计算机组成原理习题——带答案

1、精品文档第四章1一个容量为16KX 32位的存储器，其地址线和数据线的总和是多少？当选用 下列不同规格的存储芯片时，各需要多少片？1KX 4 位, 2KX 8 位, 4K X 4 位, 16KX 1 位, 4K X 8 位, 8KX 8 位地址线和数据线的总和 =14+32=46 根选 择不同的-H-LJL心片时,各需要的片数为:1K X4 :(16K X32 )/(1K X4 )=16X8 =128片2K X8 :(16K X32 )/(2K X8 )=8X4=32片4K X4 :(16K X32 )/(4K X4 )=4X8 =32片16K X1 :(16K X32 )/(16K X1 )

2、 =1X32=32片4K X8 :(16K X32 )/(4K X8 ) =4X4=16片8KX 8:( 16KX 32) /( 8KX 8)= 2 X 4 = 8 片2 .现有1024X 1的存储芯片，若用它组成容量为16K X 8的存储器。试求：（1）实现该存储器所需的芯片数量？（2） 若将这些芯片分装在若干块板上，每块板的容量为4K X 8位，该存储器所 需的地址线总位数是多少？其中几位用于选板？几位用于选片？几位用做片内 地址？16K X 8=2X4 X 8,地址线为14根.4K X 8容量的板，共需要4块板子.则14根地址线的最高2位用于板选（0011,第1块板子第4块板子）,4K*

3、8位=2A12*8位=12*1K*8位，也就 是在每块板子内需要 4*8个芯片,而每8个芯片组成8位,也就是位扩展也就是说需要4组, 则除了最高2位,剩余的12位中，有2位用于片选（0011,第一组第4组）也就是：2 位用于板选,2位用于片选，剩余的10位用于片内地址选择3.已知某计算机字长8位，现采用半导体存储器作主存，其地址线为 16位，若 使用1K X 4的SRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并采用存储模块结 构形式。（1）若每块模板容量为4K X 8位，共需多少块存储模板？（2）画出一个模板内各芯片的连接逻辑图。解：（1）根据题干可知存储器容量为 64KB，故共需16块存储模板。

4、4 .某半导体存储器容量16K X 8位，可选SRAM芯片的容量为4K X 4位；地址 总线A15Ao （低），双向数据总线D7D0 （低），由R/W线控制读/写。设计并 画出该存储器的逻辑图，并注明地址分配、片选逻辑及片选信号的极性。D.i4Kx8%A|A24Kx8csA|A|24KxSAi ifcs?Al 訴 124Kx8Ai九cs5. 现有如下存储芯片：2K X 1位的ROM、4K X 1位的RAM、8K X 1位的ROM。 若用它们组成容量为16KB的存储器，前4KB为ROM，后12KB为RAM , CPU 的地址总线16位。(1) 各种存储芯片分别用多少片？(2) 正确选用译码器及门

5、电路，并画出相应的逻辑结构图。(3) 指出有无地址重叠现象。解：(1)需要用2KX 1的ROM芯片16片，4KX 1的RAM芯片24片。不能使用8KX 1的ROM芯片，因为它 大于ROM应有的空间。(3)有重叠现象，因为地址线 A15、A14没有参加译码。6. 用容量为16K X 1位的DRAM芯片构成64KB的存储器。(1) 画出该存储器的结构框图。(2) 设存储器的读/写周期均为0.5g，CPU在1宙内至少要访存一次，试问采 用哪种刷新方式比较合理？相邻两行之间的刷新间隔是多少？对全部存储单元 刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：(2)由于存储器芯片规格为 16KX 1，所以其芯片内部的

6、存储矩阵是 128X 128的存储矩阵。若采用集 中刷新方式，则死区为 0.5 X 128=64微秒，而CPU 1微秒至少访存一次，长达 64微秒的死区显然不合理； 若采用分散刷新方式，则需要将系统存取周期增至 1微秒，降低了整机速度，且刷新过于频繁。所以应该采用异步刷新方式，假设允许的最大刷新间隔是2ms,则相邻两行刷新间隔为 2ms/128=15.625微秒，全部存储单元刷新一遍实际时间0.5 X 128=64微秒。7. 某半导体存储器容量15KB ,其中固化区8KB，可选EPROM芯片为4KX8 ; 可随机读/写区7KB，可选SRAM芯片有：4KX4位、2KX4位、1KX4位。地址 总线

7、A15A0 （A0为最低位），双向数据总线 D7D0 （D0为最低位），R/W控 制读/写，MREQ为低电平时允许存储器工作信号。请设计并画出该存储器逻辑 图，注明地址分配、片选逻辑、片选信号极性等。8. 某机地址总线16位A15A0 （A0为最低位），访存空间64KB。外围设备与 主存统一编址，I/O空间占用FC00FFFFH。现用2164芯片（64KX1）构成主 存储器，请设计并画出该存储器逻辑图， 并画出芯片地址线、数据线与总线的连 接逻辑以及行选信号与列选信号的逻辑式，使访问 I/O时不访问主存。动态刷新 逻辑可以暂不考虑。AFiT/o空间nil noo oooo oooo mi mi

8、 1111 1111.可以看出舶切0恒沖1*所歆.上盘历A10不全为1时为2右时地址仝间此时rlit戶生低电平片堤=CS - A15 * A14 * A13 * A12 * All * A10 *9. 设某机主存容量为4MB，Cache容量为16KB，每块包含8个字，每字32位， 设计一个四路组相联映像（即Cache每组内共有四个块）的Cache组织，要求：（1） 画出主存地址字段中各段的位数。（2）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2、99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，问命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和

9、无Cache相比，速度提高 多少倍？主存4MB.所以地址共22枪毎块A8X4 = 32字节，JT以块内地址是5便.4块为一鈕.所以粗内抉地址是2恆+毎粗共32X4 = 1辭字 Cache为1&KB,共16KB / 12AB - 135个爼.所以俎地址丁程.主疗可以井为倔/ 16KB = 2S61E所以区地址是日位8位区地址7位邑内斡地址丄視銅旳块卅址5悖块内地址(2)分析，由于CacM的初东是空的，所以CPU访问0号字单兀时来伤中此时fffflA CACHE的0 号枫 曲于Cache毎块有8亍字.07号单元的内容転调入伽皿故馬蛭访问L7号字单元时曲札以此类掲主存第供1、2r 的号宁单元分别在供

10、1. 22块中所以CPU第 遵访问0即号单元的过趨中，毎个块第】C单元均不命中，故共有13次耒命申.而第二硼 第人芳访闷时由于所有信息均吕调入皿h濟所议全部命中.侖中辜=(800 - 13) / 800 = 90.375*需要时同为t,则为问一次主存弼要时间対61.没有Cachft时*访问主存需时闾他 有gh亡时，访问主存的时同J6t * (L-96. 375),访问 Cache的时间曲抑5%耳平均的门冋时而为*fit * (1-98. 375M) + 9B, J7Slt = L(J8125t房以，速度提麻为t6t / L 081251 * L5倍.第八章1. 分别用 RZ、NRZ、NRZ-1

11、、PE、FM、MFM和M午M制记录方式记录下述 数据序列，画出写电流波形。(1) 1101101110110(2) 10101100110002. 若对磁介质存储器写入数据序列 10011，请画出不归零-1制、调相制、调频 制、改进的调频制等记录方式的写电流波形。3. 某磁盘组有六片磁盘，每片可有两个记录面，存储区域内径为22cm，外径为33cm,道密度40道/厘米，位密度400b/cm，转速2400r/min。试问：(1) 共有多少个存储面可用？(2) 共有多少个圆柱面？(3) 整个磁盘组的总存储容量有多少？(4) 数据传送率是多少？(5) 如果某文件长度超过一个磁道的容量，应将它记录在同一

12、存储面上还是记 录在同一圆柱面上？为什么？(6) 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是什么？寻址命令中精品文档因为道密度=40道/cm，所以40X5.5=220道，即220个圆柱面内层磁道周长为 2 n R=2X 3.14 X 11=69.08(cm)每道信息量=400 位/cm X69.08cm=27632 位=3454B每面信息量=3454BX 220=759880B盘组总容量=759880BX 10=7598800B(4) 磁盘数据传输率 Dr=rN, N为每条磁道容量，N=3454B,r为磁盘转速,r=2400 转 /60 秒=40 转/秒Dr=rN=40 X 3454B=

13、13816B/s(5) 应记录在同一个柱面上4某磁盘存储器的转速为3000r/min,共有4个盘面，5道/毫米，每道记录信息12288B,最小磁道直径为 230mm,共有275道。试问：(1) 该磁盘存储器的存储容量是多少？(2) 最高位密度和最低位密度是多少？(3) 磁盘的数据传送率是多少？(4) 平均等待时间是多少？CD 他雜的存储容早拠君大？O存f谦零量=卡己录.面魏 X 毎面甜F直嵌 * 磁逝崙量=4面 X 275 X 12260=135T 6800= V显問位鰹度和垠低位豳反分别足多少O往密度=逍容盪4-瘫直周长(2ttR )O最内= 230mm 2=115mmO 巔外展磁遒半桎 F

14、fcm* = Rmin + 275/5 = 115 + 55 = 170mmO最商伐密度 =1空288于节+ 2yr Rmln = 17节fmm节于 2tt RrtW 1.5宇节,mm宿应血救扩件钿郴为壬；O 了U 囲盘施导居代 柿2* = 垂迢缶 韭 * 住途=x 504=6 4400于节丿杪于穴利卜im 尼 名士 琴o千吗竽侍时w = i/a x=1/2 x 1/504=1/1=1Oms5. 某磁盘组有效盘面20个，每个盘面上有800个磁道。每个磁道上的有效记忆 容量为13000B,块间隔235B，旋转速度3000r/min。试问：(1) 在该磁盘存储器中，若以1000B为一个记录，这样，

15、一个磁道能存放10 个记录。若要存放12万个记录，需要多少个圆柱面(一个记录不允许跨越多个磁道)？(2) 这个磁盘存储器的平均等待时间是多少？(3) 数据传送率是多少？6. 某磁盘格式化为24个扇区和20条磁道。该盘能按需要选择顺时针或逆时针 旋转，旋转一圈的时间为360ms,读一块数据的时间为1ms。该片上有3个文件： 文件A从磁道6、扇区1开始占有2块；文件B从磁道2、扇区5开始占有5块; 文件C从磁道5、扇区3开始占有3块。试问：该磁盘的平均等待时间为多少？平均寻道时间是多少？若磁头移动和 磁盘转动不同时进行，且磁头的初始位置在磁道 0、扇区0,按顺序C、B、A读 出上述3个文件，总的时

16、间是多少？在相同的初始位置情况下， 读出上述3个文 件的最短时间是多少？此时文件的读出次序应当怎样排列？第九章1.什么是中断向量？中断向量如何形成？向量中断和非向量中断有何差异？_解：中断向量是抬向量中断在中断事件在提出中断请求时，通过硬杵向主机 捉供的中断向駅地址.中断向业山中断源的有茨硕件电路形成=向量中斷和非向 童中断的区别在于：AT看是指那些中撕服务程序的入li地址是由中斷事件自已提 供的中断后者是抬中断事件不能n按捉供中断脛务程序入口地址的中斷。2假设有1、2两个设备，其优先级为设备1设备2,若它们同时提出中断请求,试说明中断处理过程，画出其中断处理过程示意图，并标出断点 鮮：中断处

17、理过栩示意图见图S-1 5 E2谶覇I i :R3.现有A、B、C、D共4个中断源，其优先级由高向低按 A、B、C、D顺序排 列。若中断服务程序的执行时间为 20卩s,请根据下图(图1)所示时间轴给出 的中断源请求中断的时刻，画出 CPU执行程序的轨迹。I冊涪- m-D服务-A服务-丨*丨丨01020304()506070KO9BA请求讲求诸求请求图1中断请求时间轴4. 设某机有5级中断：L0、L1、L2、L3、L4，其中断响应优先次序为：L0最高、L1次之、L4最低。现在要求将中断处理次序改为 L1 L3 LO L4 L2，试问：(1) 各级中断服务程序中的各中断屏蔽码应如何设置(设每级对应

18、一位，当该位为“0”，表示中断允许；当该位为 “ 1”，表示中断屏蔽)？(2) 若这5级同时都发出中断请求，试画出进入各级中断处理过程示意图。解：(1 )务缢中断服务稈斥中的乞屮斷屛蔽码汝置如衣3所示 a-.iM * HQft1 A汕4ftLC1&1L1111a01Q0i0111aQ1015. 实现多重中断应具备何种条件？如有 A、B、C、D共4级中断，A的优先级 最高，B次之，D最低。如在程序执行过程中，C和D同时申请中断，该 先响应哪级中断？如正在处理该中断时， A、B又同时有中断请求，试画出该多 级中断处理的流程来。Q冷Q、寻IA I v r k- nH-f *罪 2I x j.w6. 简述DMA传