計(jì)算機(jī)組成原理習(xí)題——帶答案

1、精品文檔第四章1一個(gè)容量為16KX 32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用 下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？1KX 4 位, 2KX 8 位, 4K X 4 位, 16KX 1 位, 4K X 8 位, 8KX 8 位地址線和數(shù)據(jù)線的總和 =14+32=46 根選 擇不同的-H-LJL心片時(shí),各需要的片數(shù)為:1K X4 :(16K X32 )/(1K X4 )=16X8 =128片2K X8 :(16K X32 )/(2K X8 )=8X4=32片4K X4 :(16K X32 )/(4K X4 )=4X8 =32片16K X1 :(16K X32 )/(16K X1 )

2、 =1X32=32片4K X8 :(16K X32 )/(4K X8 ) =4X4=16片8KX 8:( 16KX 32) /( 8KX 8)= 2 X 4 = 8 片2 .現(xiàn)有1024X 1的存儲(chǔ)芯片，若用它組成容量為16K X 8的存儲(chǔ)器。試求：（1）實(shí)現(xiàn)該存儲(chǔ)器所需的芯片數(shù)量？（2） 若將這些芯片分裝在若干塊板上，每塊板的容量為4K X 8位，該存儲(chǔ)器所 需的地址線總位數(shù)是多少？其中幾位用于選板？幾位用于選片？幾位用做片內(nèi) 地址？16K X 8=2X4 X 8,地址線為14根.4K X 8容量的板，共需要4塊板子.則14根地址線的最高2位用于板選（0011,第1塊板子第4塊板子）,4K*

3、8位=2A12*8位=12*1K*8位，也就 是在每塊板子內(nèi)需要 4*8個(gè)芯片,而每8個(gè)芯片組成8位,也就是位擴(kuò)展也就是說(shuō)需要4組, 則除了最高2位,剩余的12位中，有2位用于片選（0011,第一組第4組）也就是：2 位用于板選,2位用于片選，剩余的10位用于片內(nèi)地址選擇3.已知某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)8位，現(xiàn)采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作主存，其地址線為 16位，若 使用1K X 4的SRAM芯片組成該機(jī)所允許的最大主存空間，并采用存儲(chǔ)模塊結(jié) 構(gòu)形式。（1）若每塊模板容量為4K X 8位，共需多少塊存儲(chǔ)模板？（2）畫(huà)出一個(gè)模板內(nèi)各芯片的連接邏輯圖。解：（1）根據(jù)題干可知存儲(chǔ)器容量為 64KB，故共需16塊存儲(chǔ)模板。

4、4 .某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量16K X 8位，可選SRAM芯片的容量為4K X 4位；地址 總線A15Ao （低），雙向數(shù)據(jù)總線D7D0 （低），由R/W線控制讀/寫(xiě)。設(shè)計(jì)并 畫(huà)出該存儲(chǔ)器的邏輯圖，并注明地址分配、片選邏輯及片選信號(hào)的極性。D.i4Kx8%A|A24Kx8csA|A|24KxSAi ifcs?Al 訴 124Kx8Ai九cs5. 現(xiàn)有如下存儲(chǔ)芯片：2K X 1位的ROM、4K X 1位的RAM、8K X 1位的ROM。 若用它們組成容量為16KB的存儲(chǔ)器，前4KB為ROM，后12KB為RAM , CPU 的地址總線16位。(1) 各種存儲(chǔ)芯片分別用多少片？(2) 正確選用譯碼器及門(mén)

5、電路，并畫(huà)出相應(yīng)的邏輯結(jié)構(gòu)圖。(3) 指出有無(wú)地址重疊現(xiàn)象。解：(1)需要用2KX 1的ROM芯片16片，4KX 1的RAM芯片24片。不能使用8KX 1的ROM芯片，因?yàn)樗?大于ROM應(yīng)有的空間。(3)有重疊現(xiàn)象，因?yàn)榈刂肪€ A15、A14沒(méi)有參加譯碼。6. 用容量為16K X 1位的DRAM芯片構(gòu)成64KB的存儲(chǔ)器。(1) 畫(huà)出該存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)框圖。(2) 設(shè)存儲(chǔ)器的讀/寫(xiě)周期均為0.5g，CPU在1宙內(nèi)至少要訪存一次，試問(wèn)采 用哪種刷新方式比較合理？相鄰兩行之間的刷新間隔是多少？對(duì)全部存儲(chǔ)單元 刷新一遍所需的實(shí)際刷新時(shí)間是多少？解：(2)由于存儲(chǔ)器芯片規(guī)格為 16KX 1，所以其芯片內(nèi)部的

6、存儲(chǔ)矩陣是 128X 128的存儲(chǔ)矩陣。若采用集 中刷新方式，則死區(qū)為 0.5 X 128=64微秒，而CPU 1微秒至少訪存一次，長(zhǎng)達(dá) 64微秒的死區(qū)顯然不合理； 若采用分散刷新方式，則需要將系統(tǒng)存取周期增至 1微秒，降低了整機(jī)速度，且刷新過(guò)于頻繁。所以應(yīng)該采用異步刷新方式，假設(shè)允許的最大刷新間隔是2ms,則相鄰兩行刷新間隔為 2ms/128=15.625微秒，全部存儲(chǔ)單元刷新一遍實(shí)際時(shí)間0.5 X 128=64微秒。7. 某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量15KB ,其中固化區(qū)8KB，可選EPROM芯片為4KX8 ; 可隨機(jī)讀/寫(xiě)區(qū)7KB，可選SRAM芯片有：4KX4位、2KX4位、1KX4位。地址 總線

7、A15A0 （A0為最低位），雙向數(shù)據(jù)總線 D7D0 （D0為最低位），R/W控 制讀/寫(xiě)，MREQ為低電平時(shí)允許存儲(chǔ)器工作信號(hào)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并畫(huà)出該存儲(chǔ)器邏輯 圖，注明地址分配、片選邏輯、片選信號(hào)極性等。8. 某機(jī)地址總線16位A15A0 （A0為最低位），訪存空間64KB。外圍設(shè)備與 主存統(tǒng)一編址，I/O空間占用FC00FFFFH。現(xiàn)用2164芯片（64KX1）構(gòu)成主 存儲(chǔ)器，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)并畫(huà)出該存儲(chǔ)器邏輯圖， 并畫(huà)出芯片地址線、數(shù)據(jù)線與總線的連 接邏輯以及行選信號(hào)與列選信號(hào)的邏輯式，使訪問(wèn) I/O時(shí)不訪問(wèn)主存。動(dòng)態(tài)刷新 邏輯可以暫不考慮。AFiT/o空間nil noo oooo oooo mi mi

8、 1111 1111.可以看出舶切0恒沖1*所歆.上盤(pán)歷A10不全為1時(shí)為2右時(shí)地址仝間此時(shí)rlit戶(hù)生低電平片堤=CS - A15 * A14 * A13 * A12 * All * A10 *9. 設(shè)某機(jī)主存容量為4MB，Cache容量為16KB，每塊包含8個(gè)字，每字32位， 設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相聯(lián)映像（即Cache每組內(nèi)共有四個(gè)塊）的Cache組織，要求：（1） 畫(huà)出主存地址字段中各段的位數(shù)。（2）設(shè)Cache的初態(tài)為空，CPU依次從主存第0、1、2、99號(hào)單元讀出100個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序讀8次，問(wèn)命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，試問(wèn)有Cache和

9、無(wú)Cache相比，速度提高 多少倍？主存4MB.所以地址共22槍毎塊A8X4 = 32字節(jié)，JT以塊內(nèi)地址是5便.4塊為一鈕.所以粗內(nèi)抉地址是2恆+毎粗共32X4 = 1辭字 Cache為1&KB,共16KB / 12AB - 135個(gè)爼.所以俎地址丁程.主療可以井為倔/ 16KB = 2S61E所以區(qū)地址是日位8位區(qū)地址7位邑內(nèi)斡地址丄視銅旳塊卅址5悖塊內(nèi)地址(2)分析，由于CacM的初東是空的，所以CPU訪問(wèn)0號(hào)字單兀時(shí)來(lái)傷中此時(shí)fffflA CACHE的0 號(hào)楓 曲于Cache毎塊有8亍字.07號(hào)單元的內(nèi)容転調(diào)入伽皿故馬蛭訪問(wèn)L7號(hào)字單元時(shí)曲札以此類(lèi)掲主存第供1、2r 的號(hào)寧單元分別在供

10、1. 22塊中所以CPU第 遵訪問(wèn)0即號(hào)單元的過(guò)趨中，毎個(gè)塊第】C單元均不命中，故共有13次耒命申.而第二硼 第人芳訪悶時(shí)由于所有信息均呂調(diào)入皿h濟(jì)所議全部命中.侖中辜=(800 - 13) / 800 = 90.375*需要時(shí)同為t,則為問(wèn)一次主存弼要時(shí)間対61.沒(méi)有Cachft時(shí)*訪問(wèn)主存需時(shí)閭他 有g(shù)h亡時(shí)，訪問(wèn)主存的時(shí)同J6t * (L-96. 375),訪問(wèn) Cache的時(shí)間曲抑5%耳平均的門(mén)冋時(shí)而為*fit * (1-98. 375M) + 9B, J7Slt = L(J8125t房以，速度提麻為t6t / L 081251 * L5倍.第八章1. 分別用 RZ、NRZ、NRZ-1

11、、PE、FM、MFM和M午M制記錄方式記錄下述 數(shù)據(jù)序列，畫(huà)出寫(xiě)電流波形。(1) 1101101110110(2) 10101100110002. 若對(duì)磁介質(zhì)存儲(chǔ)器寫(xiě)入數(shù)據(jù)序列 10011，請(qǐng)畫(huà)出不歸零-1制、調(diào)相制、調(diào)頻 制、改進(jìn)的調(diào)頻制等記錄方式的寫(xiě)電流波形。3. 某磁盤(pán)組有六片磁盤(pán)，每片可有兩個(gè)記錄面，存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)徑為22cm，外徑為33cm,道密度40道/厘米，位密度400b/cm，轉(zhuǎn)速2400r/min。試問(wèn)：(1) 共有多少個(gè)存儲(chǔ)面可用？(2) 共有多少個(gè)圓柱面？(3) 整個(gè)磁盤(pán)組的總存儲(chǔ)容量有多少？(4) 數(shù)據(jù)傳送率是多少？(5) 如果某文件長(zhǎng)度超過(guò)一個(gè)磁道的容量，應(yīng)將它記錄在同一

12、存儲(chǔ)面上還是記 錄在同一圓柱面上？為什么？(6) 如果采用定長(zhǎng)信息塊記錄格式，直接尋址的最小單位是什么？尋址命令中精品文檔因?yàn)榈烂芏?40道/cm，所以40X5.5=220道，即220個(gè)圓柱面內(nèi)層磁道周長(zhǎng)為 2 n R=2X 3.14 X 11=69.08(cm)每道信息量=400 位/cm X69.08cm=27632 位=3454B每面信息量=3454BX 220=759880B盤(pán)組總?cè)萘?759880BX 10=7598800B(4) 磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率 Dr=rN, N為每條磁道容量，N=3454B,r為磁盤(pán)轉(zhuǎn)速,r=2400 轉(zhuǎn) /60 秒=40 轉(zhuǎn)/秒Dr=rN=40 X 3454B=

13、13816B/s(5) 應(yīng)記錄在同一個(gè)柱面上4某磁盤(pán)存儲(chǔ)器的轉(zhuǎn)速為3000r/min,共有4個(gè)盤(pán)面，5道/毫米，每道記錄信息12288B,最小磁道直徑為 230mm,共有275道。試問(wèn)：(1) 該磁盤(pán)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量是多少？(2) 最高位密度和最低位密度是多少？(3) 磁盤(pán)的數(shù)據(jù)傳送率是多少？(4) 平均等待時(shí)間是多少？CD 他雜的存儲(chǔ)容早拠君大？O存f謙零量=卡己錄.面魏 X 毎面甜F直嵌 * 磁逝崙量=4面 X 275 X 12260=135T 6800= V顯問(wèn)位鰹度和垠低位豳反分別足多少O往密度=逍容盪4-癱直周長(zhǎng)(2ttR )O最內(nèi)= 230mm 2=115mmO 巔外展磁遒半桎 F

14、fcm* = Rmin + 275/5 = 115 + 55 = 170mmO最商伐密度 =1空288于節(jié)+ 2yr Rmln = 17節(jié)fmm節(jié)于 2tt RrtW 1.5宇節(jié),mm宿應(yīng)血救擴(kuò)件鈿郴為壬；O 了U 囲盤(pán)施導(dǎo)居代 柿2* = 垂迢缶 韭 * 住途=x 504=6 4400于節(jié)丿杪于穴利卜im 尼 名士 琴o千嗎竽侍時(shí)w = i/a x=1/2 x 1/504=1/1=1Oms5. 某磁盤(pán)組有效盤(pán)面20個(gè)，每個(gè)盤(pán)面上有800個(gè)磁道。每個(gè)磁道上的有效記憶 容量為13000B,塊間隔235B，旋轉(zhuǎn)速度3000r/min。試問(wèn)：(1) 在該磁盤(pán)存儲(chǔ)器中，若以1000B為一個(gè)記錄，這樣，

15、一個(gè)磁道能存放10 個(gè)記錄。若要存放12萬(wàn)個(gè)記錄，需要多少個(gè)圓柱面(一個(gè)記錄不允許跨越多個(gè)磁道)？(2) 這個(gè)磁盤(pán)存儲(chǔ)器的平均等待時(shí)間是多少？(3) 數(shù)據(jù)傳送率是多少？6. 某磁盤(pán)格式化為24個(gè)扇區(qū)和20條磁道。該盤(pán)能按需要選擇順時(shí)針或逆時(shí)針 旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間為360ms,讀一塊數(shù)據(jù)的時(shí)間為1ms。該片上有3個(gè)文件： 文件A從磁道6、扇區(qū)1開(kāi)始占有2塊；文件B從磁道2、扇區(qū)5開(kāi)始占有5塊; 文件C從磁道5、扇區(qū)3開(kāi)始占有3塊。試問(wèn)：該磁盤(pán)的平均等待時(shí)間為多少？平均尋道時(shí)間是多少？若磁頭移動(dòng)和 磁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)不同時(shí)進(jìn)行，且磁頭的初始位置在磁道 0、扇區(qū)0,按順序C、B、A讀 出上述3個(gè)文件，總的時(shí)

16、間是多少？在相同的初始位置情況下， 讀出上述3個(gè)文 件的最短時(shí)間是多少？此時(shí)文件的讀出次序應(yīng)當(dāng)怎樣排列？第九章1.什么是中斷向量？中斷向量如何形成？向量中斷和非向量中斷有何差異？_解：中斷向量是抬向量中斷在中斷事件在提出中斷請(qǐng)求時(shí)，通過(guò)硬杵向主機(jī) 捉供的中斷向駅地址.中斷向業(yè)山中斷源的有茨碩件電路形成=向量中斷和非向 童中斷的區(qū)別在于：AT看是指那些中撕服務(wù)程序的入li地址是由中斷事件自已提 供的中斷后者是抬中斷事件不能n按捉供中斷脛務(wù)程序入口地址的中斷。2假設(shè)有1、2兩個(gè)設(shè)備，其優(yōu)先級(jí)為設(shè)備1設(shè)備2,若它們同時(shí)提出中斷請(qǐng)求,試說(shuō)明中斷處理過(guò)程，畫(huà)出其中斷處理過(guò)程示意圖，并標(biāo)出斷點(diǎn) 鮮：中斷處

17、理過(guò)栩示意圖見(jiàn)圖S-1 5 E2讖覇I i :R3.現(xiàn)有A、B、C、D共4個(gè)中斷源，其優(yōu)先級(jí)由高向低按 A、B、C、D順序排 列。若中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間為 20卩s,請(qǐng)根據(jù)下圖(圖1)所示時(shí)間軸給出 的中斷源請(qǐng)求中斷的時(shí)刻，畫(huà)出 CPU執(zhí)行程序的軌跡。I冊(cè)涪- m-D服務(wù)-A服務(wù)-丨*丨丨01020304()506070KO9BA請(qǐng)求講求諸求請(qǐng)求圖1中斷請(qǐng)求時(shí)間軸4. 設(shè)某機(jī)有5級(jí)中斷：L0、L1、L2、L3、L4，其中斷響應(yīng)優(yōu)先次序?yàn)椋篖0最高、L1次之、L4最低?，F(xiàn)在要求將中斷處理次序改為 L1 L3 LO L4 L2，試問(wèn)：(1) 各級(jí)中斷服務(wù)程序中的各中斷屏蔽碼應(yīng)如何設(shè)置(設(shè)每級(jí)對(duì)應(yīng)

18、一位，當(dāng)該位為“0”，表示中斷允許；當(dāng)該位為 “ 1”，表示中斷屏蔽)？(2) 若這5級(jí)同時(shí)都發(fā)出中斷請(qǐng)求，試畫(huà)出進(jìn)入各級(jí)中斷處理過(guò)程示意圖。解：(1 )務(wù)縊中斷服務(wù)稈斥中的乞屮斷屛蔽碼汝置如衣3所示 a-.iM * HQft1 A汕4ftLC1&1L1111a01Q0i0111aQ1015. 實(shí)現(xiàn)多重中斷應(yīng)具備何種條件？如有 A、B、C、D共4級(jí)中斷，A的優(yōu)先級(jí) 最高，B次之，D最低。如在程序執(zhí)行過(guò)程中，C和D同時(shí)申請(qǐng)中斷，該 先響應(yīng)哪級(jí)中斷？如正在處理該中斷時(shí)， A、B又同時(shí)有中斷請(qǐng)求，試畫(huà)出該多 級(jí)中斷處理的流程來(lái)。Q冷Q、尋IA I v r k- nH-f *罪 2I x j.w6. 簡(jiǎn)述DMA傳