第四章1. 一个容量为16Kx 32位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少？中选用以下不同规格的存储芯片时,各需要多少片？1KX4 位,2KX8 位,4KX4 位,16Kxi 位,4KX8 位,8KX8 位地址线和数据线的总和= 14+32= 46根选择不同的芯片时各需要的片数为: 1K X 4 :(16K X32) / (1K X 4 )=16X 8 =128片2K X8 :(16K X32) / (2K X 8 )=8X 4 =324K X 4 :(16K X32/ (4K X 4 )=4X 8 =3216K X 1 :(16K X32) / (16K X 1 )=1X 32 =324K X8 :(16K X32—/ (4K x 8 )=4X 4 =168Kx 8: ( 16KX 32) / ( 8KX 8) = 2 X4 = 8 片2,现有1024X1的存储芯片,假设用它组成容量为16Kx8的存储器.试求：〔1〕实现该存储器所需的芯片数量？〔2〕假设将这些芯片分装在假设干块板上,每块板的容量为4K X 8位,该存储器所需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用做片内地址？16K X 8=2A14 X 8,地址线为14根.4K X 8容量白^板,共需要4块板子.那么14根地址线的最高2位用于板选〔00〜11,第1块板子〜第4块板子〕,4K*8位=2人12*8位=12*1K*8位,也就是在每块板子内需要4*8个芯片,而每8个芯片组成8位,也就是位扩展.也就是说需要4组, 那么除了最高2位,剩余的12位中,有2位用于片选〔00〜11,第一组〜第4组〕.也就是：2 位用于板选,2位用于片选,剩余的10位用于片内地址选择.3.某计算机字长8位,现采用半导体存储器作主存,其地址线为16位,假设使用1KX4的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并采用存储模块结构形式. 〔1〕假设每块模板容量为4K X 8位,共需多少块存储模板？〔2〕画出一个模板内各芯片的连接逻辑图.解：〔1〕根据题干可知存储器容量为64KB,故共需16块存储模板.4.某半导体存储器容量16Kx8位,可选SRAM芯片的容量为4KX4位；地址总线A15〜A0 〔低〕,双向数据总线D7〜D0 〔低〕,由R/W线限制读/写.设计并画出该存储器的逻辑图,并注明地址分配、片选逻辑及片选信号的极性.5,现有如下存储芯片：2KX1位的ROM 、4KX1位的RAM 、8K X 1位的ROM . 假设用它们组成容量为16KB 的存储器,前4KB 为ROM ,后12KB 为RAM , CPU 的地址总线16位.(1)各种存储芯片分别用多少片？(2)正确选用译码器及门电路,并画出相应的逻辑结构图. (3)指出有无地址重叠现象.解：(1)需要用2Kx 1的ROM?片16片,4Kx 1的RAM 芯片24片.不能使用8Kx 1的ROMS 片,由于它 大于RO 也有的空间.(3)有重叠现象,由于地址线 A15、A14没有参加译码.6,用容量为16Kxi 位的DRAM 芯片构成64KB 的存储器. (1)画出该存储器的结构框图.(2)设存储器的读/写周期均为0.5的,CPU 在1巧内至少要访存一次,试问采 用哪种刷新方式比拟合理？相邻两行之间的刷新间隔是多少？对全部存储单元 刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：(2)由于存储器芯片规格为 16KX 1 ,所以其芯片内部的存储矩阵是 128X 128的存储矩阵.假设采用集 中刷新方式,那么死区为 0.5 X 128=64微秒,而CPU 1微秒至少访存一次,长达 64微秒的死区显然不合理； 假设采用分散刷新方式,那么需要将系统存取周期增至 1微秒,降低了整机速度,且刷新过于频繁.所以应该 采用异步刷新方式,假设允许的最大刷新间隔是2ms,那么相邻两行刷新间隔为 2ms/128=15.625微秒,全部#t ：4Kx4/4：81 存律如可奈必OFFFH4KM 4 4Kx41QWH 1FFFH4K X 4 4Kx42FFFH4Kx4 4Kx430WH 3FFFH4Kx4 4Kx44Kx8 4Kx8 4Kx8 4Kx8CS LI CS]〞】2 I AA|jA[217存储单元刷新一遍实际时间0.5 X 128=64微秒.7 .某半导体存储器容量15KB ,其中固化区8KB ,可选EPROM芯片为4KX8 ; 可随机读/写区7KB,可选SRAM芯片有：4KX4位、2KX4位、1KX4位.地址总线A15〜A o 〔A.为最低位〕,双向数据总线D7〜D O 〔D O为最低位〕,R/W控制读/写,MREQ为低电平时允许存储器工作信号.请设计并画出该存储器逻辑图,注明地址分配、片选逻辑、片选信号极性等.8.某机地址总线16位A15〜A o 〔A o为最低位〕,访存空间64KB.外围设备与主存统一编址,I/O空间占用FCoo〜FFFFH.现用2164芯片〔64KX1〕构成主存储器,请设计并画出该存储器逻辑图, 并画出芯片地址线、数据线与总线的连接逻辑以及行选信号与列选信号的逻辑式,使访问I/O时不访问主存.动态刷新逻辑可以暂不考虑.解,1/0空间为1111 1100 0000 0000〜1111 1111 mi llll.可以着出,A15〜AIO恒为1,所以,当A1B〜A10不全为1时为主存的地址空间.此时应产生低电平片选ICS = A15 * A14 * A13 * A12 ♦ All ♦ A10 + MREQ9.设某机主存容量为4MB, Cache容量为16KB,每块包含8个字,每字32位, 设计一个四路组相联映像〔即Cache每组内共有四个块〕的Cache组织,要求：〔1〕画出主存地址字段中各段的位数.〔2〕设Cache的初态为空,CPU依次从主存第.、1、2、…、99号单元读出1oo 个字〔主存一次读出一个字〕,并重复按此次序读8次,问命中率是多少？〔3〕假设Cache的速度是主存的6倍,试问有Cache和无Cache相比,速度提升多少倍？解：(D主存容量4MB,所以地址共22位.每块为8X4 = 32字节,所以块内地址是5位.4块为一斑,所以蛆内块地址是2位.每组共32X4 = 128字节.Cxhe为16KB,共16KB / 12BB = 128个组.所以组地址7位.主存可以分为4MB / 16KB = 256个区.所以区地址是8位.⑵分析工由于Cache的初态是空的,所以CPU访问0号字单元时未命中.此时需调入CACHE的0 号块,由于皿he每块有8个字,0〜7号单元的内容被调人Cacha故后模访问1〜7号字单元时俗中.以此类推,主存第0、K 2…、99号字单元分别在0. K 2….12块中,所以例第一?访问口〜99号单元的过程中,每个块第1个单元均不命中,故共有13次未命中,而第二遍到第八迫访问时由于所有信息均已调入Cache,所以全部命中.命中率=(800 - 13) / 800 = 9S.375%(3)设访同一次Cocbe需要时间为t,那么访问一次主存褥要时间为6t.没有Cache时,访问主存需时间6t；有Cache时,访问主存的时间是6t * (1T8. 375帽,访问Cache的时间90.375Mt,平均的访问时但为工6t * (1-98. 37南 + 9s. 375U = 1, 08125t所以,速度提升为16t / L 08125t-5. 5倍.第八章1,分别用RZ、NRZ、NRZ-1、PE、FM、MFM和M2FM制记录方式记录下述数据序列,画出写电流波形.(1)1101101110110(2)10101100110002.假设对磁介质存储器写入数据序列10011,请画出不归零-1制、调相制、调频制、改良的调频制等记录方式的写电流波形.3.某磁盘组有六片磁盘,每片可有两个记录面,存储区域内径为22cm,外径为33cm,道密度40道/厘米,位密度400b/cm,转速2400r/min.试问：(1)共有多少个存储面可用？(2)共有多少个圆柱面？(3)整个磁盘组的总存储容量有多少？(4)数据传送率是多少？(5)如果某文件长度超过一个磁道的容量,应将它记录在同一存储面上还是记录在同一圆柱面上？为什么？(6)如果采用定长信息块记录格式,直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中如何表示磁盘地址？(1)6 X 2-2=10 (面)有10个存储面可用,由于最上和最下两个面不能用.(2)有效存储区域=16.5-11=5.5(cm)[ 由于道密度=40道/cm ,所以40X5.5=220道,即220个圆柱面(3)内层磁道周长为2 n R=2X 3.14 X 11=69.08(cm)每道信息量=400 位/cmX69.08cm=27632 位=3454B每面信息量=3454BX 220=759880B(4)磁盘数据传输率Dr=rN, N为每条磁道容量, N=3454B,「为磁盘转速,r=2400 转/60 秒=40 车^/秒D「二卅二4O3454B= 13816B/S(5)应记录在同一个柱面上4.某磁盘存储器的转速为3000r/min,共有4个盘面,5道/毫米,每道记录信息12288B,最小磁道直径为230mm,共有275道.试问：(1)该磁盘存储器的存储容量是多少？(2)最高位密度和最低位密度是多少？(3)磁盘的数据传送率是多少？(4)平均等待时间是多少？① 磁性的存储容亟为求大？.存候存量=工己关面线 X 等面段道数 X 磁道容量=4JS X 275道X 122日8字节=135163□□字节@最高位畲度和最低位畲皮分别是多少丫.住密度二遒容量-磁遒周长(2-n-R )O最内半彳至Fl m1n = 230mm +2 = 113mm.最少卜层磁道平槎R EAM = %加+ 275/5 = 115-1-55 = 17OmmO靛高位密度=117288字节 + 2TT R mln = 17字节/rnrn.最彳氐住密度=F2N88字节 -2TT=11.5字节/mm但碎金绽加仕领聿为实少望O 早盘委t9不号痴■金乎=寿遂年至武葬军建=1 N28H x 50转/秒=4400字节/充少卡均方彳寻H寸产□是安少 WO乎均等相即上「可=1 /N = 1 /尊李T卷=3/2 * 1/BQ#李/砂=1/100^ =-1 Oms5.某磁盘组有效盘面20个,每个盘面上有800个磁道.每个磁道上的有效记忆容量为13000B,块间隔235B,旋转速度3000r/min.试问：(1)在该磁盘存储器中,假设以1000B为一个记录,这样,一个磁道能存放10个记录.假设要存放12万个记录,需要多少个圆柱面(一个记录不允许跨越多个磁道)？(2)这个磁盘存储器的平均等待时间是多少？(3)数据传送率是多少？6.某磁盘格式化为24个扇区和20条磁道.该盘能按需要选择顺时针或逆时针旋转,旋转一圈的时间为360ms,读一块数据的时间为1ms.该片上有3个文件：文件A从磁道6、扇区1开始占有2块；文件B从磁道2、扇区5开始占有5块; 文件C从磁道5、扇区3开始占有3块.试问：该磁盘的平均等待时间为多少？平均寻道时间是多少？假设磁头移动和 磁盘转动不同时进行,且磁头的初始位置在磁道 0、扇区0,按顺序C 、B 、A 读 出上述3个文件,总的时间是多少？在相同的初始位置情况下, 读出上述3个文 件的最短时间是多少？此时文件的读出次序应当怎样排列？第九章1 .什么是中断向量？中断向量如何形成？向量中断和非向量中断有何差异？解;中断向量是指向量中断在中断事件在提出中断请求时,通过硬件向主机 提供的中断向量地址.中断向量由中断源的有关硬件也路形成.向量中断和非向 盘中嘶的区别在于：前者始指那些中断效劳程序的入口地址是由中断事件自己提 供的中断;后者是指中断事件不能直接提供中断效劳程序入口地址的中断.2 .假设有1、2两个设备,其优先级为设备1＞设备2,假设它们同时提出中断请求,试说明中断处理过程,画出其中断处理过程示意图,并标出断点.解；中财处理过程不意图见图5.3 .现有A 、B 、C 、D 共4个中断源,其优先级由高向低按 A 、B 、C 、D 顺序排 列.假设中断效劳程序的执行时间为 20 pS,请根据以下图(图1)所示时间轴给出 的中断源请求中断的时刻,画出 CPU 执行程序的轨迹.口效劳-C 效劳- R 效劳「 A 效劳-ithiiiiiiiitiO IO 20 30 40 50 6力 70 RO OQ I OO I IO i 20 I 30 3 40 f/pst t t t日与CDB A请求 请求请求消求珈门投序;因芾।iW- il 话■ N iW图1中断请求时间轴FF 都* 一■ *,1 f f J iv ry . in .i4.设某机有5级中断：L0、L1、L2、L3、L4 ,其中断响应优先次序为：L0最高、L1次之、……、L4最低.现在要求将中断处理次序改为L1 — L3一L0一L4一L2 ,试问：(1)各级中断效劳程序中的各中断屏蔽码应如何设置(设每级对应一位,当该位为“0〞,表示中断允许；当该位为“1〞,表示中断屏蔽)？(2)假设这5级同时都发出中断请求,试画出进入各级中断处理过程示意图.解：(1 )各级中断效劳程序中的各中蜥屏蔽码设置如去g-3所示5,实现多重中断应具备何种条件？如有A、B、C、D共4级中断,A的优先级最高,B次之,……,D最低.如在程序执行过程中,C和D同时申请中断, 该先响应哪级中断？如正在处理该中断时, A、B又同时有中断请求,试画出该多级中断处理的流程来.6.简述DMA传送的工作过程.解.DWA传送的工作过程为：①DMA地处理：在闻A传送之前必须要做准备工作.即初始化.CPU首先执行几条I/U指令,用于试外设的状态,向DMA限制器的有关存放器设置初值. 设置传送方向.启动该外部设番等.在这些工作完成之后,CPU继续执行原来的程序.由外设向TMA限制需发DMA请求.再由DMA限制器向CPU发息续请求.② 数据传送：DMA的数据传送叫以单字11 4或字〕为根本单位,也可以数据块为根本单位.③DMA后处理：当传送长度计数器计到0时,DMA操作结束.DMA限制器向CPU 发中断请求,CP1停止原米程序的执行.转去执行中断效劳程序做网4结束处理工作,。