計(jì)算機(jī)組成原理習(xí)題課1

1、1計(jì)算機(jī)使用總線結(jié)構(gòu)便于增減外設(shè)，同時(shí)計(jì)算機(jī)使用總線結(jié)構(gòu)便于增減外設(shè)，同時(shí)_。 A減少了信息傳輸量減少了信息傳輸量 B提高了信息的傳輸速度提高了信息的傳輸速度 C減少了信息傳輸線的條數(shù)減少了信息傳輸線的條數(shù) D. 加重了加重了CPU的工作量的工作量答案：答案：C2總線中地址線的作用是總線中地址線的作用是_。 A. 只用于選擇存儲器單元只用于選擇存儲器單元 B. 由設(shè)備向主機(jī)提供地址由設(shè)備向主機(jī)提供地址 C用于選擇指定存儲器單元和用于選擇指定存儲器單元和I/O設(shè)備接口電路的地址設(shè)備接口電路的地址答案：答案：C3. 在三種集中式總線控制中，在三種集中式總線控制中，_方式響應(yīng)時(shí)間最快。方式響應(yīng)時(shí)間最

2、快。 A鏈?zhǔn)讲樵冩準(zhǔn)讲樵?B計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 C獨(dú)立請求獨(dú)立請求答案：答案：C第三章第三章 系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線4在三種集中式總線控制中獨(dú)立請求方式響應(yīng)時(shí)間最快，是在三種集中式總線控制中獨(dú)立請求方式響應(yīng)時(shí)間最快，是以以_代價(jià)的。代價(jià)的。 A增加仲裁器的開銷增加仲裁器的開銷 B增加控制線數(shù)增加控制線數(shù) C增加仲裁器的開銷和增加控制線數(shù)增加仲裁器的開銷和增加控制線數(shù) D. 增加總線占用時(shí)間增加總線占用時(shí)間答案：答案：B 6. 三種集中式總線控制中，三種集中式總線控制中，_方式對電路故障最敏感方式對電路故障最敏感 A. 鏈?zhǔn)讲樵冩準(zhǔn)讲樵?B計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢 C獨(dú)立請求獨(dú)立請求答案

3、：答案：A 7在計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式下，若每次計(jì)數(shù)從上一次計(jì)數(shù)的終止在計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式下，若每次計(jì)數(shù)從上一次計(jì)數(shù)的終止點(diǎn)開始，則點(diǎn)開始，則_。 A設(shè)備號小的優(yōu)先級高設(shè)備號小的優(yōu)先級高 B每個(gè)設(shè)備使用總線的機(jī)會相等每個(gè)設(shè)備使用總線的機(jī)會相等 C設(shè)備號大的優(yōu)先級高設(shè)備號大的優(yōu)先級高答案：答案：B8在計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式下，若計(jì)數(shù)從在計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式下，若計(jì)數(shù)從0開始，則開始，則_。 A設(shè)備號小的優(yōu)先級高設(shè)備號小的優(yōu)先級高 B每個(gè)設(shè)備使用總線的機(jī)會相等每個(gè)設(shè)備使用總線的機(jī)會相等 C設(shè)備號大的優(yōu)先級高設(shè)備號大的優(yōu)先級高答案：答案：A9在獨(dú)立請求方式下，若有在獨(dú)立請求方式下，若有N個(gè)設(shè)備，則個(gè)設(shè)備，則_

4、。 A有一個(gè)總線請求信號和一個(gè)總線響應(yīng)信號有一個(gè)總線請求信號和一個(gè)總線響應(yīng)信號 B有有N個(gè)總線請求信號和個(gè)總線請求信號和N個(gè)總線響應(yīng)信號個(gè)總線響應(yīng)信號 C有一個(gè)總線請求信號和有一個(gè)總線請求信號和N個(gè)總線響應(yīng)信號個(gè)總線響應(yīng)信號答案：答案：B10在鏈?zhǔn)讲樵兎绞较拢粲性阪準(zhǔn)讲樵兎绞较?，若有N個(gè)設(shè)備，則個(gè)設(shè)備，則 A有有N條總線請求線條總線請求線 B無法確定有幾條總線請求線無法確定有幾條總線請求線 C只有一條總線請求線只有一條總線請求線答案：答案：C16總線通信中的同步控制是總線通信中的同步控制是_。 A只適合于只適合于CPU控制的方式控制的方式 B由統(tǒng)一時(shí)序控制的方式由統(tǒng)一時(shí)序控制的方式 C只適合

5、于外圍設(shè)備控制的方式只適合于外圍設(shè)備控制的方式 D. 所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式所有指令執(zhí)行時(shí)間都相同的方式答案：答案：B23總線的異步通信方式總線的異步通信方式_。 A不采用時(shí)鐘信號，只采用握手信號不采用時(shí)鐘信號，只采用握手信號 B既采用時(shí)鐘信號，又采用握手信號既采用時(shí)鐘信號，又采用握手信號 C既不采用時(shí)鐘信號，又不采用握手信號既不采用時(shí)鐘信號，又不采用握手信號答案：答案：A24. 信息只用一條傳輸線，且采用脈沖傳輸?shù)姆绞椒Q為信息只用一條傳輸線，且采用脈沖傳輸?shù)姆绞椒Q為_。 A. 串行傳輸串行傳輸 B.并行傳輸并行傳輸 C. 并串行傳輸并串行傳輸 D. 分時(shí)傳輸分時(shí)傳輸答案：答案：A25.

6、 信息可以在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸?shù)目偩€屬于信息可以在兩個(gè)方向上同時(shí)傳輸?shù)目偩€屬于_。 A. 單工總線單工總線 B. 半雙工總線半雙工總線 C. 全雙工總線全雙工總線 D. 單向總線單向總線答案：答案：C28. 異步串行通信的主要特點(diǎn)是異步串行通信的主要特點(diǎn)是_。 A. 通信雙方不需要同步通信雙方不需要同步 B. 傳送的每個(gè)字符是獨(dú)立發(fā)送的傳送的每個(gè)字符是獨(dú)立發(fā)送的 C. 字符之間的間隔時(shí)間應(yīng)相同字符之間的間隔時(shí)間應(yīng)相同 D. 傳送的數(shù)據(jù)中不含控制信息傳送的數(shù)據(jù)中不含控制信息答案：答案：B29. 在在_計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，外設(shè)可以和主存儲器單元統(tǒng)一編址。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，外設(shè)可以和主存儲器單元統(tǒng)一編址。 A

7、. 單總線單總線 B. 雙總線雙總線 C. 三總線三總線 D. 以上三種都可以以上三種都可以答案：答案：A30. 在采用在采用_對設(shè)備編址時(shí)，不需要專門的對設(shè)備編址時(shí)，不需要專門的I/O指令組。指令組。 A. 統(tǒng)一編址法統(tǒng)一編址法 B. 單獨(dú)編址法單獨(dú)編址法 C. 兩者都是兩者都是 D.兩者都不是兩者都不是答案：答案：A31. 在微型機(jī)系統(tǒng)中，外圍設(shè)備通過在微型機(jī)系統(tǒng)中，外圍設(shè)備通過_與主板的系統(tǒng)總線相與主板的系統(tǒng)總線相連接。連接。 A. 適配器適配器 B. 設(shè)備控制器設(shè)備控制器 C. 計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器 D. 寄存器寄存器答案：答案：A3.14 假設(shè)總線的時(shí)鐘頻率為假設(shè)總線的時(shí)鐘頻率為8MHz，一

8、個(gè)總線周期等于一個(gè)時(shí)，一個(gè)總線周期等于一個(gè)時(shí)鐘周期。若在一個(gè)總線傳輸周期可并行傳送鐘周期。若在一個(gè)總線傳輸周期可并行傳送16位的數(shù)據(jù)，求該位的數(shù)據(jù)，求該總線的帶寬?？偩€的帶寬。解：解： 數(shù)據(jù)傳輸率（總線帶寬）：數(shù)據(jù)傳輸率（總線帶寬）： 每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（MBpsMBps） 1 1個(gè)總線周期個(gè)總線周期 = = 1 1個(gè)時(shí)鐘周期個(gè)時(shí)鐘周期 = 1/8 = 0.125 = 1/8 = 0.125 s s 1 1個(gè)總線周期個(gè)總線周期 傳送傳送 1616位位 = = 2B （字節(jié)）（字節(jié)） 故總線出輸率為：故總線出輸率為： 2B *（1 / 0.125 s s ）= 16 MB

9、ps 或求：或求： 2B*8 = 16 MBps3.15 在一個(gè)在一個(gè)32位的總線系統(tǒng)中，總線時(shí)鐘頻率為位的總線系統(tǒng)中，總線時(shí)鐘頻率為66MHz，假，假設(shè)總線最短傳輸周期為設(shè)總線最短傳輸周期為4個(gè)時(shí)鐘周期，試計(jì)算總線的最大數(shù)據(jù)個(gè)時(shí)鐘周期，試計(jì)算總線的最大數(shù)據(jù)傳輸率。若想提高傳輸率，可采取什么措施？傳輸率。若想提高傳輸率，可采取什么措施？解：解： 數(shù)據(jù)傳輸率（總線帶寬）：數(shù)據(jù)傳輸率（總線帶寬）： 每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（每秒傳輸?shù)淖畲笞止?jié)數(shù)（MBps） 1個(gè)總線周期個(gè)總線周期 = 4個(gè)時(shí)鐘周期個(gè)時(shí)鐘周期 = 4* 1/66= 0.06 s 1個(gè)總線周期個(gè)總線周期 傳送傳送 32位位 = 4B （字

10、節(jié)）（字節(jié)） 故總線出輸率為：故總線出輸率為： 4B *（1 / 0.06 s ）= 66 MBps 或求：或求： 4B*（66MHz/4）= 66MBps 提高數(shù)據(jù)傳輸率措施：提高數(shù)據(jù)傳輸率措施： (1) 提高數(shù)據(jù)線寬度提高數(shù)據(jù)線寬度 (2)提高總線時(shí)鐘頻率提高總線時(shí)鐘頻率 (3) 縮短總線傳輸周期縮短總線傳輸周期3.16 在異步串行傳輸系統(tǒng)中，字符格式為：在異步串行傳輸系統(tǒng)中，字符格式為：1個(gè)起始位、個(gè)起始位、8個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)位、1個(gè)校驗(yàn)位，個(gè)校驗(yàn)位，2個(gè)終止位。個(gè)終止位。若要求每秒傳輸若要求每秒傳輸120個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)據(jù)幀，幀，計(jì)算數(shù)據(jù)傳送的波特率和比特率。計(jì)算數(shù)據(jù)傳送的波特率和比特率。0

11、0/1 0/10/11 1 1起始位起始位 1位位 數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)位 5、6、7、8位不等位不等校驗(yàn)位校驗(yàn)位 1位位 停止位停止位 1、1.5、2 位不等位不等空閑位空閑位低位低位高位高位一個(gè)幀結(jié)構(gòu)一個(gè)幀結(jié)構(gòu)解：解： 波特率（數(shù)據(jù)傳輸速率）波特率（數(shù)據(jù)傳輸速率）單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù)單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制數(shù)據(jù) 的位數(shù)的位數(shù) bps （1+8+1+2）120 =1440 bps 比特率：單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制有效數(shù)據(jù)位數(shù)比特率：單位時(shí)間內(nèi)傳送的二進(jìn)制有效數(shù)據(jù)位數(shù) bps 1440 * (8/12)= 960 bps 第四章第四章 存儲器存儲器3一個(gè)一個(gè)16K32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和

12、是位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是 A 48 B46 C36答案：答案：B4一個(gè)一個(gè)512KB的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是 A 17 B 19 C27答案：答案：C5某計(jì)算機(jī)字長是某計(jì)算機(jī)字長是16位，它的存儲容量是位，它的存儲容量是64KB，按字編址，按字編址，它的尋址范圍是它的尋址范圍是_。 A64K B32KB C. 32K答案：答案：C8某計(jì)算機(jī)字長是某計(jì)算機(jī)字長是32位，它的存儲容量是位，它的存儲容量是256KB，按字編址，按字編址，它的尋址范圍是它的尋址范圍是_。 A 128K B64K C. 64KB答案：答案：B12若主存每個(gè)存儲單元

13、為若主存每個(gè)存儲單元為16位，則位，則 A其地址線為其地址線為16根根 B其地址線數(shù)與其地址線數(shù)與16無關(guān)無關(guān) C其地址線數(shù)與其地址線數(shù)與16有關(guān)有關(guān)答案：答案：B29一個(gè)四體并行低位交叉存儲器，每個(gè)模塊的容量是一個(gè)四體并行低位交叉存儲器，每個(gè)模塊的容量是64K 32位，存取周期為位，存取周期為200 ns，在下述說法中，在下述說法中_是正確的。是正確的。 A在在200 ns內(nèi)，存儲器能向內(nèi)，存儲器能向CPU提供提供256位二進(jìn)制信息位二進(jìn)制信息 B在在200 ns內(nèi)，存儲器能向內(nèi)，存儲器能向CPU提供提供128位二進(jìn)制信息位二進(jìn)制信息 C. 在在50 ns內(nèi)，每個(gè)模塊能向內(nèi)，每個(gè)模塊能向CP

14、U提供提供32位二進(jìn)制信息位二進(jìn)制信息答案：答案：B28 交叉編址的存儲器實(shí)質(zhì)是一種交叉編址的存儲器實(shí)質(zhì)是一種_存儲器，它能存儲器，它能_執(zhí)行執(zhí)行_獨(dú)立的讀寫操作。獨(dú)立的讀寫操作。 A. 模塊式，并行，多個(gè)模塊式，并行，多個(gè) B模塊式，串行，多個(gè)模塊式，串行，多個(gè) C. 整體式，并行，一個(gè)整體式，并行，一個(gè)答案：答案：A51下列說法中正確的是下列說法中正確的是_。 ACache與主存統(tǒng)一編址，與主存統(tǒng)一編址，Cache的地址空間是主存地址空的地址空間是主存地址空 間的一部分間的一部分 B主存儲器只由易失性的隨機(jī)讀寫存儲器構(gòu)成主存儲器只由易失性的隨機(jī)讀寫存儲器構(gòu)成 C. 單體多字存儲器主要解決訪

15、存速度的問題單體多字存儲器主要解決訪存速度的問題 答案：答案：C52Cache的地址映像中，若主存中的任一塊均可映射到的地址映像中，若主存中的任一塊均可映射到Cache內(nèi)的任一塊的位置上，稱作內(nèi)的任一塊的位置上，稱作_。 A直接映像直接映像 B全相聯(lián)映像全相聯(lián)映像 c組相聯(lián)映像組相聯(lián)映像 答案：答案：B54下列器件中存取速度最快的是下列器件中存取速度最快的是_。 ACache B主存主存 c寄存器寄存器 答案：答案：C1.如果一個(gè)高速緩存系統(tǒng)中，主存容量為如果一個(gè)高速緩存系統(tǒng)中，主存容量為12MB，Cache容量為容量為400KB，則該存儲系統(tǒng)總?cè)萘繛?，則該存儲系統(tǒng)總?cè)萘繛? A.12MB+4

16、00KB B.12MB C.400KB D.12MB-400KB答案：答案：B4.7 一個(gè)容量為一個(gè)容量為16K32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和位的存儲器，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)格的存儲芯片時(shí)，各需要多少片？是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲芯片時(shí)，各需要多少片？ 1K4位，位，2K8位，位，4K4位，位，16K1位，位，4K8位，位， 8K8位位解：解： 地址線和數(shù)據(jù)線的總和地址線和數(shù)據(jù)線的總和 = 14 + 32 = 46根；根； 需要的片數(shù)為：需要的片數(shù)為： 1K4：16K32 / 1K4 = 168 = 128片片 2K8：16K32 / 2K8 = 84

17、= 32片片 4K4：16K32 / 4K4 = 48 = 32片片 16K1：16K32 / 16K1 = 32片片 4K8：16K32 / 4K8 = 44 = 16片片 8K8：16K32 / 8K8 = 24 = 8片片 例例2一個(gè)一個(gè)1K 4位的動(dòng)態(tài)位的動(dòng)態(tài)RAM芯片，若其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成芯片，若其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成64 64形式，已知存取周期為形式，已知存取周期為 0.1 s， (1)若采用分散刷新和集中刷新相結(jié)合的方式，刷新信號周若采用分散刷新和集中刷新相結(jié)合的方式，刷新信號周期應(yīng)該取多少期應(yīng)該取多少? (2)若采用集中刷新，則對該存儲芯片刷新一遍需多少時(shí)間若采用集中刷新，則對該存儲芯

18、片刷新一遍需多少時(shí)間?死時(shí)間率是多少？死時(shí)間率是多少？解：解： (1) 分散式和集中式相結(jié)合的方式即為異步式，分散式和集中式相結(jié)合的方式即為異步式， 刷新信號的時(shí)間間隔為：刷新信號的時(shí)間間隔為： 2ms64 = 31.25 s ，故取刷新信號周期為故取刷新信號周期為31 .25 s (2) 刷新周期為刷新周期為2ms，故刷新周期內(nèi)有，故刷新周期內(nèi)有 2ms / 0.1 s = 4000 個(gè)個(gè)讀寫周期，其中有讀寫周期，其中有64個(gè)讀寫周期用來刷新，故將存儲器刷新一個(gè)讀寫周期用來刷新，故將存儲器刷新一遍用時(shí)為：遍用時(shí)為： 64*0.1 s=6.4 s 死時(shí)間率為：死時(shí)間率為： 6.4 s / 2m

19、s = 0.32%4.14 某某8位微型機(jī)地址碼為位微型機(jī)地址碼為18位，若使用位，若使用4K4位的位的RAM芯片組成芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲器，試問：模塊板結(jié)構(gòu)的存儲器，試問： （1）該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？）該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？ （2）若每個(gè)模塊板為）若每個(gè)模塊板為32K8位，共需幾個(gè)模塊板？位，共需幾個(gè)模塊板？ （3）每個(gè)模塊板內(nèi)共有幾片）每個(gè)模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？芯片？ （4）共有多少片）共有多少片RAM？ （5）CPU如何選擇各模塊板？如何選擇各模塊板？ 解：解：（1）218 = 256K，則該機(jī)所允許的最大主存空間是，則該機(jī)所允許的最大主存空間是256K8

20、位位 （或（或256KB）；）； （2）模塊板總數(shù)）模塊板總數(shù) = 256K8 / 32K8 = 8塊；塊； （3）板內(nèi)片數(shù)）板內(nèi)片數(shù) = 32K8位位 / 4K4位位 = 82 = 16片；片； （4）總片數(shù)）總片數(shù) = 16片片8 = 128片；片；（5）最高三位通過）最高三位通過3：8譯碼器選模塊板譯碼器選模塊板 次高三位通過次高三位通過3：8譯碼器選模塊板內(nèi)芯片組譯碼器選模塊板內(nèi)芯片組 剩余地址線接芯片地址引腳。剩余地址線接芯片地址引腳。 或反過來，最低三位選模塊板（多模塊交叉存儲器）或反過來，最低三位選模塊板（多模塊交叉存儲器）板地址板地址3位位片地址片地址3位位片內(nèi)地址片內(nèi)地址12

21、位位17 16 15 14 13 12 11 04.15 設(shè)設(shè)CPU共有共有16根地址線，根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用根數(shù)據(jù)線，并用MREQ（低電（低電平有效）作訪存控制信號，平有效）作訪存控制信號，R/W作讀寫命令信號（高電平為讀，作讀寫命令信號（高電平為讀，低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲芯片：低電平為寫）?，F(xiàn)有下列存儲芯片：ROM（2K8位，位，4K4位，位，8K8位），位），RAM（1K4位，位，2K8位，位，4K8位），及位），及74138譯碼器和其他門電路（門電譯碼器和其他門電路（門電路自定）。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出路自定）。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出CPU和存儲芯和存儲芯

22、片的連接圖。要求如下：片的連接圖。要求如下： （1）最?。┳钚?K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，地址為系統(tǒng)程序區(qū)，409616383地址范圍為地址范圍為用戶程序區(qū)；用戶程序區(qū)； （2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量； （3）詳細(xì)畫出片選邏輯。）詳細(xì)畫出片選邏輯。解：解： （1）地址空間分配圖：）地址空間分配圖： （2）選片：）選片：ROM：4K4位：位：2片；片； RAM：4K8位：位：3片；片； （3）CPU和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯：和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯： (1) 地址空間分配圖地址空間分配圖 A15 A11 A7 A3 A0 0 0 0 0，0 0 0 0，0

23、 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 0，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 0 0 0 1，0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 1，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 0 0 1 0，0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 1 0，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 0 0 1 1，0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 14KROM*2 0FFFH4KRAM 10001FFFH4KRAM 20002FFFH4KRAM 30003FFFH(2)

24、選芯片方法：最好選用容量一樣的存儲器芯片（組）。選芯片方法：最好選用容量一樣的存儲器芯片（組）。 這樣容易畫圖。這樣容易畫圖。本題可以選用本題可以選用2片片4K*4ROM 芯片組成芯片組成4K*8ROM， 3片片4K*8RAM （建議使用）（建議使用） 也可選用也可選用2片片2K*8ROM 芯片組成芯片組成4K*8ROM , 3片片4K*8RAM 還可選用還可選用2片片2K*8ROM，6片片2K*8RAM 4K 8位位 RAM4K 8位位 RAMPD/ProgrG1CBAG2BG2A4K 8位位 RAMMREQA15A14A13A12A11A0D7D0WR1Y0Y1Y2Y34K 4位位 ROM

25、（3）CPU和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯：和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯： 2K 8位位 ROM 2K 8位位 ROM4K 8位位 RAMPD/ProgrG1CBAG2BG2A4K 8位位 RAMMREQA15A14A13A12A11A10A0D7D0WR1Y0Y1Y2Y3&1例設(shè)例設(shè)CPU共有共有16根地址線，根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作為訪存控作為訪存控制信號制信號(低電平有效低電平有效)，WR作為讀寫控制信號作為讀寫控制信號(高電平為讀，低電高電平為讀，低電平為寫平為寫)?，F(xiàn)有芯片及各種門電路?，F(xiàn)有芯片及各種門電路(門電路自定門電路自定) ，如圖所示。畫出，如

26、圖所示。畫出CPU與存儲器的連接圖，要求：與存儲器的連接圖，要求： (1)存儲芯片地址空間分配為：存儲芯片地址空間分配為：02047為系統(tǒng)程序區(qū)；為系統(tǒng)程序區(qū)；20488191為用戶程序區(qū)。為用戶程序區(qū)。 (2)指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量。指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量。 (3)詳細(xì)畫出片選邏輯。詳細(xì)畫出片選邏輯。解解： (1) 確定確定主存地址分配：主存地址分配： 02047D = 0 7FF H 20488191D = 800 1FFFH A15 A11 A7 A3 A0 0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 0，0 1 1 1，1 1 1 1，1 1

27、 1 1 0 0 0 0，1 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 1，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 (2) 選片：選片： 1片片 2K8位位 ROM 3片片 2K8位位 RAM (3) 片選及地址分配：片選及地址分配： ROM，RAM片內(nèi)地址片內(nèi)地址 A10 A0 片選地址：片選地址： A15 A11 分別接到分別接到3-8譯碼器的各端，其中譯碼器的各端，其中 A15 A14 恒為恒為0。 ROM 2K*8RAM 6K*8(1) 確定確定主存地址分配：主存地址分配： 02047D = 0 7FF H 20488191D = 800 1FFFH A15 A1

28、1 A7 A3 A0 0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 0，0 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 0 0 0 0，1 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 0，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 0 0 0 1，0 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 1，0 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 1 0 0 0 1，1 0 0 0，0 0 0 0，0 0 0 0 0 0 0 1，1 1 1 1，1 1 1 1，1 1 1 12KROM 07FFH2KRAM 800FFFH2KRAM 1000

29、17FFH2KRAM 18001FFFH解：解：(1) Cache地址格式地址格式 Cache中可裝入中可裝入512塊數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù) 主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記 Cache字塊地址字塊地址 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 7位位 9位位 2位位(2) 直接映射直接映射 主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記 組地址組地址 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 9位位 7位位 2位位(3) 四路組四路組相連映射相連映射 主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 16位位 2位位(4) 全相連映射全相連映射4.28 設(shè)主存容量為設(shè)主存容量為256K字，字，Cache容量為容量為2K字，塊長為字，塊長為4。 (1) 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)Cache地址

30、格式，地址格式，Cache中可裝入多少塊數(shù)據(jù)？中可裝入多少塊數(shù)據(jù)？ (2) 在直接映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。在直接映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。 (3) 在四路組相連映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。在四路組相連映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。 (4) 在全映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。在全映射方式下，設(shè)計(jì)主存地址格式。 (5) 若存儲字長為若存儲字長為32位，存儲器按字節(jié)尋址，寫出上述三種方位，存儲器按字節(jié)尋址，寫出上述三種方式下主存地址格式。式下主存地址格式。 Cache字塊地址字塊地址 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 9位位 2位位 主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記 Cache字塊地址字塊地址 字塊內(nèi)地址字

31、塊內(nèi)地址 7位位 9位位 4位位直接映射直接映射 主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記 組地址組地址 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 9位位 7位位 4位位四路組相四路組相連映射連映射 主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址 16位位 4位位全相連映全相連映射射(5) 按字節(jié)尋址：字塊內(nèi)地址改變，其余不變。按字節(jié)尋址：字塊內(nèi)地址改變，其余不變。 總地址變長?？偟刂纷冮L。 4.32 設(shè)某機(jī)主存容量為設(shè)某機(jī)主存容量為4MB，Cache容量為容量為16KB，每字塊有，每字塊有8個(gè)字，每字個(gè)字，每字32位，設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相聯(lián)映射（即位，設(shè)計(jì)一個(gè)四路組相聯(lián)映射（即Cache每組內(nèi)每組內(nèi)共有共有4個(gè)字塊）的個(gè)字塊）的C

32、ache組織，要求：組織，要求：（1）畫出主存地址字段中各段的位數(shù)；）畫出主存地址字段中各段的位數(shù)；（2）設(shè)）設(shè)Cache的初態(tài)為空，的初態(tài)為空，CPU依次從主存第依次從主存第0、1、289號單元讀出號單元讀出90個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序個(gè)字（主存一次讀出一個(gè)字），并重復(fù)按此次序讀讀8次，問命中率是多少？次，問命中率是多少？（3）若）若Cache的速度是主存的的速度是主存的6倍，試問有倍，試問有Cache和無和無Cache相相比，速度提高多少倍？比，速度提高多少倍？解：解：(1) 由于容量是按字節(jié)表示的，則主存地址字段格式劃分如下由于容量是按字節(jié)表示的，則主存地址字段格式劃分

33、如下 Cache 16KB / (8*4B) = 512 （塊）（塊） Cache 組數(shù)組數(shù) 512 / 4 = 128 （組）（組） 10位位 7位位 5位位21 12 11 5 4 0 未命中次數(shù)未命中次數(shù) 90 / 8 12 命中率命中率 h=(90*8-12) / 90*8 = 98.3%(3) 沒有沒有Cache的訪問時(shí)間為的訪問時(shí)間為6t*720， 有有Cache的訪問時(shí)間為的訪問時(shí)間為 t*(720-12)+6t*12， 則有則有Cache和沒有和沒有Cache相比，速度提高倍數(shù)相比，速度提高倍數(shù): 6t6t* *720720t t* *(720-12)+6t(720-12)+6

34、t* *12121 = 4.541 = 4.54或；或； ta = h tc+ (1h) tm = 0.983t +(1-0.983) 6t = 1.0905t 6t / 1.0905t -1 = 4.541. Cache 的命中率的命中率CPU 欲訪問的信息在欲訪問的信息在 Cache 中的中的 比率比率h =NcNc + Nm3. Cache 主存系統(tǒng)的效率主存系統(tǒng)的效率e 2. Cache 主存系統(tǒng)平均訪問時(shí)間：主存系統(tǒng)平均訪問時(shí)間： 訪問訪問 主存主存 的時(shí)間為的時(shí)間為 tm ，Cache 命中率命中率 為為 h，訪問訪問 Cache 的時(shí)間為的時(shí)間為 tc 則則 e = 100% t

35、c h tc+ (1h) tm 平均訪問時(shí)間平均訪問時(shí)間 訪問訪問 Cache 的時(shí)間的時(shí)間 e = 100%ta = h tc+ (1h) tm例設(shè)果計(jì)算機(jī)采用直接映像例設(shè)果計(jì)算機(jī)采用直接映像CacheCache，巳知主存容量為，巳知主存容量為4MB4MB，CacheCache容量容量4096B4096B，字塊長度為，字塊長度為8 8個(gè)字個(gè)字(32(32位字位字) )。 (1)(1)畫出反映主存與畫出反映主存與CacheCache映像關(guān)系的主存地址各字段分配框圖，映像關(guān)系的主存地址各字段分配框圖，并說明每個(gè)字段的名稱及位數(shù)。并說明每個(gè)字段的名稱及位數(shù)。 (2)(2)設(shè)設(shè)CacheCache初

36、態(tài)為空、若初態(tài)為空、若CPUCPU依次從主存第依次從主存第0 0，1 1，9999號單號單元讀出元讀出100100個(gè)字個(gè)字 ( (主存一次讀出一個(gè)字主存一次讀出一個(gè)字) )。并重復(fù)按此次序讀。并重復(fù)按此次序讀1010次，問命中率為多少次，問命中率為多少? ? (3) (3)如果如果CachcCachc的存取時(shí)間是的存取時(shí)間是50ns50ns，主存的存取時(shí)間是，主存的存取時(shí)間是500ns500ns，根據(jù)根據(jù)(2)(2)求出的命中率，求平均存取時(shí)間。求出的命中率，求平均存取時(shí)間。 (4)(4)計(jì)算計(jì)算CachcCachc一主存系統(tǒng)的效率。一主存系統(tǒng)的效率。解解: (1) Cache: (1) Ca

37、che塊：塊： （4096/44096/4）/8 = 128/8 = 128（塊）（塊）77位地址位地址 主存塊：主存塊： （4MB/44MB/4）/8 = 128K /8 = 128K （塊）（塊） 17 17位地址位地址 塊內(nèi)地址：塊內(nèi)地址： 按字節(jié)（因主存按字節(jié)編址）按字節(jié)（因主存按字節(jié)編址） 3232字節(jié)字節(jié)55位位地址地址(2) (2) 由于由于CacheCache初態(tài)為空，且塊長為初態(tài)為空，且塊長為8 8，因此，因此CPUCPU第一次讀第一次讀100100個(gè)個(gè)字時(shí)，共有字時(shí)，共有1313次末被命中，即讀第次末被命中，即讀第0 0、8 8、1616、9696號單元時(shí)號單元時(shí)末命中末命

38、中) )，以后，以后9 9次重復(fù)讀這次重復(fù)讀這100100個(gè)字時(shí)均命中，故命中率為個(gè)字時(shí)均命中，故命中率為 (100(100* *10-13)10-13)100100* *1010* *10010098.798.7(3)(3)平均訪問時(shí)間：平均訪問時(shí)間：0.9870.987* *50ns +(1-0.987)50ns +(1-0.987)* *500ns500ns55.85ns55.85ns(4)cacke(4)cacke一主存系統(tǒng)的效率為一主存系統(tǒng)的效率為 (50ns(50ns55.85ns)55.85ns)10010089.589.5 主存塊標(biāo)記主存塊標(biāo)記10位位 cache塊地址塊地址7

39、位位 塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址5位位例例. .有一主存有一主存CacheCache層次的存儲器，其主存容量層次的存儲器，其主存容量1MB1MB，CacheCache容量容量64KB64KB，每塊，每塊8KB8KB，若采用直接映象方式，求：，若采用直接映象方式，求： （1 1）主存的地址格式？）主存的地址格式？ （2 2）主存地址為）主存地址為25301H25301H，問它在主存的哪一塊？，問它在主存的哪一塊？解解: (1): (1) Cache: Cache: 64KB / 8KB = 8 (塊塊) 主存：主存： 1MB / 8KB = 128 (塊塊) 13 13位位塊內(nèi)地址塊內(nèi)地址 3 3位位Ca

40、cheCache塊號塊號 4 4位位主存塊標(biāo)記主存塊標(biāo)記(2) 25301H = 0010 0101 0011 0000 0001(2) 25301H = 0010 0101 0011 0000 0001解：解： 八體存儲器八體存儲器連續(xù)讀出連續(xù)讀出8 8個(gè)字的個(gè)字的總信息量為總信息量為 32b 8256b 順序存儲存儲器連續(xù)讀出順序存儲存儲器連續(xù)讀出8個(gè)字的時(shí)間是：個(gè)字的時(shí)間是： 400 ns 8 = 3200 ns = 32 10-7 s 交叉存儲存儲器連續(xù)讀出交叉存儲存儲器連續(xù)讀出8個(gè)字的時(shí)間是：個(gè)字的時(shí)間是： 400 ns + (8-1) 50 ns = 7.5 10-7 s 高位交叉

41、存儲器的帶寬是高位交叉存儲器的帶寬是 256(32 10-7 ) = 8 107 bps。 低位交叉存儲器的帶寬是低位交叉存儲器的帶寬是 256(7.5 10-7 ) = 34 107 bps。例例5 5 設(shè)有設(shè)有8 8個(gè)模塊組成的八體存儲器結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊的存取周期個(gè)模塊組成的八體存儲器結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊的存取周期為為400 ns400 ns，存儲字長為，存儲字長為3232位。數(shù)據(jù)總線寬度為位。數(shù)據(jù)總線寬度為3232位，總線傳輸周位，總線傳輸周期期50ns50ns，試求順序存儲，試求順序存儲( (高位交叉高位交叉) )和交義存儲和交義存儲( (低位交叉低位交叉) )的存儲的存儲器帶寬。器帶寬。2.

42、 微型機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)和高速硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)交換一般采用微型機(jī)系統(tǒng)中，主機(jī)和高速硬盤進(jìn)行數(shù)據(jù)交換一般采用_方式。方式。 A. 程序查詢程序查詢 B程序中斷程序中斷 CDMA 答案：答案：C5. 主機(jī)與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)主機(jī)與設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí), 采用采用_，主機(jī)與設(shè)備是串行工作的。，主機(jī)與設(shè)備是串行工作的。 A程序查詢方式程序查詢方式 B中斷方式中斷方式 CDMA方式方式 答案：答案：A6主機(jī)與主機(jī)與I/O設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，采用設(shè)備傳送數(shù)據(jù)時(shí)，采用_，CPU的效率最高。的效率最高。 A. 程序查詢方式程序查詢方式 B中斷方式中斷方式 CDMA方式方式 答案：答案：C8中斷發(fā)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容的保護(hù)和更新，是

43、由中斷發(fā)生時(shí)，程序計(jì)數(shù)器內(nèi)容的保護(hù)和更新，是由_完成的完成的 A硬件自動(dòng)硬件自動(dòng) B進(jìn)棧指令和轉(zhuǎn)移指令進(jìn)棧指令和轉(zhuǎn)移指令 C. 訪存指令訪存指令 答案：答案：A9. 中斷向量地址是中斷向量地址是_。 A子程序入口地址子程序入口地址 B中斷服務(wù)程序入口地址中斷服務(wù)程序入口地址 C中斷服務(wù)程序入口地址的地址中斷服務(wù)程序入口地址的地址 答案：答案：C第五章第五章 輸入輸出系統(tǒng)輸入輸出系統(tǒng)10. 在中斷響應(yīng)周期，置在中斷響應(yīng)周期，置“0”允許中斷觸發(fā)器是由允許中斷觸發(fā)器是由_完成的。完成的。 A. 硬件自動(dòng)硬件自動(dòng) B. 程序員在編制中斷服務(wù)程序時(shí)設(shè)置的程序員在編制中斷服務(wù)程序時(shí)設(shè)置的 C. 關(guān)中斷指

44、令關(guān)中斷指令 答案：答案：A11采用采用DMA方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)要占用方式傳送數(shù)據(jù)時(shí)，每傳送一個(gè)數(shù)據(jù)要占用_的時(shí)的時(shí) 間。間。 A一個(gè)指令周期一個(gè)指令周期 B一個(gè)機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期 C一個(gè)存儲周期一個(gè)存儲周期 答案：答案：C12周期挪用周期挪用(竊取竊取)方式常用于方式常用于_中。中。 A直接存儲器存取方式的輸入輸出直接存儲器存取方式的輸入輸出 B直接程序傳送方式的輸入輸出直接程序傳送方式的輸入輸出 C程序中斷方式的輸入輸出程序中斷方式的輸入輸出 答案：答案：A13DMA方式方式_。 A. 既然能用于高速外圍設(shè)備的信息傳送，也就能代替中斷方式既然能用于高速外圍設(shè)備的信息傳送，也就

45、能代替中斷方式 B. 不能取代中斷方式不能取代中斷方式 C. 也能向也能向CPU請求中斷處理數(shù)據(jù)傳送請求中斷處理數(shù)據(jù)傳送 答案：答案：B14DMA方式中，周期竊取是竊取一個(gè)方式中，周期竊取是竊取一個(gè) A. 存取周期存取周期 B指令周期指令周期 CCPU周期周期 D總線周期總線周期 答案：答案：A15. 當(dāng)采用當(dāng)采用_輸入操作情況下，除非計(jì)算機(jī)等待，否則無法傳輸入操作情況下，除非計(jì)算機(jī)等待，否則無法傳 送數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)。送數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)。 A程序查問方式程序查問方式 B中斷方式中斷方式 CDMA方式方式 答案：答案：A16、I/O編址方式通?？煞纸y(tǒng)一編址和不統(tǒng)一編址，編址方式通?？煞纸y(tǒng)一編址和不統(tǒng)一

46、編址，_。 A. 統(tǒng)一編址就是將統(tǒng)一編址就是將I/O地址看作是存儲器地址的一部分，可地址看作是存儲器地址的一部分，可 用專門的用專門的I/O指令對設(shè)備進(jìn)行訪問指令對設(shè)備進(jìn)行訪問 B. 不統(tǒng)一編址是指不統(tǒng)一編址是指I/O地址和存儲器地址是分開的，所以對地址和存儲器地址是分開的，所以對 I/O訪問必須有專門的訪問必須有專門的I/O指令指令 C. 統(tǒng)一編址是指統(tǒng)一編址是指I/O地址和存儲器地址是分開的，所以可用地址和存儲器地址是分開的，所以可用 訪存指令實(shí)現(xiàn)訪存指令實(shí)現(xiàn)CPU對設(shè)備的訪問對設(shè)備的訪問 答案：答案：B22某計(jì)算機(jī)的某計(jì)算機(jī)的I/O設(shè)備采用異步串行傳送方式傳送字符信息，設(shè)備采用異步串行傳

47、送方式傳送字符信息，字符信息的格式為：一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位檢驗(yàn)位、字符信息的格式為：一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位檢驗(yàn)位、一位停止位。若要求每秒鐘傳送一位停止位。若要求每秒鐘傳送480個(gè)字符，那么該個(gè)字符，那么該I/O設(shè)備設(shè)備的數(shù)據(jù)傳送速率應(yīng)為的數(shù)據(jù)傳送速率應(yīng)為_bps(位秒位秒)。 A1200 B4800 C9600 答案：答案：B23以串行接口對以串行接口對ASCII碼進(jìn)行傳送，帶一位奇校驗(yàn)位和兩位停碼進(jìn)行傳送，帶一位奇校驗(yàn)位和兩位停止位，當(dāng)波特率為止位，當(dāng)波特率為9600波特時(shí)，字符傳送率為波特時(shí)，字符傳送率為_字符字符/秒秒 A960 B 1371 C. 480 答案：答案：A25I/O與主機(jī)交換信息的方式中，中斷方式的特點(diǎn)是與主機(jī)交換信息的方式中，中斷方式的特點(diǎn)是_。 ACPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作 BCPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作 CCPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作與設(shè)備并行工作，傳送與主程序并行工作 答案：答案：B26I/O與主機(jī)交換信息的方式中，與主機(jī)交換信息的方式中，DMA方式的特點(diǎn)是方式的特點(diǎn)是_。 A. CPU與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作與設(shè)備串行工作，傳送與主程序串行工作 B. CPU與設(shè)備并行工作，傳送與主程序串行工作與