【正文】 = 16K8位；組容量 = 頁(yè)面容量 / 組數(shù)= 16K8位 / 16 = 1K8位；組內(nèi)片數(shù) = 組容量 / 片容量 = 1K8位 / 1K4位 = 2片；地址分配：頁(yè)面邏輯框圖：（字?jǐn)U展）存儲(chǔ)器邏輯框圖：（字?jǐn)U展）討論：頁(yè)選地址取A1A10，頁(yè)內(nèi)片選取A15~A12；180?？纱蟠蠊?jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅(qū)動(dòng)方式。 刷新定時(shí)方式有3種而不是2種，一定不要忘了最重要、性能最好的異步刷新方式。讀出再生時(shí)芯片數(shù)據(jù)引腳上有讀出數(shù)據(jù)輸出；刷新時(shí)由于CAS信號(hào)無(wú)效，芯片數(shù)據(jù)引腳上無(wú)讀出數(shù)據(jù)輸出（唯RAS有效刷新，內(nèi)部讀）。再生緊跟在讀操作之后，時(shí)間上是隨機(jī)進(jìn)行的；刷新以最大間隔時(shí)間為周期定時(shí)重復(fù)進(jìn)行。都是屬于重寫操作。解：刷新——對(duì)DRAM定期進(jìn)行的全部重寫過(guò)程；刷新原因——因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時(shí)補(bǔ)充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種——集中式、分散式、異步式。7. 一個(gè)容量為16K32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？1K4位，2K8位，4K4位，16K1位，4K8位，8K8位解：地址線和數(shù)據(jù)線的總和 = 14 + 32 = 46根；各需要的片數(shù)為：1K4：16K32 / 1K4 = 168 = 128片 2K8：16K32 / 2K8 = 84 = 32片 4K4：16K32 / 4K4 = 48 = 32片 16K1：16K32 / 16K1 = 32片4K8：16K32 / 4K8 = 44 = 16片8K8：16K32 / 8K8 = 24 = 8片 討論：地址線根數(shù)與容量為2的冪的關(guān)系，在此為214，14根；：32=25，5根）180。 （ ：地址14位，單元16K個(gè)，按字編址4K空間。即：存取周期 = 存取時(shí)間 + 恢復(fù)時(shí)間5. 什么是存儲(chǔ)器的帶寬？若存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)總線寬度為32位，存取周期為200ns，則存儲(chǔ)器的帶寬是多少？解：存儲(chǔ)器的帶寬指單位時(shí)間內(nèi)從存儲(chǔ)器進(jìn)出信息的最大數(shù)量。而主存—輔存層次的調(diào)度目前廣泛采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即將主存與輔存的一部份通過(guò)軟硬結(jié)合的技術(shù)組成虛擬存儲(chǔ)器，程序員可使用這個(gè)比主存實(shí)際空間（物理地址空間）大得多的虛擬地址空間（邏輯地址空間）編程，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，再由軟、硬件自動(dòng)配合完成虛擬地址空間與主存實(shí)際物理空間的轉(zhuǎn)換。 Cache—主存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要對(duì)CPU訪存起加速作用，即從整體運(yùn)行的效果分析，CPU訪存速度加快，接近于Cache的速度，而尋址空間和位價(jià)卻接近于主存。A、B、C三個(gè)寄存器的輸入采用同一脈沖打入。11. 畫一個(gè)具有雙向傳輸功能的總線邏輯圖。解：同步通信——由統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，控制方式簡(jiǎn)單，靈活性差，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，總線工作效率明顯下降。4. 為什么要設(shè)置總線判優(yōu)控制？常見(jiàn)的集中式總線控制有幾種？各有何特點(diǎn)？哪種方式響應(yīng)時(shí)間最快？哪種方式對(duì)電路故障最敏感？解：總線判優(yōu)控制解決多個(gè)部件同時(shí)申請(qǐng)總線時(shí)的使用權(quán)分配問(wèn)題；常見(jiàn)的集中式總線控制有三種：鏈?zhǔn)讲樵?、?jì)數(shù)器查詢、獨(dú)立請(qǐng)求；特點(diǎn)：鏈?zhǔn)讲樵兎绞竭B線簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充，對(duì)電路故障最敏感；計(jì)數(shù)器查詢方式優(yōu)先級(jí)設(shè)置較靈活，對(duì)故障不敏感，連線及控制過(guò)程較復(fù)雜；獨(dú)立請(qǐng)求方式判優(yōu)速度最快，但硬件器件用量大，連線多，成本較高。為了減輕總線負(fù)載，總線上的部件應(yīng)通過(guò)三態(tài)驅(qū)動(dòng)緩沖電路與總線連通。 X——此字母沒(méi)有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示操作數(shù)寄存器，即運(yùn)算器中工作寄存器之一，用來(lái)存放操作數(shù)；MAR——Memory Address Register，存儲(chǔ)器地址寄存器，內(nèi)存中用來(lái)存放欲訪問(wèn)存儲(chǔ)單元地址的寄存器；MDR——Memory Data Register，存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)緩沖寄存器，主存中用來(lái)存放從某單元讀出、或?qū)懭肽炒鎯?chǔ)單元數(shù)據(jù)的寄存器；I/O——Input/Output equipment，輸入/輸出設(shè)備，為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的總稱，用于計(jì)算機(jī)內(nèi)部和外界信息的轉(zhuǎn)換與傳送；MIPS——Million Instruction Per Second，每秒執(zhí)行百萬(wàn)條指令數(shù)，為計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度指標(biāo)的一種計(jì)量單位；10. 指令和數(shù)據(jù)都存于存儲(chǔ)器中,計(jì)算機(jī)如何區(qū)分它們？解：計(jì)算機(jī)硬件主要通過(guò)不同的時(shí)間段來(lái)區(qū)分指令和數(shù)據(jù)，即：取指周期（或取指微程序）取出的既為指令，執(zhí)行周期（或相應(yīng)微程序）取出的既為數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)單元——可存放一個(gè)機(jī)器字并具有特定存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)單位；存儲(chǔ)元件——存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息的物理元件，是存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，又叫存儲(chǔ)基元或存儲(chǔ)元，不能單獨(dú)存??；存儲(chǔ)字——一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的邏輯單位；存儲(chǔ)字長(zhǎng)——一個(gè)存儲(chǔ)單元所存二進(jìn)制代碼的位數(shù)；存儲(chǔ)容量——存儲(chǔ)器中可存二進(jìn)制代碼的總量；（通常主、輔存容量分開(kāi)描述）機(jī)器字長(zhǎng)——CPU能同時(shí)處理的數(shù)據(jù)位數(shù)；指令字長(zhǎng)——一條指令的二進(jìn)制代碼位數(shù)；講評(píng)：一種不確切的答法：CPU與MM合稱主機(jī)；運(yùn)算器與控制器合稱CPU。硬件和軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中相互依存，缺一不可，因此同樣重要。. . . .1. 什么是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件？硬件和軟件哪個(gè)更重要？解：P3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)——計(jì)算機(jī)硬件、軟件和數(shù)據(jù)通信設(shè)備的物理或邏輯的綜合體。5. 馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是什么？解：馮氏計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是：P9? 由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部件組成；? 指令和數(shù)據(jù)以同一形式（二進(jìn)制形式）存于存儲(chǔ)器中；? 指令由操作碼、地址碼兩大部分組成；? 指令在存儲(chǔ)器中順序存放，通常自動(dòng)順序取出執(zhí)行；? 以運(yùn)算器為中心（原始馮氏機(jī)）。這兩個(gè)概念應(yīng)從結(jié)構(gòu)角度解釋較確切。另外也可通過(guò)地址來(lái)源區(qū)分，從PC指出的存儲(chǔ)單元取出的是指令，由指令地址碼部分提供操作數(shù)地址。講評(píng)：圍繞“為減輕總線負(fù)載”的幾種說(shuō)法： 應(yīng)對(duì)設(shè)備按速率進(jìn)行分類，各類設(shè)備掛在與自身速率相匹配的總線上； 應(yīng)采用多總線結(jié)構(gòu)； 總線上只連接計(jì)算機(jī)的五大部件； 總線上的部件應(yīng)為低功耗部件。5. 解釋下列概念：總線的主設(shè)備（或主模塊）、總線的從設(shè)備（或從模塊）、總線的傳輸周期和總線的通信控制。適合于速度差別不大的場(chǎng)合；異步通信——不由統(tǒng)一時(shí)鐘控制的通信，部件間采用應(yīng)答方式進(jìn)行聯(lián)系，控制方式較同步復(fù)雜，靈活性高，當(dāng)系統(tǒng)中各部件工作速度差異較大時(shí)，有利于提高總線工作效率。解：此題實(shí)際上是要求設(shè)計(jì)一個(gè)雙向總線收發(fā)器，設(shè)計(jì)要素為三態(tài)、雙向、使能等控制功能的實(shí)現(xiàn)，可參考74LS245等總線收發(fā)器芯片內(nèi)部電路。注意OE為電平控制，與打入脈沖間的時(shí)間配合關(guān)系為： 現(xiàn)以8位總線為例，設(shè)計(jì)此電路，如下圖示：（2）寄存器設(shè)置同（1），由于本題中發(fā)送、接收不在同一節(jié)拍，因此總線需設(shè)鎖存器緩沖，鎖存器采用74LS373（電平使能輸入）。主存—輔存層次在存儲(chǔ)系統(tǒng)中主要起擴(kuò)容作用，即從程序員的角度看，他所使用的存儲(chǔ)器其容量和位價(jià)接近于輔存，而速度接近于主存。因此，這兩個(gè)層次上的調(diào)度或轉(zhuǎn)換操作對(duì)于程序員來(lái)說(shuō)都是透明的。存儲(chǔ)器帶寬 = 1/200ns 32位= 160M位/秒 = 20MB/S = 5M字/秒注意字長(zhǎng)（32位）不是16位。）字尋址的單位為字，不是B。數(shù)據(jù)線根數(shù)與字長(zhǎng)位數(shù)相等，在此為32根。集中式：在最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)，集中安排一段時(shí)間進(jìn)行刷新；分散式：在每個(gè)讀/寫周期之后插入一個(gè)刷新周期，無(wú)CPU訪存死時(shí)間；異步式：是集中式和分散式的折衷。區(qū)別：?解決的問(wèn)題不一樣。?動(dòng)作單位不一樣。鑒于上述區(qū)別，為避免兩種操作混淆，分別叫做再生和刷新。10. 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有幾種？解：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有兩種：線選法和重合法。11. 畫出用10244位的存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)容量為64K8位的存儲(chǔ)器邏輯框圖。 （頁(yè)內(nèi)組地址不連貫？ ）不分級(jí)畫；問(wèn)題：180。附加門電路組合2級(jí)譯碼信號(hào)；180。 2片芯片合為一體畫；文字?jǐn)⑹龃娈媹D；180。解：存儲(chǔ)基元總數(shù) = 64K8位 = 512K位 = 219位；思路：如要滿足地址線和數(shù)據(jù)線總和最小，應(yīng)盡量把存儲(chǔ)元安排在字向，因?yàn)榈刂肺粩?shù)和字?jǐn)?shù)成2的冪的關(guān)系，可較好地壓縮線數(shù)。采用字、位擴(kuò)展技術(shù)設(shè)計(jì)；180。 板內(nèi)片選設(shè)4位地址；不設(shè)板選，8個(gè)板同時(shí)工作，總線分時(shí)傳送；180?，F(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片：ROM（2K8位，4K4位，8K8位），RAM（1K4位，2K8位，4K8位），及74138譯碼器和其他門電路（門電路自定）。理由：字?jǐn)U展需設(shè)計(jì)片選譯碼，較麻煩，而位擴(kuò)展只需將數(shù)據(jù)線按位引出即可。但要注意在需要二級(jí)譯碼時(shí)如果不使用，會(huì)使選片產(chǎn)生二義性。180。 ROM連讀/寫控制線WE；（ROM無(wú)讀/寫控制端）15. CPU假設(shè)同上題，現(xiàn)有8片8K8位的RAM芯片與CPU相連，試回答：（1）用74138譯碼器畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖；（2）寫出每片RAM的地址范圍；（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。此時(shí)存儲(chǔ)器只能尋址A13=1的地址空間(奇數(shù)片)，A13=0的另一半地址空間（偶數(shù)片）將永遠(yuǎn)訪問(wèn)不到。存儲(chǔ)系統(tǒng)中Cache—主存層次采用了程序訪問(wèn)的局部性原理。補(bǔ)充討論：Cache結(jié)構(gòu)改進(jìn)的第三個(gè)措施是分級(jí)實(shí)現(xiàn)，如二級(jí)緩存結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi)Cache（L1）和主存之間再設(shè)一個(gè)片外Cache（L2），片外緩存既可以彌補(bǔ)片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點(diǎn)，又可在主存與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度（主存—L2—L1）。 共需調(diào)100/8 13次，就把主存中的100個(gè)數(shù)調(diào)入Cache。 Cache命中率=787/800 98%（3）設(shè)無(wú)Cache時(shí)訪主存需時(shí)800T（T為主存周期），加入Cache后需時(shí)：（+13）T187。則：800T/ 有Cache和無(wú)Cache相比。上圖中示出了在MFM制時(shí)位周期時(shí)間縮短一倍的情況。2）讀出感應(yīng)信號(hào)不是方波而是與磁翻轉(zhuǎn)邊沿對(duì)應(yīng)的尖脈沖；3）同步脈沖的出現(xiàn)時(shí)間應(yīng)能“包裹”要選的讀出感應(yīng)信號(hào)，才能保證選通有效的讀出數(shù)據(jù)信號(hào)，并屏蔽掉無(wú)用的感應(yīng)信號(hào)。27. 某磁盤存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄盤面，每毫米5道，每道記錄信息12 288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm，共有275道，求：（1）磁盤存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量；（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；（3）磁盤數(shù)據(jù)傳輸率；（4）平均等待時(shí)間。討論：I/O編址方式的意義：I/O編址方式的選擇主要影響到指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)I/O指令的安排，因此描述其特點(diǎn)時(shí)一定要說(shuō)明此種I/O編址方式對(duì)應(yīng)的I/O指令設(shè)置情況。 而I/O與內(nèi)存統(tǒng)一的編址方式?jīng)]有；問(wèn)題：無(wú)論哪種編址方式，I/O地址都是由相應(yīng)的指令提供的，而地址本身并沒(méi)有特殊的標(biāo)識(shí)。異步方式采用應(yīng)答機(jī)制進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，適用于CPU與I/O速度差較大、遠(yuǎn)距離傳送的場(chǎng)合。問(wèn)題： I/O 要達(dá)到與CPU工作速度完全同步一般是不可能的。字符信息的格式為一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位校驗(yàn)位和一位停止位。兩者的區(qū)別：字符傳送率是數(shù)據(jù)的“純”有效傳送率，不含數(shù)據(jù)格式信息；波特率是“毛”傳送率，含數(shù)據(jù)格式信息。選中，發(fā)SEL信號(hào)174。 1）CPU發(fā)I/O地址設(shè)備開(kāi)始工作；174。 3）CPU等待，輸入設(shè)備讀出數(shù)據(jù)B置0，D置1；174。 5）準(zhǔn)備就緒信號(hào)6）輸入：CPU通過(guò)輸入指令（IN）將DBR中的數(shù)據(jù)取走；若為輸出，除數(shù)據(jù)傳送方向相反以外，其他操作與輸入類似。接口174。 D置0，B置1 174。174。中斷向量地址和入口地址的聯(lián)系：中斷向量地址可理解為中斷服務(wù)程序入口地址指示器（入口地址的地址），通過(guò)它訪存可獲得中斷服務(wù)程序入口地址。因此由硬件先提供中斷源編號(hào)、再由編號(hào)間接地獲得中斷服務(wù)程序入口地址。15. 什么是中斷允許觸發(fā)器？它有何作用？解：中斷允許觸發(fā)器是CPU中斷系統(tǒng)中的一個(gè)部件，他起著開(kāi)關(guān)中斷的作用（即中斷總開(kāi)關(guān)，則中斷屏蔽觸發(fā)器可視為中斷的分開(kāi)關(guān)）。試問(wèn)該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請(qǐng)求？解：這是一道求中斷飽和度的題，要注意主程序?qū)?shù)據(jù)的處理不是中斷處理，因此Q秒不能算在中斷次數(shù)內(nèi)。試問(wèn)是否要將打印機(jī)輸出停下來(lái)，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行？為什么？解：這是一道多重中斷的題，由于磁盤中斷的優(yōu)先權(quán)高于打印機(jī)，因此應(yīng)將打印機(jī)輸出停下來(lái)，等磁盤操作結(jié)束后，打印機(jī)輸出才能繼續(xù)進(jìn)行。 問(wèn)題：1）如果打印機(jī)無(wú)緩存呢？2）如果打印機(jī)有緩存，還需要用程序中斷方式交換嗎？（應(yīng)用DMA)由于在指令執(zhí)行末查中斷，因此執(zhí)行打印指令時(shí)不會(huì)響應(yīng)磁盤中斷。 問(wèn)題：這是程序中斷方式嗎？由于打印機(jī)速度比CPU慢得多，CPU將數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機(jī)后，就去為磁盤服務(wù)，而這時(shí)打印機(jī)可自己慢慢打印。討論：CPU對(duì)DMA的響應(yīng)是即時(shí)的；180。 不一樣。停止CPU訪存方式的DMA工作流程如下：現(xiàn)行程序 CPU DMAC I/OCPU DMAC I/O B C D周期竊取方式的DMA工作流程如下：現(xiàn)行程序 CPU DMAC I/OCPU DMAC I/O B C D25. s，試問(wèn)該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，為什么？m假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是40K次/秒，而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為40sm 解：該設(shè)備向CPU傳送信息的時(shí)間間隔 =1/40K=103=25 sm40則：該外設(shè)不能用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，因?yàn)槠渲袛嗵幚沓绦虻膱?zhí)行速度比該外設(shè)的交換速度慢。錯(cuò)2：程序中斷不存在踏步等待。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，用程序中斷不劃算；中斷處理程序執(zhí)行時(shí)間=？180。180。16 =1K 8 8 184。m討論：扇面、扇段和扇區(qū)：扇面指磁盤分區(qū)后形成的扇形區(qū)域；扇段指扇面上一個(gè)磁道所對(duì)應(yīng)的弧形