【正文】 個磁道所對應的弧形區(qū)域；扇區(qū)通常用來泛指扇面或扇段。一個字的傳送時間=1/200K字/秒注：在此1K=1024，來自數(shù)據(jù)塊單位縮寫。16 =1K 8 8 184。假設一條指令最長執(zhí)行時間是25解：先算出磁盤傳送速度，然后和指令執(zhí)行速度進行比較得出結論。180。若外設與CPU之間有足夠大的緩沖區(qū)，則可以用程序中斷方式；180。時間過長，用程序中斷不劃算；中斷處理程序執(zhí)行時間=？180。 106=1180。錯2：程序中斷不存在踏步等待。ms）與中斷處理時間（40mI/O傳送（25錯：此時CPU還有可能執(zhí)行主程序嗎？舉例說明： （輸入）假設初始CPU空閑，則當I/O將第一個數(shù)據(jù)放在接口的數(shù)據(jù)緩沖寄存器中后，向CPU發(fā)第一個中斷請求，CPU立即響應；I/O設備勻速運行， s時響應；ms后，第二個中斷請求到來，CPU正在執(zhí)行中斷程序接收第一個數(shù)據(jù)， 40m25s時響應；ms后，第三個中斷請求到來，CPU正在執(zhí)行中斷程序接收第二個數(shù)據(jù)，要到80m50s后，第四個中斷請求到來，但此時第三個中斷請求還沒有響應，則放在數(shù)據(jù)緩沖寄存器中的第三個數(shù)據(jù)來不及接收，被第四個數(shù)據(jù)沖掉；m75討論：s，CPU大部分時間處于“踏步等待”狀態(tài)；m 交換一次用時25+40=65180。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，試問該外設是否可用程序中斷方式與主機交換信息，為什么？m假設某設備向CPU傳送信息的最高頻率是40K次/秒，而相應的中斷處理程序其執(zhí)行時間為40sm 解：該設備向CPU傳送信息的時間間隔 =1/40K=103=25 sm40則：該外設不能用程序中斷方式與主機交換信息，因為其中斷處理程序的執(zhí)行速度比該外設的交換速度慢。 24. DMA的工作方式中，CPU暫停方式和周期挪用方式的數(shù)據(jù)傳送流程有何不同？畫圖說明。 不一樣。 180。討論：CPU對DMA的響應是即時的；180。 問題：停止打印機傳送=停止打印機動作？我有打印機，感覺上打印機工作是連貫的；180。 問題：這是程序中斷方式嗎？由于打印機速度比CPU慢得多，CPU將數(shù)據(jù)發(fā)送給打印機后，就去為磁盤服務，而這時打印機可自己慢慢打印。 問題：打印中斷處理程序=打印指令？采用字節(jié)交叉?zhèn)魉头绞?，當兩者同時請求中斷時，先響應盤，再響應打印機，交叉服務。 問題：1）如果打印機無緩存呢？2）如果打印機有緩存，還需要用程序中斷方式交換嗎？（應用DMA)由于在指令執(zhí)行末查中斷，因此執(zhí)行打印指令時不會響應磁盤中斷。討論：180。試問是否要將打印機輸出停下來，等磁盤操作結束后，打印機輸出才能繼續(xù)進行？為什么？解：這是一道多重中斷的題，由于磁盤中斷的優(yōu)先權高于打印機，因此應將打印機輸出停下來，等磁盤操作結束后，打印機輸出才能繼續(xù)進行。19. 在程序中斷方式中，磁盤申請中斷的優(yōu)先權高于打印機。試問該系統(tǒng)可以跟蹤到每秒多少次中斷請求？解：這是一道求中斷飽和度的題，要注意主程序對數(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)。 17. 某系統(tǒng)對輸入數(shù)據(jù)進行取樣處理，每抽取一個輸入數(shù)據(jù)，CPU就要中斷處理一次，將取樣的數(shù)據(jù)存至存儲器的緩沖區(qū)中，該中斷處理需P秒。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)中的一個部件，他起著開關中斷的作用（即中斷總開關，則中斷屏蔽觸發(fā)器可視為中斷的分開關）。由于一臺計算機系統(tǒng)可帶的中斷源數(shù)量很有限，因此向量地址比內(nèi)存地址短得多，用編碼器類邏輯部件實現(xiàn)很方便。因此由硬件先提供中斷源編號、再由編號間接地獲得中斷服務程序入口地址。）討論：硬件向量法的實質(zhì)：當響應中斷時，為了更快、更可靠的進入對應的中斷服務程序執(zhí)行，希望由硬件直接提供中斷服務程序入口地址。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程序入口地址指示器（入口地址的地址），通過它訪存可獲得中斷服務程序入口地址。6）準備就緒信號13. 說明中斷向量地址和入口地址的區(qū)別和聯(lián)系。174。接口174。 D置0，B置1 174。1）CPU發(fā)I/O地址2）輸出： CPU通過輸出指令（OUT）將數(shù)據(jù)放入接口DBR中； 設備開始工作；174。接口174。選中，發(fā)SEL信號174。 5）準備就緒信號6）輸入：CPU通過輸入指令（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。4）外設工作完成，完成信號CPU；174。 3）CPU等待，輸入設備讀出數(shù)據(jù)B置0，D置1；174。 D置0，B置1 174。 1）CPU發(fā)I/O地址設備開始工作；174。接口174。選中，發(fā)SEL信號174。12. 結合程序查詢方式的接口電路，說明其工作過程。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。注：題意中給出的是字符傳送速率，即：字符/秒。字符信息的格式為一位起始位、七位數(shù)據(jù)位、一位校驗位和一位停止位。6. 字符顯示器的接口電路中配有緩沖存儲器和只讀存儲器，各有何作用？解：顯示緩沖存儲器的作用是支持屏幕掃描時的反復刷新；只讀存儲器作為字符發(fā)生器使用，他起著將字符的ASCII碼轉換為字形點陣信息的作用。問題： I/O 要達到與CPU工作速度完全同步一般是不可能的。180。異步方式采用應答機制進行聯(lián)絡，適用于CPU與I/O速度差較大、遠距離傳送的場合。 適用場合分別為：直接控制適用于結構極簡單、速度極慢的I/O設備，CPU直接控制外設處于某種狀態(tài)而無須聯(lián)絡信號。 而I/O與內(nèi)存統(tǒng)一的編址方式?jīng)]有；問題：無論哪種編址方式，I/O地址都是由相應的指令提供的，而地址本身并沒有特殊的標識。 I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式將I/O地址看成是存儲地址的一部分，占用主存空間；問題：確切地講， I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址的空間為總線空間，I/O所占用的是內(nèi)存的擴展空間。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)設計時I/O指令的安排，因此描述其特點時一定要說明此種I/O編址方式對應的I/O指令設置情況。第 五 章 1. I/O有哪些編址方式？各有何特點？解：常用的I/O編址方式有兩種： I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址和I/O獨立編址；特點： I/O與內(nèi)存統(tǒng)一編址方式的I/O地址采用與主存單元地址完全一樣的格式，I/O設備和主存占用同一個地址空間，CPU可像訪問主存一樣訪問I/O設備，不需要安排專門的I/O指令。27. 某磁盤存儲器轉速為3000轉/分，共有4個記錄盤面，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）磁盤存儲器的存儲容量；（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）平均等待時間。26. 磁盤組有六片磁盤，每片有兩個記錄面，存儲區(qū)域內(nèi)徑22厘米，外徑33厘米，道密度為40道/厘米，內(nèi)層密度為400位/厘米，轉速2400轉/分，問：（1）共有多少存儲面可用？（2）共有多少柱面？（3）盤組總存儲容量是多少？（4）數(shù)據(jù)傳輸率是多少？解：（1）若去掉兩個保護面，則共有：6 2 2 = 10個存儲面可用；（2）有效存儲區(qū)域=（3322）/ 2 = 柱面數(shù) = 40道/cm = 220道=p （3）內(nèi)層道周長=22 道容量=400位/cm= 3454B面容量=3454B 220道= 759，880B盤組總容量 = 759，880B 10面= 7，598，800B（4）轉速 = 2400轉 / 60秒= 40轉/秒數(shù)據(jù)傳輸率 = 3454B 40轉/秒= 138，160 B/S 注意：1）計算盤組容量時一般應去掉上、下保護面；的精度選取不同將引起答案不同，一般取兩位小數(shù)；p2）盤組總磁道數(shù)（=一個盤面上的磁道數(shù)）185。2）讀出感應信號不是方波而是與磁翻轉邊沿對應的尖脈沖；3）同步脈沖的出現(xiàn)時間應能“包裹”要選的讀出感應信號，才能保證選通有效的讀出數(shù)據(jù)信號，并屏蔽掉無用的感應信號。25. 畫出調(diào)相制記錄01100010的驅動電流、記錄磁通、感應電勢、同步脈沖及讀出代碼等幾種波形。上圖中示出了在MFM制時位周期時間縮短一倍的情況。解：24. 以寫入1001 0110為例，比較調(diào)頻制和改進調(diào)頻制的寫電流波形圖。則：800T/ 有Cache和無Cache相比。787187。 Cache命中率=787/800 98%（3）設無Cache時訪主存需時800T（T為主存周期），加入Cache后需時：（+13）T187。則在800個讀操作中：訪Cache次數(shù)=（10013）+700=787次187。 共需調(diào)100/8 13次，就把主存中的100個數(shù)調(diào)入Cache。當主存讀0號字單元時，將主存0號字塊（0~7）調(diào)入Cache（0組x號塊），主存讀8號字單元時，將1號塊（8~15）調(diào)入Cache（1組x號塊）…… 主存讀96號單元時，將12號塊（96~103）調(diào)入Cache（12組x號塊）。補充討論：Cache結構改進的第三個措施是分級實現(xiàn)，如二級緩存結構，即在片內(nèi)Cache（L1）和主存之間再設一個片外Cache（L2），片外緩存既可以彌補片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點，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）。因為Cache在CPU芯片內(nèi)，CPU訪問Cache時不必占用外部總線；2）Cache不占用外部總線就意味著外部總線可更多地支持I/O設備與主存的信息傳輸，增強了系統(tǒng)的整體效率；3）可提高存取速度。存儲系統(tǒng)中Cache—主存層次采用了程序訪問的局部性原理。17. 某機字長16位，常規(guī)的存儲空間為64K字，若想不改用其他高速的存儲芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫圖說明。此時存儲器只能尋址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）將永遠訪問不到。可能的情況有：1）該片的CS端與WE端錯連或短路；2）該片的CS端與CPU的MREQ端錯連或短路；3）該片的CS端與地線錯連或短路；在此，假設芯片與譯碼器本身都是好的。 ROM連讀/寫控制線WE；（ROM無讀/寫控制端）15. CPU假設同上題，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與存儲芯片的連接圖；（2）寫出每片RAM的地址范圍；（3）如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。因此PD端的合理接法是與片選端CS并聯(lián)。180。另外如把片選譯碼輸出“或”起來使用也是不合理的。但要注意在需要二級譯碼時如果不使用，會使選片產(chǎn)生二義性。當需要RAM、ROM等多種芯片混用時，應盡量選容量等外特性較為一致的芯片，以便于簡化連線。理由：字擴展需設計片選譯碼，較麻煩，而位擴展只需將數(shù)據(jù)線按位引出即可。要求：（1）最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096~16383地址范圍為用戶程序區(qū)；（2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；（3）詳細畫出片選邏輯?，F(xiàn)有下列存儲芯片：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）。 8板通過3：8譯碼器組成256K180。 板內(nèi)片選設4位地址；不設板選，8個板同時工作，總線分時傳送；180。地址格式分配如下：討論：不對板譯碼、片譯碼分配具體地址位；180。采用字、位擴展技術設計；180。片字數(shù)、片位數(shù)均按2的冪變化。解：存儲基元總數(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，應盡量把存儲元安排在字向，因為地址位數(shù)和字數(shù)成2的冪的關系，可較好地壓縮線數(shù)。180。 2片芯片合為一體畫；文字敘述代替畫圖；180。 組譯碼無頁選輸入；180。附加門電路組合2級譯碼信號；180。180。 （頁內(nèi)組地址不連貫？ ）不分級畫；問題：180。解：設采用SRAM芯片，總片數(shù) = 64K8位 / 10244位= 642 = 128片題意分析：本題設計的存儲器結構上分為總體、頁面、組三級，因此畫圖時也應分三級畫。11. 畫出用10244位的存儲芯片組成一個容量為64K8位的存儲器邏輯框圖。這種方法通過行、列譯碼信號的重合來選址，也稱矩陣譯碼。10. 半導體存儲器芯片的譯碼驅動方式有幾種？解：半導體存儲器芯片的譯碼驅動方式有兩種：線選法和重合法。分散刷新是在讀寫周期之后插入一個刷新周期，而不是在讀寫周期內(nèi)插入一個刷新周期，但此時讀寫周期和刷新周期合起來構成CPU訪存周期。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。?芯片內(nèi)部I/O操作不一樣。?動作單位不一樣。?操作的時間不一樣。區(qū)別：?解決的問題不一樣。都是利用DRAM存儲元破壞性讀操作時的重寫過程實現(xiàn)；?操作性質(zhì)一樣。集中式：在最大刷新間隔時間內(nèi)，集中安排一段時間進行刷新；分散式：在每個讀/寫周期之后插入一個刷新周期，無CPU訪存死時間；異步式：是集中式和分散式的折衷。9. 什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。數(shù)據(jù)線根數(shù)與字長位數(shù)相等，在此為32根。不能混淆；畫存儲空間分配圖時要畫出上限。）字尋址的單位為字，不是B。解：存儲容量是64KB時，按字節(jié)編址的尋址范圍就是64KB，則：按字尋址范圍 = 64K8 / 32=16K字按字節(jié)編址時的主存地址分配圖如下：討論：一個存儲器不可能有兩套地址，注意字長32位，不是16位 ，不能按2字節(jié)編址；本題與IBM3