【正文】 按字編址的地址范圍為0~16K1，空間為16K字；按字節(jié)編址的地址范圍為0~64K1，空間為64KB。 畫存儲空間分配圖時要畫出上限。 數據線根數與字長位數相等，在此為32根。 9. 什么叫刷新？為什么要刷新？說明刷新有幾種方法。 集中式：在最大刷新間隔時間內，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。 刷新與再生的比較： 都是利用DRAM存儲元破壞性讀操作時的重寫過程實現； ?操作性質一樣。區(qū)別： ?解決的問題不一樣。 ?操作的時間不一樣。 ?動作單位不一樣。 ?芯片內部I/O操作不一樣。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。 刷新定時方式有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。 線選法：地址譯碼信號只選中同一個字的所有位，結構簡單，費器材； 重合法：地址分行、列兩部分譯碼，行、列譯碼線的交叉點即為所選單元?？纱蟠蠊?jié)省器材用量，是最常用的譯碼驅動方式。 要求將64K分成4個頁面，每個頁面分16組，指出共需多少片存儲芯片。 = 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。 = 16K8位 / 16 = 1K8位； 組內片數 = 組容量 / 片容量 = 1K8位 / 1K4位 = 2片；地址分配： 頁面邏輯框圖：（字擴展） 存儲器邏輯框圖：（字擴展）討論： 頁選地址取A1A10，頁內片選取A15~A12；180。 （頁內組地址不連貫？ ）不合題意；芯片太多難畫；無頁譯碼，6：64譯碼選組。 附加門電路組合2級譯碼信號；180。 （應利用譯碼器使能端輸入高一級的譯碼選通信號） 不設組選，頁選同時選8組（16組），并行存?。?80。 組譯碼無頁選輸入；180。 180。 2片芯片合為一體畫； 文字敘述代替畫圖；180。 地址線、數據線不標信號名及信號序號。 解：存儲基元總數 = 64K8位 = 512K位 = 219位； 思路：如要滿足地址線和數據線總和最小，應盡量把存儲元安排在字向，因為地址位數和字數成2的冪的關系，可較好地壓縮線數。 a = 18，b = 2，總和 = 18+2 = 20； a = 16，b = 8，總和 = 16+8 = 24； 片字數、片位數均按2的冪變化。 13. 某8位微型機地址碼為18位，若使用4K4位的RAM芯片組成模塊板結構的存儲器，試問： （1）該機所允許的最大主存空間是多少？ （2）若每個模塊板為32K8位，共需幾個模塊板？ （3）每個模塊板內共有幾片RAM芯片？ （4）共有多少片RAM？ （5）CPU如何選擇各模塊板？ 解： （2）模塊板總數 = 256K8 / 32K8 （3）板內片數 = 32K8位 / 4K4位 = 82 = 16片； （5）CPU通過最高3位地址譯碼選板，次高3位地址譯碼選片。 8板通過3：8譯碼器組成256K180。 14. 設CPU共有16根地址線，8根數據線，并用MREQ（低電平有效）作訪存控制信號，R/W作讀寫命令信號（高電平為讀，低電平為寫）。試從上述規(guī)格中選用合適芯片，畫出CPU和存儲芯片的連接圖。 解： （1）地址空間分配圖： （2）選片：ROM：4K4位：2片； 1）選片：當采用字擴展和位擴展所用芯片一樣多時，選位擴展。 理由：字擴展需設計片選譯碼，較麻煩，而位擴展只需將數據線按位引出即可。 本題如選用2K8 ROM，片選要采用二級譯碼，實現較麻煩。 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。 2）應盡可能的避免使用二級譯碼，以使設計簡練。另外如把片選譯碼輸出“或”起來使用也是不合理的。 4）其它常見錯誤： 138的C輸入端接地；（相當于把138當24譯碼器用，不合理）180。 EPROM的PD端接地；（PD為功率下降控制端，當輸入為高時，進入功率下降狀態(tài)。）180。 （4）根據（1）的連接圖，若出現地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將出現什么后果？ 解： 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。 此時存儲器只能尋址A13=1的地址空間(奇數片)，A13=0的另一半地址空間（偶數片）將永遠訪問不到。 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。 存儲系統(tǒng)中Cache—主存層次采用了程序訪問的局部性原理。 1）可提高外部總線的利用率。 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；因為Cache與CPU之間的數據通路大大縮短,故存取速度得以提高； 將指令Cache和數據Cache分開有如下好處： 2）指令Cache可用ROM實現，以提高指令存取的可靠性； 補充討論： Cache結構改進的第三個措施是分級實現，如二級緩存結構，即在片內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緩存容量不夠大的缺點，又可在主存與片內緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內緩存的調入調出速度（主存—L2—L1）。 答：（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： 8 2 當主存讀0號字單元時，將主存0號字塊（0~7）調入Cache（0組x號塊），主存讀8號字單元時，將1號塊（8~15）調入Cache（1組x號塊）…… 主存讀96號單元時，將12號塊（96~103）調入Cache（12組x號塊）。 共需調100/8 13次，就把主存中的100個數調入Cache。則在800個讀操作中： 187。 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： T/6+13T180。 187。 23. 畫出RZ、NRZ、NRZPE、FM寫入數字串1011001的寫入電流波形圖。 解：寫電流波形圖如下： 比較： 1）FM和MFM寫電流在位周期中心處的變化規(guī)則相同； 2）MFM制除連續(xù)一串“0”時兩個0周期交界處電流仍變化外，基本取消了位周期起始處的電流變化； 3）FM制記錄一位二進制代碼最多兩次磁翻轉，MFM制記錄一位二進制代碼最多一次磁翻轉，因此MFM制的記錄密度可提高一倍。由圖可知，當MFM制記錄密度提高一倍時，其寫電流頻率與FM制的寫電流頻率相當； 25. 畫出調相制記錄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。 1）畫波形圖時應嚴格對準各種信號的時間關系。 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； 26. 磁盤組有六片磁盤，每片有兩個記錄面，存儲區(qū)域內徑22厘米，外徑33厘米，道密度為40道/厘米，內層密度為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）數據傳輸率是多少？ 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 = 40道/cm = 220道=p （3）內層道周長=22 道容量=400位/cm = 759，880B 盤組總容量 = 759，880B 10面 = 40轉/秒 3）柱面數4）數據傳輸率與盤面數無關；5）數據傳輸率的單位時間是秒，不是分。 解： （2）最高位密度 = p12 288B/230= 17B/mm = 136位/mm（向下取整） 最大磁道直徑 = 230mm + 110mm = 340mmp 最低位密度 = 12 288B / 340= 11B/mm = 92位 / mm （向下取整） （4）平均等待時間 = 1/50 / 2 = 10ms討論： 由此算出的位密度單位最終應轉換成bpm(位/毫米）；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與內存統(tǒng)一編址和I/O獨立編址； 特點： I/O與內存統(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。 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。 I/O獨立編址方式有明顯的I/O地址標識，180。 而I/O與內存統(tǒng)一的編址方式沒有； 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。 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)而無須聯絡信號。 異步方式采用應答機制進行聯絡，適用于CPU與I/O速度差較大、遠距離傳送的場合。 I/O交換方式主要討論傳送過程的控制方法； 180。 同步方式適用于CPU與I/O工作速度完全同步的場合。 同步方式的實質是“就慢不就快”，如采用同步方式一般CPU達不到滿負荷工作。 8. 某計算機的I/O設備采用異步串行傳送方式傳送字符信息。若要求每秒鐘傳送480個字符，那么該設備的數據傳送速率為多少？ 解：48010=4800位/秒=4800波特； 波特——是數據傳送速率波特率的單位。 注：題意中給出的是字符傳送速率，即：字符/秒。 10. 什么是I/O接口?為什么要設置I/O接口？I/O接口如何分類？ 解： I/O接口一般指CPU和I/O設備間的連接部件； I/O接口分類方法很多，主要有： 按數據傳送方式分有并行接口和 串行接口兩種； 按數據傳送的控制方式分有程序控制接口、程序中斷接口、DMA接口三種。 解：程序查詢接口工作過程如下（以輸入為例）：開命令接收門；174。設備選擇器譯碼174。地址總線174。 設備開始工作；174。 D置0，B置1 174。 2）CPU發(fā)啟動命令 DBR；174。 接口174?？刂瓶偩€174。 工作過程如下： 開命令接收門；174。設備選擇器譯碼174。地址總線174。 接口向設備發(fā)啟動命令174。 3）CPU發(fā)啟動命令 4）CPU等待，輸出設備將數據從 DBR取走； B置0，D置1；174。 5）外設工作完成，完成信號 CPU，CPU可通過指令再次向接口DBR輸出數據，進行第二次傳送。控制總線174。 解： 中斷向量地址和入口地址的區(qū)別： 向量地址是硬件電路（向量編碼器）產生的中斷源的內存地址編號，中斷入口地址是中斷服務程序首址。 (兩種方法：在向量地址所指單元內放一條JUM指令；主存中設向量地址表。 硬件向量法的實質：但在內存地址字較長時這是不可能的。這種中斷源的編號即向量地址。 由于一臺計算機系統(tǒng)可帶的中斷源數量很有限，因此向量地址比內存地址短得多，用編碼器類邏輯部件實現很方便。 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）。 16. 在什么條件和什么時間，CPU可以響應I/O的中斷請求？ 解：CPU響應I/O中斷請求的條件和時間是：當中斷允許狀態(tài)為1（EINT=1），且至少有一個中斷請求被查到，則在一條指令執(zhí)行完時，響應中斷。 17. 某系統(tǒng)對輸入數據進行取樣處理，每抽取一個輸入數據，CPU就要中斷處理一次，將取樣的數據存至存儲器的緩沖區(qū)中，該中斷處理需P秒。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，要注意主程序對數據的處理不是中斷處理，因此Q秒不能算在中斷次數內。 N個數據所需的處理時間=PN+Q秒 求倒數得： 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。討論：180。 180。 問題：打印中斷處理程序=打印指令？ 采