计算机原理部分习题

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1、1.11指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：l通过不同的时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取指微程序）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。l通过地址来源区分，由PC提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。4.5什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？答：存储器的带宽是指单位时间内存储器存取的信息量，单位可用字/秒或字节/秒或位/秒

2、表示。由数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，得存储器的带宽为：32位/200ns=160×106位/秒=160M位/秒4.16CPU假设同上题，现有8片8K×8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；（2）写出每片RAM的地址范围；（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？解：（1）CPU

3、与存储器芯片连接逻辑图：（2）地址空间分配图：RAM0:0000H-1FFFHRAM1:2000H-3FFFHRAM2:4000H-5FFFHRAM3:6000H-7FFFHRAM4:8000H-9FFFHRAM5:A000H-BFFFHRAM6:C000H-DFFFHRAM7:E000H-FFFFH（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片(RAM5)都有与其相同的数据，则根本的故障原因为：该存储芯片的片选输入端很可能总是处于低电平。假设芯片与译码器本身都是好的，可能

4、的情况有：1）该片的-CS端与-WE端错连或短路；2）该片的-CS端与CPU的-MREQ端错连或短路；3）该片的-CS端与地线错连或短路。（4）如果地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间(奇数片)，A13=0的另一半地址空间（偶数片）将永远访问不到。若对A13=0的地址空间（偶数片）进行访问，只能错误地访问到A13=1的对应空间(奇数片)中去。4.38磁盘组有6片磁盘，最外两侧盘面可以记录，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度

5、为40道/cm，内层密度为400位/cm，转速3600转/分。（1）共有多少存储面可用？（2）共有多少柱面？（3）盘组总存储容量是多少？（4）数据传输率是多少？解：(1)共有12个存储面可用(2)有效存储区域=33/2-22/2=5.5(cm)道密度=40道/cm,所以40*5.5=220道,即220个柱面。(3)内层磁道周长为2πR=2*3.14*11=69.08(cm)每道信息量=400位/cm*69.08cm=27632位=3454B每面信息量=3454B*220=759880B盘组总容量=75988

6、0B*12=9118560B(4)磁盘数据传输率Dr=n·NN为每条磁道容量,即N=3454Bn为磁盘转速,即n=3600转/60秒=60转/秒Dr=n·N=60*3454B=207240B/s5.3I/O设备与主机交换信息时，共有哪几种控制方式？简述它们的特点。答：I/O设备与主机交换信息的控制方式有：（1）程序查询方式。其特点是主机与I/O串行工作。CPU启动I/O后，，若设备准备就绪，CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序；若设备未做好准备，则CPU反复查询，“踏步”等待直到I/O准备就绪为止。

7、可见这种方式CPU效率很低。（2）程序中断方式。其特点是主机与I/O并行工作。CPU启动I/O后，不必时刻查询I/O是否准备好，而是继续执行程序。当I/O准备就绪时，向CPU发中断请求信号，CPU在适当的时候响应I/O的中断请求，暂停现行程序为I/O服务。这种方式消除了“踏步”现象，提高了CPU的效率。（3）DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作，主存与I/O之间有一条直接数据通路。CPU启动I/O后，不必查询I/O是否准备好，当I/O准备就绪后，发出DMA请求，此时CPU不直接参与I/O和主存间的信息交

8、换，只是把外部总线（地址线、数据线和有关的控制线）的使用权暂时交赋予DMA，仍然可以完成自身内部的操作（如加法、移位等），故不必中断现行程序，只需暂停一个存取周期访存（即周期挪用），CPU的效率更高。（4）通道方式。通道是一个具有特殊功能的处理器，CPU把部分权力下放给通道，由它实现对外围设备的统一管理和外围设备与主存之间的数据交换，大大提高了CPU的效率，但它是以花费更多的硬件为代价的。（5）I/O处理机方式。