第四章1.16K32位存儲(chǔ)，地址電纜和數(shù)據(jù)線的總和是？選擇不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)需要多少片？1K4位、2K8位、4K4位、16K1位、4K8位、8K8位地址行和數(shù)據(jù)線的總和=14 32=46；選擇其他芯片時(shí)，需要的每個(gè)片的數(shù)量為：1k4: (16k32)/(1k4)=168=128片2k8: (16k32)/(2k8)=84=32片4k4: (16k32)/(4k4)=48=32片16k1: (16k32)/(16k1)=132=32片4k8: (16k32)/(4k8)=44=16片8k8: (16k32)/(8k8)=24=8片2.用于配置16K8容量存儲(chǔ)的現(xiàn)有10241存儲(chǔ)芯片。嘗試：(1)實(shí)現(xiàn)此內(nèi)存需要多少個(gè)芯片？(2)在每個(gè)主板的容量為4K8位的多個(gè)主板上安裝這些芯片時(shí)，該存儲(chǔ)所需的總地址線位數(shù)是多少？其中有多少人用于板？多少人用于選擇電影？幾位寫(xiě)電影內(nèi)部地址？16k8=2 148，14條地址線。4K8容量主板，總共需要4塊主板。14條地址線中最多有2條用于主板選擇(00-11，第1板-第4板)，4K*8位=2 12 * 8位=12 * 1k * 8位，即每個(gè)主板內(nèi)需要4*8個(gè)芯片，8個(gè)芯片內(nèi)需要8位也就是說(shuō)，如果需要4個(gè)組，則最多需要2位，其馀12位中的2位用于切片選擇(00 11，第一 4組)。即，板選擇的2位，片選擇的2位，片地址選擇的其馀10位。3.據(jù)悉，一臺(tái)計(jì)算機(jī)的字符長(zhǎng)度8位目前使用的是具有16位地址行的半導(dǎo)體內(nèi)存，它使用1K4 SRAM芯片配置該計(jì)算機(jī)允許的最大主內(nèi)存空間，并采用存儲(chǔ)模塊結(jié)構(gòu)。(1)每個(gè)模板容量為4K8位時(shí)，總塊存儲(chǔ)模板數(shù)是多少？(2)繪制模板內(nèi)每個(gè)芯片的連接邏輯圖。解決方法：(1)根據(jù)故障排除，內(nèi)存容量為64KB，因此總共需要16個(gè)存儲(chǔ)模板。4.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量16K8位，可選SRAM芯片容量4K4位；地址總線A15到A0(低)，雙向數(shù)據(jù)總線D7到D0(低)，通過(guò)R/線控制讀/寫(xiě)。設(shè)計(jì)和繪制表示地址分配、切片選擇邏輯和切片選擇信號(hào)極性的內(nèi)存邏輯圖。5.現(xiàn)有存儲(chǔ)芯片包括：2K1位元ROM、4K1位元RAM、8K1位元ROM。前4KB是ROM，后16KB是RAM，CPU地址總線是16位。(1)各種存儲(chǔ)芯片使用了多少個(gè)片？(2)正確選擇解碼器和門(mén)電路，并繪制相應(yīng)的邏輯原理圖。(3)指示是否存在地址重復(fù)現(xiàn)象。解決方案：(1)需要16個(gè)2 k1 ROM芯片和24個(gè)4 k1 RAM芯片。8K1的ROM芯片不能使用，因?yàn)樗萊OM必須占用的空間大。(3)地址行A15、A14沒(méi)有參加解碼，因此存在重疊現(xiàn)象。6.使用16K1位DRAM芯片配置64KB內(nèi)存。(1)繪制此內(nèi)存的方塊圖。(2)內(nèi)存的讀/寫(xiě)周期均為0.5s，CPU必須在1s上至少存儲(chǔ)一次，但是哪種刷新方法更合理？相鄰兩行之間的刷新間隔是多少？刷新整個(gè)存儲(chǔ)單元所需的實(shí)際刷新時(shí)間是多少？解決方案：(2)內(nèi)存芯片規(guī)格為16K1，因此芯片內(nèi)部的存儲(chǔ)矩陣是128128的存儲(chǔ)矩陣。使用集中刷新時(shí)，死區(qū)為0.5128=64微秒，CPU 1微秒至少訪問(wèn)一次，最大64微秒的死區(qū)顯然不合適。使用分布式刷新時(shí)，將系統(tǒng)訪問(wèn)周期增加到1微秒，以降低整個(gè)設(shè)備的速度，刷新太頻繁。因此，假定允許的最大刷新間隔為2毫秒，兩個(gè)相鄰的刷新間隔為2毫秒/128=15.625微秒，所有存儲(chǔ)單元在實(shí)際時(shí)間0.5128=64微秒刷新一次。7.半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量15KB，固化區(qū)8KB，可選EPROM芯片4k8隨機(jī)讀/寫(xiě)7KB可選SRAM芯片為4K4位、2K4位和1K4位。地址總線A15到A0(A0 (A0為最小位)，雙向數(shù)據(jù)總線D7到d0 (d0為最小位)，R/W控制讀/寫(xiě)，如果MREQ為低級(jí)別，則允許存儲(chǔ)操作信號(hào)。設(shè)計(jì)和繪制表示地址分配、切片選擇邏輯、切片選擇信號(hào)極性等的內(nèi)存邏輯圖。8.地址總線上的16位A15到A0(A0 (A0是最小位)訪問(wèn)64KB的存儲(chǔ)空間)。外圍設(shè)備和主存儲(chǔ)的統(tǒng)一尋址，I/O空間占用FC00到FFFFH?；顒?dòng)2164芯片(64K1)構(gòu)成主存儲(chǔ)器，設(shè)計(jì)并繪制芯片地址線、數(shù)據(jù)電纜和總線連接邏輯、行選擇信號(hào)和列選擇信號(hào)的邏輯等，以防止訪問(wèn)I/O時(shí)訪問(wèn)主存儲(chǔ)器。動(dòng)態(tài)刷新邏輯可能暫時(shí)不考慮。9.設(shè)計(jì)一個(gè)緩存組織，其緩存容量為4MB，緩存容量為16KB，包含8個(gè)字、32位、4-Cache關(guān)聯(lián)映像(即每個(gè)緩存組總共4個(gè)塊)，并請(qǐng)求：(1)繪制主存儲(chǔ)地址字段的段位數(shù)。(2)緩存的初始狀態(tài)為空，CPU為主內(nèi)存0、1、2、在第99單元中依次讀取100個(gè)單詞(主存儲(chǔ)每次讀取一個(gè)單詞)，命中率是多少，按此順序讀取8次？(3)如果緩存速度是主內(nèi)存的6倍，那么沒(méi)有緩存的速度是主內(nèi)存的6倍嗎？第八章1.將以下數(shù)據(jù)順序分別記錄為RZ、nnnz-1、PE、FM、MFM和M2FM，以繪制寫(xiě)電流波形。(1) 1101111110(2) 101011010010002.將數(shù)據(jù)序列10011寫(xiě)入磁介質(zhì)存儲(chǔ)時(shí)，繪制不使用記錄方式(例如0-1系統(tǒng)、相位調(diào)制、FM系統(tǒng)、增強(qiáng)的FM系統(tǒng)等)的寫(xiě)入電流波形。3.磁盤(pán)組中有6個(gè)磁盤(pán)，每個(gè)磁盤(pán)都有2個(gè)寫(xiě)入面。存儲(chǔ)區(qū)域的內(nèi)徑為22厘米，外徑為33厘米，通道密度為40/cm，位密度為400b/cm，速度為2400r/min。問(wèn)題：(1)總共可以使用多少個(gè)存儲(chǔ)面？(2)圓柱面有多少？(3)整個(gè)磁盤(pán)組的總存儲(chǔ)容量是多少？(4)數(shù)據(jù)速率是多少？(5)文件長(zhǎng)度超過(guò)磁道的容量時(shí)，是記錄在同一存儲(chǔ)面上，還是記錄在同一圓柱面上？(？怎么了？(6)對(duì)于固定長(zhǎng)度的塊記錄格式，直接尋址的最小單位是什么？在尋址命令中，磁盤(pán)地址如何表示？(1) 62-2=10(面)頂部和底部?jī)蓚€(gè)面不可用，因此可以使用10個(gè)存儲(chǔ)面。(2)有效存儲(chǔ)區(qū)域=16.5-11=5.5(cm)57347度密度=40度/厘米，因此405.5=220度，即220個(gè)圓柱面(3)內(nèi)部軌道周長(zhǎng)為2R=23.1411=69.08(cm)5734m每個(gè)信息量=400位/cm69.08cm=27632位=345b5734 b 220=759880 b5734m磁盤(pán)組總?cè)萘?759880B10=7598800B(4)磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸速率Dr=rN，N是每個(gè)磁道的容量，n=34345b，57347r是磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)速率，R=2400旋轉(zhuǎn)/60秒=40旋轉(zhuǎn)/秒Dr=rn=4034b=13816b/s (5)必須記錄在同一圓柱體上4.磁盤(pán)陣列的轉(zhuǎn)速為3000r/min，包括4個(gè)磁盤(pán)、5個(gè)磁盤(pán)/mm、每個(gè)記錄信息12288B、最小磁道直徑230mm和275個(gè)磁盤(pán)。問(wèn)題：(1)此磁盤(pán)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)容量是多少？(2)最大和最小位密度是多少？(3)磁盤(pán)的數(shù)據(jù)速率是多少？(4)平均等待時(shí)間是多少？5.磁盤(pán)組為20個(gè)，每個(gè)磁盤(pán)曲面有800個(gè)磁道。每個(gè)磁道的有效內(nèi)存容量為13000B，數(shù)據(jù)塊間隔為235B，轉(zhuǎn)速為3000r/min。問(wèn)題：(1)在此磁盤(pán)存儲(chǔ)中使用1000B作為一個(gè)記錄將在一個(gè)磁道上保留10個(gè)記錄。保留12萬(wàn)條記錄需要多少圓柱面(一條記錄跨多個(gè)軌跡不允許)？(2)此磁盤(pán)陣列的平均等待時(shí)間是多少？(3)數(shù)據(jù)速率是多少？磁盤(pán)格式化為24個(gè)扇區(qū)和20個(gè)磁道。此光盤(pán)可以根據(jù)需要選擇順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一次的時(shí)間為360毫秒，讀取一次的時(shí)間為1毫秒。此片包含三個(gè)文件。文件a從軌跡6、切片1開(kāi)始占用兩個(gè)塊。文件b擁有從途徑2、扇區(qū)5開(kāi)始的5個(gè)塊。文件c擁有從軌道5、扇區(qū)3開(kāi)始的3個(gè)塊。這個(gè)磁盤(pán)的平均等待時(shí)間是多少？平均尋道時(shí)間是多少？如果磁頭移動(dòng)和磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)不同，并且磁頭的初始位置在磁道0，扇區(qū)0上，那么按c、b、a順序讀取上述三個(gè)文件的總時(shí)間是多少？在同一初始位置讀取上述三個(gè)文件的最短時(shí)間是多少？此時(shí)應(yīng)如何排列文檔的閱讀順序？第九章1.什么是中斷矢量？中斷向量是如何形成的？向量中斷和非向量中斷有何區(qū)別？2.假設(shè)有1、2個(gè)設(shè)備，其優(yōu)先級(jí)為設(shè)備1設(shè)備2，同時(shí)提出中斷請(qǐng)求，說(shuō)明中斷處理過(guò)程，繪制中斷處理過(guò)程的示意圖，并標(biāo)記斷點(diǎn)。3.現(xiàn)有的a、b、c和d共包含4個(gè)中斷源，優(yōu)先級(jí)依次為a、b、c和d，最高優(yōu)先級(jí)為a、b、c和d。如果中斷服務(wù)程序的執(zhí)行時(shí)間為20s，則根據(jù)下圖(圖1)所示的時(shí)間表調(diào)度，根據(jù)中斷源請(qǐng)求中斷的時(shí)間繪制CPU執(zhí)行程序的軌跡。圖1中斷請(qǐng)求時(shí)間線4.具有級(jí)別5中斷(L0、L1、L2、L3、L4等)，中斷響應(yīng)優(yōu)先級(jí)為L(zhǎng)0、L1、L1、L4。現(xiàn)在請(qǐng)求將中斷處理順序更改為L(zhǎng)1L3L0L4L2。(1)在所有級(jí)別的中斷服務(wù)程序中，如何設(shè)置每個(gè)中斷掩碼代碼(在每個(gè)級(jí)別設(shè)置一個(gè)，如果相應(yīng)的位為“0”，則表示允許中斷)；