為基礎的創作工具提供一種可以將對象連接于卡或頁的環境。一頁或一張卡便是數據結構中的一個節點，它類似于書的一頁或數據袋里一張卡片。這種頁或卡片上的數據比書上的一頁或數據袋里一張卡片的數據更多樣化。在卡或頁上的圖符很容易理解和使用。代表工具：ToolBook

2、以圖符為基礎,基于事件的創作工具

基于圖符的創作工具提供可視化的程序設計環境。設計之初須先用其他軟件來制作各種元素;然后在此系統中建立一個流程圖,在流程圖當中可以包括起始事件、分支、處理及結束等各種圖符;設計者可依流程圖將適當的對象從所謂的圖符庫按下拉至工作區內。這些圖符可以包括菜單條的選項、圖形、圖象、聲音及運算等;這個流程圖也是事先安排的次序, 同時也表示整個節目的邏輯藍圖;代表工具：Authorware。

3、以時間為基礎的創作工具

常見的一種多媒體編輯系統,常用于制作電影與卡通片的節目。大多是以時間軸來決定事件的順序與對象顯示上演的時段。這種時間關系可以許多頻道形式出現,以便安排多種對象同時呈現。這類系統中都會有一個控制播出的控制面板,它很象錄音機、錄放像機的控制板, 含有倒帶、倒退、停止、演出及快進等按鈕。

代表工具：Action!

4、以傳統程序語言為基礎的創作工具

精通編程的程序員對于多媒體編輯創作系統的限制及依賴工具箱產生對象的方式較不容易接受。因此,一方面保留傳統語言的特性,另一方面改進其程序設計環境成為可視化的操作系統。這樣程序員既可以用傳統的語言來編寫程序又可方便地使用媒體開發工具箱，使這些工具箱內的編碼可以直接被采用成為重用的編碼。

代表工具：Visual BASIC、Visual C++

5、其它專用的創作工具

Windows采用哪兩種不同的媒體控制接口（MCI）？簡述它們的不同之處。一是使用命令消息接口函數,直接控制MCI設備;二是使用命令字符串接口函數,基于文本接口或命令腳本來控制MCI設備。不同之處在于它們基本命令結構及其發送消息到設備的原理不同。命令消息接口使用消息控制MCI設備；命令字符串接口使用文本命令控制MCI設備。

什么是DirectShow? 為在Windows平臺上處理各種格式的媒體文件的回放、音視頻采集等高性能要求的多媒體應用提供了完整的解決方案。保證大量多媒體數據處理的高效性，音視頻同步，簡單方法處理復雜媒體源問題：文件、網絡、廣播電視等，處理多種媒體格式的問題，支持不可預知的硬件。

數字化表示多媒體信息相交于模擬方式表示優勢主要哪些？挑戰主要是什么？ 不會出現易出故障、常產生噪音和信號丟失、且拷貝過程中噪音和誤差逐步積累的缺點。適合數字計算機加工處理。挑戰：巨大的數據量。

簡述采樣定理。

僅當采樣頻率≥2倍的原始信號頻率時,才能保證采樣后信號可被保真地恢復為原始信號 人聽覺與說話的頻率范圍分別是什么？

聽覺：20Hz到20KHz。說話：20Hz到4KHz。

設量化精度為8b, 依據采樣定理，未經壓縮的情況下人講1分鐘話的數據量為多少？請寫出計算過程。

依據采樣定理, 設數字化精度為8b, 則1秒鐘信號量為64Kbits=8KB，人講1分鐘話的數據量為480KB

多媒體數據中主要存在著哪些數據冗余？空間冗余與時間冗余分別指的是什么？

空間冗余、時間冗余、信息熵冗余、結構冗余、知識冗余、視覺冗余、其它冗余。

空間冗余：這是靜態圖像中存在的最主要的一種數據冗余。在同一幅圖像中，規則物體和規則背景的表面物理特性具有相關性。即對同一景物表面上采樣點的顏色之間存在著空間連貫性。

時間冗余：序列圖像(電視圖像、動畫)和語音數據中所經常包含的冗余，一組連續的畫面之間往往存在著時間和空間的相關性。

請比較常用的幾種彩色空間。RGB彩色空間：

R，G，B分別代表紅(red)、綠(green)、藍(blue)三色。這是彩色最基本的表示模型

通過對R、G、B三個顏色通道的變化以及它們相互之間的疊加可得到各式各樣的顏色

HSI彩色空間 ：

這種模型中, 用H(Hue,色調)、S(Saturation,飽和度)、I(Intensity,光強度)3個分量來表示一種顏色, 這種表示更適合人的視覺特性。YUV彩色空間 ：

Y為亮度信號,U、V是色差信號(B-Y,R-Y)。PAL制式彩色空間即為YUV。優點是亮度和色差信號分離,容易使彩色電視系統與黑白電視信號兼容 YIQ彩色空間 ：

廣播電視系統另一種常用的亮度與色差分離的模型，NTSC制式彩色空間即為YIQ。Y是亮度, I和Q共同描述圖象的色調和飽和度。

設某種顏色的RGB取值為（108, 93, 86），RGB到YUV的變換矩陣為 , 求該種顏色在YUV空間下的取值。

根據解碼后數據與原始數據是否完全一致，數據壓縮方法劃分為哪兩類？每類分別給出兩個典型例子。

可逆編碼(無失真編碼)： 解碼圖象與原始圖象嚴格相同，壓縮大約在2:1到5:1之間。如Huffman編碼、算術編碼、行程長度編碼等。不可逆編碼(有失真編碼)：還原圖象與原始圖象存在一定的誤差，但視覺效果一般可以接受，壓縮比可以從幾倍到上百倍來調節。常用的有變換編碼和預測編碼。

在預測編碼中，編碼和傳輸的是什么？誤差來源主要是什么？ 編碼和傳輸的是這個采樣值的預測值與其實際值之間的差值。誤差來源：相鄰像素之間的相關性。

對信源X={x1,x2,…,x8}進行Huffman編碼，其中x1,x2,…,x8出現的概率分別為0.4，0.18，0.1，0.1，0.07，0.06，0.05，0.04。

JPEG中基于DCT的有失真壓縮編碼過程有哪幾步？簡述其工作原理。

離散余弦變換、量化處理、DC系數的編碼和AC系數的行程編碼、熵編碼

JPEG2000與JPEG相比有什么特點？

高壓縮率。無損壓縮。漸進傳輸。感興趣區域壓縮。

MPEG系列標準主要有哪些？各自主要應用有哪些？ MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4，MPEG-7，MPEG-21 MPEG-1用于CD-ROM存儲運動視頻圖像、數字電話網絡上的視頻傳輸。MPEG-2兼容MPEG-1還實現了低碼率和多聲道擴展用于廣播電視網有線電視網等。MPEG-4應用于數字電視、動態圖像、互聯網、實時多媒體監控、移動多媒體通信、Internet/Intranet上的視頻流與可視游戲、DVD上的交互多媒體等方面。

MP3音樂采用的是什么音頻壓縮技術？壓縮率如何？ MPEG Audio Player3。壓縮率達到1:10 到1:12

MPEG中將圖像分為哪3種類型？各自特點是什么？

I圖像，利用圖像自身的相關性壓縮，提供壓縮數據流中的隨機存取的點。P圖像，用最近的前一個I圖片（或P圖像）預測編碼得到（前向預測）。B圖像，B圖像在預測時，既可使用了前一個圖象作參照，也可使用下一個圖像做參照或同事使用前后兩個圖象作為參照圖像（雙向預測）。

MPEG標準在減少視頻圖像的時間冗余方面采用了什么方法？ 運動補償技術

相較于MPEG1與MPEG2，MPEG4最大的特點是什么？

MPEG-4更適于交互AV服務以及遠程監控,其設計目標使它具有更廣的適應性和可擴展性：MPEG-4傳輸速率可在4.8-64kbps之間,分辨率為176×144, 可以利用很窄的帶寬通過幀重建技術壓縮和傳輸數據。

H.26X系列標準主要有哪些？

Px64Kbps視頻編碼標準，H.263標準，H.264/AVC標準。

我國具有自主知識產權的音視頻壓縮標準是什么？ AVS標準

語音生成機構的模型由哪幾部分組成？ 聲源、共鳴機構、放射機構

對多媒體數據進行有效管理的方法有哪些？ 文件管理系統

建立特定的邏輯目錄

傳統的字符、數值數據庫管理系統 多媒體數據庫管理系統

超文本和超媒體

多媒體數據對數據庫的影響有哪些？

數據量大且媒體之間差異也極大,從而影響數據庫中的組織和存儲方法 媒體種類增多增加了數據處理困難

多媒體不僅改變了數據庫的接口,使其聲、文、圖并茂,而且也改變了數據庫的操作形式,其中最重要的是查詢機制和查詢方法。傳統的事務一般都是短小精悍,在多媒體數據庫管理系統中也應盡可能采用短事務。為保證播放不致中斷,MDBMS應增加這種處理長事務的能力 多媒體數據庫管理還有考慮版本控制的問題

簡述MDBMS的三種組織結構。集中型：

由一個MDBMS來管理和建立不同媒體的數據庫,并由這個MDBMS來管理對象空間及目的數據的集成。主從型：

由多個數據庫管理系統來組成, 每個數據庫管理系統之間有主從之分。協作型：

協作型MDBMS也是由多個數據庫管理系統來組成, 每個數據庫管理系統之間沒有主從之分。

MDBMS中擴展關系數據模型的策略有哪些？

1.使關系數據庫管理技術和操作系統中文件系統功能相結合, 實現對非格式化數據的管理。其主要方法是以存放非格式化數據的文件名代替。

2.將關系元組中格式化數據和非格式化數據裝在一起形成一個完整的元組,存放在數據頁面或數據頁面組中,統一管理(大系統采用)。

3.將元組中非格式化數據分成兩部分,一部分是格式化數據本身,另一部分是對非格式化數據的引用(小系統采用)。

基于內容的檢索技術的特點是什么？主要實現方法有哪些？ 特點：

1.從媒體內容中提取信息線索, 直接對媒體進行分析, 抽取特征(如基于表達式)。2.提取特征方法多種多樣。如圖象特征有形狀、顏色、紋理、輪廓等特征。

3.人機交互。人能迅速分辨要查找的信息, 但難以記住信息, 人工大量查詢費時、重復, 而這正是計算機的長處, 人機交互檢索可大大提高多媒體數據檢索的效率。

5.基于內容的檢索采用一種近似的匹配技術。

6.提取媒體對象內容屬性的方式一般有手工方式、自動方式和混合方式 方法：

一是基于傳統的數據庫檢索方法,即采用人工方法將多媒體信息內容并表達為屬性(關鍵詞)集合,再在傳統的數據庫管理系統框架內處理。這種方法對信息采用了高度抽象,留給用戶選擇余地小,查詢方式和范圍有所限制。

二是基于信號處理理論, 即采用特征抽取和模式識別的方法來克服基于數據庫方法的局限性,但全自動地抽取特征和識別時間開銷太大,并且過分依賴于領域知識,識別難度大。

簡述多媒體對通信的影響。(1)多媒體數據量

(2)多媒體實時性

(3)多媒體時空約束

(4)多媒體交互性(5)多媒體分布式處理和協同工作要求

什么叫多媒體網絡？

將多臺地理上分散的具有處理多媒體功能的計算機和終端通過高速通信線路互聯起來,以達到多媒體通信和共享多媒體資源的網絡。

衡量多媒體通信網QOS的性能指標主要有哪些？ 吞吐量，延時，延時抖動，錯誤率

分布式多媒體系統的基本特征有哪些？(1)多媒體集成性(2)(3)運行實時性

(4)操作交互性

(5)系統透明性

什么是CSCW系統？

CSCW是支持有著共同目標或共同任務的群體性活動的計算機系統，并且系統為共享的環境提供接口

典型的協作模型有哪些？ 對話模型

會議模型

過程模型

活動模型

分層抽象模型

DAVIC系統包括哪幾個部分？

一般包括5個部分(或稱實體)：內容提供者系統(CPS)、服務提供者系統(SPS)、服務消費者系統(SCS)以及連接它們的CPS-SPS傳輸系統和SPS-SCS傳輸系統。

第五篇：北郵軟交換技術與NGN第一次作業

一、單項選擇題（共5道小題，共100.0分）?

下面的H.248消息中，MGl為該呼叫分配的關聯域標識號是（）。MGl→MGC：

MEGACO/1 [10.54.250.43]:2944 P=369363687{C=386{ A=A0,A=A100000124{ M{O{MO=RC,RV=OFF,RG=OFF,nt/jit=40}, L{v=0 c=IN IP4 10.54.250.43 m=audio 18300 RTP/AVP 8}}}}} ?

? ? ? 369363687 386 A0 A100000124 知識第一次階段作業

點: 學生答[B;] 案: 得分: [20]

試題分

20.0

值: 提示:

以下消息中，被叫用戶的注冊賬號為()。INVITE Sip:watson @ bell-tel.com SIP/2.0 Via: SIP/2.0/UDP kton.bell-tel.com From: A.Bell(Sip: a.g.bell @ bell-tel.com)To: T.Watson(Sip: watson @ bell-tel.com);tag = 37462311 Call-ID: 3298420296 @ kton.bell-tel.com CSeq: 1 INVITE Contact: Sip: a.g.bell @ kton.bell-tel.com Content-Type: application/sdp Content-Length =…… v=0 o = Watson 4858949 4858949 IN IP4 192.1.2.3 s = I'm on my way c = IN IP4 kton.bell-tel.com m = audio 5004 RTP/AVP 0 3 ? ? ? ? a.g.bell @ bell-tel.com watson @ bell-tel.com 3298420296 @ kton.bell-tel.com watson @ boston.bell-tel.com 知識第一次階段作業

點: 學生答[B;] 案: 得分: [20]

試題分

20.0

值: 提示:

SIP協議網絡模型中，()能夠將用戶當前新的位置告訴請求方。

? ? ? ? 重定向服務器 代理服務器 定位服務器 注冊服務器

知識第一次階段作業

點: 學生答[A;] 案: 得分: [20]

試題分20.0

值: 提示:

G.723編碼數據的比特率采用6.3kb/s，每30ms傳送一次，在不考慮靜音壓縮和數據鏈路層頭部所占的帶寬的情況下，在IP網絡中傳送一路G.723話音所占的帶寬為()。

? ? ? ? 16.86kbit/s 64kb/s 6.3kb/s 15.86kbit/s 知識第一次階段作業

點: 學生答[A;] 案: 得分: [20]

試題分

20.0

值: 提示:

以下協議中，()協議主要用來在IP網絡中傳送電話網的信令。

? ? ? ? TCP RTP SCTP RTCP 知識第一次階段作業

點: 學生答[C;] 案: 得分: [20] 提示:

試題分

20.0

值: