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单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,7.1A 若对磁表面存储器写入代码10011，请画出NR-1制、PE制、FM制、MMF制记录方式的写入电流波形。设点流初始方向为-I。,7.2B 假设在一个采用组相联映象方式的Cache种，主存有B0B7共8块组成，Cache有C0C4共4块，组内块数为2块。每块位32个字节。求：,1）写出主存地址的格式，并标出各字段的长度。,2）写出Cache地址的格式，并标出各字段的长度。,3）画出主存与Cache字间各个块的映象对应关系。,7.3B 一个由Cache与主存组成的二级存储系统。已知主存容量为1MB,缓存容量为32KB,采用组相联方式进行地址映象与变换，主存与缓存的每一块为64B,缓存共分8组。求：,1）写出主存与缓存的地址格式。（地址码长度及各字段名称与位数）,2）假定Cache的存取周期为20ns,命中率位0.95，希望采用Cache后的加速比大于10，那么要求主存的存取速度应大于多少？,1,7.4A 某计算机系统的内存系统中，已知cache存取周期为45ns，主存存取周期为200ns。CPU执行一段程序时，CPU访问内存系统共4500次，其中访问主存的次数为340次，问：,1Cache 命中率H是多少？，,2CPU访问内存的平均访问时间Ta是多少？,3Cache/主存系统的访问效率e是多少？,解：1、Cache 命中率H,H=Nc/(Nc+Nm)=(4500-340)/4500=0.92,2、CPU访存的平均时间,Ta=H*Tc+(1-H)（Tm+Tc）,=0.92*45+(1-0.92)*（200+45）=61 ns,3、Cache/主存系统的访问效率,e=Tc/Ta*100%=45/61*100%=0.74*100%=74%,2,7.5某计算机，如果所有的Cache访问都命中的话，它的CPI（每条指令执行的周期数）时2.0。唯一的数据访问指令是Store和Load,它们占总数指令的40%，不命中的损失是25个时钟周期，不命中率是2%。如果所有的指令访问Cache都命中的话，那么机器的速度是存在Cache不命中的多少倍？,答：设机器执行的总指令条数为100；设在所有存储器访问都在Cache命中时，所需时钟周期数为T1;设在一般Cache命中率下，执行上述指令的时钟周期为T2，则：T1=指令条数平均Cache=100 2.0=200,T2=指令条数CPI=指令总条数平均CPI+Cache不命中指令条数引起的延迟,=100 2.0+100 40%2%25=220,则加速比S=T2/T1=1.1,则在Cache全部命中情况下的机器速度是在Cache有缺失情况下的1.1倍。,3,7.6 某计算机的存储系统是由Cache、贮存和磁盘组成的虚拟存储系统。若一字在Cache中，访问它需要T1ns;若字不在主存中，将其从磁盘装入主存需要时间T2ns,主存字访问周期为T3ns,若Cache的命中率为P1,主存命中率为T2，求出该存储系统的平均字访问时间。,解：平均字访问时间：在Cache+在内存+不再内存 即,P1T1+（1-P1)P2T3+(1-P1)(1-P2)(T2+T3),4,7.7有一主存-Cache层次的存储器，其主存容量1MB,Cache容量是64KB,每块8KB,若采用直接映像方式，请问主存的地址格式？若主存地址为25301H,那么它在主存的哪一块？映射到Cache的哪一块？,解：主存地址格式为：区号+主存块号+块内地址其中，主存分了1MB/64K=16个区，所以区号是4位，主存每个区中的块和Cache中的块相同，是64K/8K=8块，所以主存块号是3位，块内地址是13位。即4位区号 3位块号 13位块内地址。地址为25301H,就是0010 0101 0011 0000 0001B,也就是它在主存2区的第2块，映像到Cache的第2块。,7.8 某计算机的Cache采用4路组相连映射，已知Cache容量为16KB，主存容量为2MB，每块有8个字，每个字32位。请回答：,a)主存地址多少位（按字节编址），各字段如何划分（个需多少位）？,b)设Cache初始时为空，CPU从主存单元0，1，100连续读出101个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读11次，问命中率为多少？若Cache速度是主存速度的5倍，则采用Cache与无Cache速度提高多少倍？,5,7.9某计算机采用直接映射Cache，已知容量为4096B。,a)若CPU依次从主存单元0，1，99和4096，4097，4195交替取指令，循环执行10次，问命中率是多少？,b)如Cache存取时间为10ns，主存存取时间为100ns，Cache命中率为95%，求平均存取时间。,7.10 已知某计算机系统共有2KB Cache，采用组相连映射方式，分为16组，每组有4个Cache块。其地址长32位，最小编址单位为字节。,a)内存地址000010AF16将映射到Cache中的哪一组？,b)若内存地址000010AF16和FFFF7XYZ16可以同时被映射到Cache中的同一组，那么，xyz可能的取值为多少？,7.11 什么是虚拟存储器？它的存储介质有哪些？虚拟存储器主要要解决什么问题？分别是怎么解决的？,7.12 虚拟存储器是如何进行虚地址到内存实地址的转换的？说明段表的组成。哪些常用的指令寻址方式可用在虚实地址的转换中？,6,8.1 某活动磁头磁盘组的性能参数如下：转数6000转/分，每道容量20KB，平均寻道时间10ms。假定操作系统采用两种方式访问该磁盘组，第一种方式每次读取2KB，第二种方式每次读取8KB。已知操作系统访问磁盘的时间开销为5ms的额外开销和2KB/ms的传输开销。求;,1.计算该次片组的数据传输率和平均寻址时间（即从磁头定位到目标磁道开始到寻找到目标扇区的平均时间）？,2.如果要读取一个很大的磁盘文件，操作系统按第一种方式和第二种方式所需的时间比是多少？,7,8.2 设某磁盘有两个记录面，存储区内直径为2.36英寸，外直径为5英寸，道密度为1250TPI(TPI：磁道数/英寸)，内直径处的位密度为52，400bpi,位/英寸)，转速为2400rpm(rpm：/分)。请解答：,每面有多少磁道，每磁道能存储多少字节？,数据传输率是多少？,设找道时间在10ms40ms之间，在一个磁道上写上8000字节数据，平均需要多少时间？,解答：,已知道密度D,cylinder,=1250TPI，内直径Dim,inner,=2.36英寸，外直径Dim,outside,=5英寸，则每面的磁道数N,每面磁道数,为：,N,每面磁道数,为=D,cylinder,(Dim,outside,-Dim,inner,)/2=12501.32=1650,根据位密度的楰，这样每道上存储的字节个数相同，则可存储的字节数可由下公式得到：Num,磁道,=2,R,inner,D,bit,=Dim,inner,D,bit,+8=48562字节。,8,设数据传输率为f，则根据数据传输率的定义，由以下公式可以得到解：f=Dim,inner,(D,bit,/8)(2400/60)=1.94MB/s,设读取数据所需总的时间为T，平均找道时间为T,SEEK,，旋转延迟为T,ROTATE,，数据读取时间为T,READ,，则解过程为：,T=T,SEEK,+,T,ROTATE,+,T,READ,=(10+40)/2+1/(2400/60)+2+(81024)/(1.9410,6,)10,3,=41.7ms(36),8.3 某磁盘存储器的平均找道时间为T,s,，转速为每分r转，每磁道容量为N个字，每信息块为n个字。试推算读写一个信息块所需时间T,b,的计算公式。,解答：设平均等待时间为T,WAIT,，,数据读取时间为T,READ,，则 一个信息块的时间为：,T,b,=T,s,+T,WAIT,+T,READ,=T,s,+60/(2,r)+60n/rN,9,9.1 若需显示一幅有256种颜色1024768像素的图像。,显示系统的帧存容量为多少位？,如要在屏幕上得到逼真的动态图像，假设每秒传送50帧(逐行扫描)，则传送频率为多少？,如要显示汉字，机器内设置有ROM汉字库，存放一级和二级汉字，汉字采用1616点阵，则汉字库的容量是多少？,答：显示系统的帧缓冲容量为：,1024768,2,256=6291456位,传送频率为：,5062914568=39.3216Mbit/s,一级汉字个数为3755个，二级汉字为3008个，汉字库容量为(,3755+3008),16168=216416字节,10,9.2 一个黑白CRT，显示具有16级灰度的图片，已知CRT的分辨率为800600，问显示RAM的容量为多少？如帧同步脉冲的频率为30Mhz，则视频脉冲的频率应是多少？,答：显示RAM容量为：,800600,2,16=240kB,视频脉冲的频率是：,80060030=1.44Mhz,9.3 如果某计算机显示器的分辨率为1024768，65535灰度级，则它显示卡的刷新存储器至少为多少kB？,答：需要容量为：1024768,2,65535=1536kB,9.4 某位图终端的显示器分辩率为1024*768，显示器每秒钟刷新75次。对应于一个像素点的刷新时间是多长？,9.5 激光打印机有哪些部件组成？它的工作原理是什么？,11,10.1,简答题：什么是总线裁决有哪几种方式？集中式总线裁决方式有哪些？这些总线裁决方式各有哪些特点？,答：总线裁决：当采用非专用总线时，由于 可能有多个设备或部件同时申请使用总线，就应该由总线控制机构来按照某种优先次序裁决，以保证在同一时间内只能有一个高优先级的申请都以得对总线的使用权。,有两种方式：集中式总线控制和分布式总线控制。,集中式总线裁决方式有3种：串行链、，定时查询、独立请求。,其特点分别是：串行链接的特点是逻辑简单，扩充性好活性差。,定时查询的特点是灵活性好，可靠性高；控制线多，扩展性稍差。,独立请求的特点是速度快，灵活性好；控制线数量过大。,12,10.2 某计算机的外部设备具有三级中断功能，中断响应次序基本上由硬件排队电路决定，但可利用各个外部设备控制中断屏蔽控制位来封锁本设备的中断请求信号。设所有中断处理程序的执行时间相同，均为T，在5T时间内共发生5次中断请求信号，如图所示。,请图示各个中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次序。,软件进行干预，当执行中断处理程序 时，屏蔽二级中断。请图示各个中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次序。,解答：,没有软件进行干预时，实际响应顺序为：。所以，中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次序如图所示。,13,14,由于进行了软件干预，实际响应时发生了变化，虽然的级别高于，但是当 先到来时，并不能中断它。,所以，进行了软件干预后，中断处理程序占用的时间段及中断程序完成的次序如图所示。,15,10.3 什么叫中断嵌套？CPU中断处理周期完成哪些工作？,答：中断嵌套：当已经有中断发生并转入服务程序，而且并不禁止其他中断发生时，此时又有别的高级中断源发生请求，因而被迫停止当前的中断服务程序，转去响应更高优先权的中断请求，这就形成中断的嵌套。,CPU中断处理周期要完成的工作：,A)关中断。防止保存现场不完整。,B)保存断点和现场。保证今后能正确返回中断点。,C)判断中断源，转向中断服务程序。多个中断源同时请求，选择最高优先权的中断源，并转入相应的服务程序入口。,D)开中断。允许更高级中断响应。,E)执行中断服务程序。实际有效的服务工作。,F)关中断。防止恢复现场不完整。,G)恢复现场，恢复断点。返回中断点。,H)开中断。此次中断响应结束，允许各种中断响应。,16,10.4 简述子程序调用和中断转移指令的执行过程与区别。,答：子程序调用：,A)保存当前地址。用于今后返回。,B)转移并执行子程序。,C)执行子程序完毕，取出返回地址，并返回。,中断转移
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