48 80000 5 50000 30 70000 (1)当CPU按虚拟地址1去访问主存时,主存的实地码是多少? (2)当CPU按虚拟地址2去访问主存时,主存的实地码是多少? (3)当CP
48
80000 5 50000
30 70000
(1)当CPU按虚拟地址1去访问主存时,主存的实地码是多少?
(2)当CPU按虚拟地址2去访问主存时,主存的实地码是多少?
(3)当CPU按虚拟地址3去访问主存时,主存的实地码是多少?
参考:⑴ 用虚拟地址为1的页号15作为页表检索项,查得页号为15的页在主存中的起始地址为80000,故将80000与虚拟地址中的页内地址码0324相加,求得主存实地址码为80324。
⑵ 同理,主存实地址码=96000+0128=96128。
⑶ 虚拟地址为3的页号为48,查页表时,发现此页面没在页表中,此时操作系统暂停用户作业程序的执行,转去查页表程序。如该页面在主存中,则将该页号及该页在主存中的起始地址写入主存;如该页面不在主存中,则操作系统要将该页面从外存调入主存,然后将页号及其主存中的起始地址写入页表。
4.页式存储器的逻辑地址由页号和页内地址两部分组成,若页面大小为4KB,地址转换过程如图所示,图中逻辑地址8644用十进制表示,经页表转换后,该逻辑地址的物理地址(十进制)是多少?
提示:把逻辑地址转换成二进制来做。
5.设某磁盘存储器的平均找道时间为ts,转速每分钟r转,每磁道容量为N个字,每信息块为n个字,试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间tB的公式。
解:tB=ts+60/2r+60n/rN。
6.某磁盘组有4个盘片,5个记录面,每个记录面的内磁道直径为22cm,外磁道直接为33cm,最大位密度为1600b/cm,道密度为80道/cm,转速7200转速/分。
⑴ 磁盘的最内圈磁道容量?
⑵ 最大数据传输率是多少?
提示:⑴ 某磁道容量=磁道长×本道位密度,所以,最内圈磁道的容量=1600×22×3.14=110528字节/道
⑵ 最大数据传输率=转速×某磁道容量=13263360字节/秒
★考核知识点: CPU寻址方式
参见讲稿章节:第7章第3节
(考核知识点解释):
寻址方式具体概念和方法
简答题
1.在8086中,对于物理地址2014CH来说,如果段起始地址为20000H,则偏移量应为多少?
解:14CH。
2.指出下列8086指令中,源操作数和目的操作的寻址方式。
(1) PUSH AX (2) XCHG BX,[BP+SI]
(3) MOV CX,03F5H (4) LDS SI,[BX]
(5)LEA BX,[BX+SI] (6) MOV AX,[BX+SI+0123H]
(7) MOV CX,ES:[BX][SI] (8) MOV [SI],AX
(9)XCHG AX,[2000H]
参考:
⑴源是寄存器直接寻址。目的是寄存器间接寻址。
⑵源是变址/基址寻址,目的是寄存器直接寻址。
⑶源是立即数寻址,目的是寄存器直接寻址。
⑷源是寄存器间接寻址。目的是寄存器直接寻址。
3.若(BX)=5555H,试写出执行完下面的指令序列后BX中的内容。
MOV CL,5
SHR BX,CL
参考:第一条指令把数5传送到CL(CL是指定用于存放移位或循环次数的寄存器)中,第2条是逻辑右移指令,使BX逻辑右移5次(由CL给出移位次数)。
4.有一主频为25 MHz的微处理器,平均每条指令的执行时间为两个机器周期,每个机器周期由两个时钟脉冲组成。
(1)假定存储器为“0等待”,请计算机器速度 (每秒钟执行的机器指令条数)。
(2)假如存储器速度较慢,每两个机器周期中有一个是访问存储器周期,需插入两个时钟的等待时间,请计算机器速度。
过程参考:⑴存储器“0等待”是假设在访问存储器时,存储周期=机器周期,此时
机器周期=主频周期×2(一个机器周期由两个时钟脉冲组成)
=2/25MHz=0.08μS
指令周期=2×机器周期=0.16μS
机器平均速度= (百万条指令/秒)
⑵若每两个机器周期中有一个是访问存储器周期,则需插入两个时钟的等待时间。
指令周期=0.16μS+0.08μS=0.24μS
机器平均速度= (百万条指令/秒)
★考核知识点: 数据传送方法中断方式
参见讲稿章节:第5章第5节
(考核知识点解释):
中断基本概念,数据传送计算。
计算题
1.用异步方式传送ASCII码,数据格式为:数据位8位、奇校验位1位、停止位1位。当波特率为4800b/s时,每个字符传送的速率是多少?每个数据位的时间是多少?数据位的传送速率又是多少?
提示:每个字符包含10位,因此字符传送速率为:波特率÷字符位数
每个数据位长度T=1÷波特率
数据位传输速率为字节位数*数据位时间长度
2.假定某外设向CPU传送信息最高频率为40K次/秒,而相应中断处理程序的执行时间为40μS,问该外设能否用中断方式工作?
提示:外设传送一个数据的时间=1/40×=25μS,所以请求中断的周期为25μS,而相应中断处理程序的执行时间为40μS。
★考核知识点: 总线传输率、带宽
参见讲稿章节:第3章总线性能指标
(考核知识点解释):
时钟频率、总线数据周期基本计算公式,总线带宽定义。
计算题
1.在一个16位的总线中,若时钟频率为100MHz,总线数据周期为5个时钟周期传输一个字。试计算总线的数据传输率。
解:时钟频率为100MHz,所以
5个时钟周期=5×100μs=0.05μs
数据传输率=16bit/0.05μs=40×106字节/秒
2.⑴某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据,若一个总线周期等于一个时钟周期,总线频率为33MHz,问总线带宽是多少?
⑵若一个总线周期中并行传送64位数据,总线时钟提高为66MHz,问总线带宽是多少?
⑶分析影响带宽的有哪些因素?
提示:影响总线带宽的主要因素有:总线宽度、传送距离、总线发送和接收电路工作频率限制及数据传送形式。
3.在异步串行传输系统中,若每秒可传输20个数据帧,一个数据帧包含1个起始位、7个数据位、一个奇校验位和1个结束位。试计算其波特率和比特率。
参考:波特率=(1+7+1+1)×20=200b/s,比特率=20×7=140b/s。
★考核知识点: 存储器设计
参见讲稿章节:第4章
(考核知识点解释):
片选逻辑、存储器扩展方式、地址空间计算
设计题(10分)
设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用作访存控制信号(低电平有效),用作读写控制信号(高电平为读,低电平为写)。现有下列芯片及各种门电路(门电路自定),如图所示。画出CPU与存储器的连接图,要求:
(1)存储芯片地址空间分配为:最大4K地址空间为系统程序区,相邻的4K地址空间为系统程序工作区,最小16K地址空间为用户程序区;
(2)指出选用的存储芯片类型及数量;
(3)详细画出片选逻辑。
答(1)主存地址空间分配:
6000H~67FFH为系统程序区;
6800H~6BFFH为用户程序区。
A15 … A11 … A7 … … A0
最大4K 2K×8位ROM 2片
相邻4K 4K×4位RAM 2片
最小16K 8K×8位RAM 2片
(2)合理选用上述存储芯片,说明各选几片?
根据主存地址空间分配
最大4K地址空间为系统程序区,选用2片2K×8位ROM芯片;(1分)
相邻的4K地址空间为系统程序工作区,选用2片4K×4位RAM芯片;(1分)
最小16K地址空间为用户程序区,选用2片8K×8位RAM芯片。(1分)
(3)详细画出存储芯片的片选逻辑图。
★考核知识点: 指令设计
参见讲稿章节:第7章指令格式
(考核知识点解释):
一地址、二地址指令及寻址方式
设计题
1. 某机字长16位,存储字长等于指令字长,若存储器直接寻址空间为128字,变址时的位移量为-64~+63,16个通用寄存器可作为变址寄存器。设计一套指令格式,满足下列寻址类型的要求。



