計(jì)算機(jī)組成原理習(xí)題——4+8+9章帶答案

1、第四章1一個(gè)容量為16K×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？1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位地址線和數(shù)據(jù)線的總和 = 14 + 32 = 46根；選擇不同的芯片時(shí)，各需要的片數(shù)為：1K×4：（16K×32） / （1K×4） = 16×8 = 128片2K×8：（16K×32） / （2K×8） = 8×4 = 32片4K×4：（16K&#

2、215;32） / （4K×4） = 4×8 = 32片16K×1：（16K×32）/ （16K×1） = 1×32 = 32片4K×8：（16K×32）/ （4K×8） = 4×4 = 16片8K×8：（16K×32） / （8K×8） = 2×4 = 8片2現(xiàn)有1024×1的存儲(chǔ)芯片，若用它組成容量為16K×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×8位，該

3、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×8=214×8,地址線為14根.4K×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*8位212*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1

4、K×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×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某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量16K×8位，可選SRAM芯片的容量為4K×4位；地址總線A15A0（低），雙向數(shù)據(jù)總線D7D0（低），由R/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。5現(xiàn)有如下存儲(chǔ)芯片：2K×1位的ROM、4K×1位的RAM、8K×1位的ROM。若

5、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)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2K×1的ROM芯片16片，4K×1的RAM芯片24片。不能使用8K×1的ROM芯片，因?yàn)樗笥赗OM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×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0.5µs，CPU在1µs

6、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16K×1，所以其芯片內(nèi)部的存儲(chǔ)矩陣是128×128的存儲(chǔ)矩陣。若采用集中刷新方式，則死區(qū)為0.5×128=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

7、15;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4K×8 ；可隨機(jī)讀/寫(xiě)區(qū)7KB，可選SRAM芯片有：4K×4位、2K×4位、1K×4位。地址總線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?，F(xiàn)用2164芯片（64K×1）構(gòu)成主存儲(chǔ)器

8、，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。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和無(wú)Cache相比，速度提高多少倍 ？第八章1分

9、別用RZ、NRZ、NRZ-1、PE、FM、MFM和M2FM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-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

10、一存儲(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？尋址命令中如何表示磁盤(pán)地址？(1)6×2210（面）有10個(gè)存儲(chǔ)面可用，因?yàn)樽钌虾妥钕聝蓚€(gè)面不能用。(2)有效存儲(chǔ)區(qū)域=16.5-11=5.5(cm)  因?yàn)榈烂芏?40道/cm，所以40×5.5=220道，即220個(gè)圓柱面 (3)內(nèi)層磁道周長(zhǎng)為2R=2×3.14×11=69.08(cm)  每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B  每面信息量=3454B×220=

11、759880B  盤(pán)組總?cè)萘?759880B×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=40×3454B=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？5某磁盤(pán)

12、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，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)

13、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)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？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)。3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20s，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 。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L(zhǎng)1L3L0L4L2，試問(wèn)：（1）各級(jí)中斷服務(wù)程序中的各中斷