计算机组成原理习题 - 4 8 9章

第四章

1．一个容量为16K×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？

1K×4位，2K×8位，4K×4位，16K×1位，4K×8位，8K×8位 答：46，

2．现有1024×1的存储芯片，若用它组成容量为16K×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×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？

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×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×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。

4．某半导体存储器容量16K×8位，可选SRAM芯片的容量为4K×4位；地址总线A15~A0（低），双向数据总线D7~D0（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。 5．现有如下存储芯片：2K×1位的ROM、4K×1位的RAM、8K×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电路，并画出相应的逻辑结构图。 （3）指出有无地址重叠现象。

6．用容量为16K×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0.5μs，CPU在1μs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？ 7．某半导体存储器容量15KB ， 其中固化区8KB，可选EPROM芯片为4K×8 ；可随机读/写区7KB，可选SRAM芯片有：4K×4位、2K×4位、1K×4位。地址

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总线A15～A0（A0为最低位），双向数据总线D7～D0（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A15～A0（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FC00～FFFFH。现用2164芯片（64K×1）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。

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和无Cache相比，速度提高多少倍 ？

第八章

1．分别用RZ、NRZ、NRZ-1、PE、FM、MFM和M2FM制记录方式记录下述数据序列，画出写电流波形。 （1）1101101110110 （2）1010110011000

2．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？寻址命令中如何表示磁盘地址？

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？

5．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，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？