WARNING：不知道准确性，所以希望能够指正讨论错误，小咲会尽量查漏补缺谢谢
1.设某机主存容量为16MB，Cache容量为32KB，每字块有4个字，每字16位。
求：
（1）如果直接映射时，画出主存地址字段中各段的位数；地址是ABCDEFH存储单元映射到Cache哪个单元。
（2）如果全相映射时，画出主存地址字段中各段的位数。
（3）如果是四路组相联映射，画出主存地址字段中各段的位数；地址是ABCDEFH存储单元映射到Cache哪个单元。
（4）设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0，1，2，…，55号单元读出56个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读6次，问命中率是多少？
（3）若Cache的速度是主存的8倍，试问有Cache和无Cache相比，速度约提高多少倍？
解：每字块有4个字，每字16位，4*16/8=8B，所以字块内地址为3位；主存容量16MB，所以总共2^24,也就是24位总长
- Cache共有32KB/2B（16位）=16K字 因每个字块4个字，16K/4=4000块.缓存子块地址为12位
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主存字块标记 |
Cache组地址 |
字块内地址 |
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9位 |
12位 |
3位 |
主存块数：16MB/（4*16/8）B=2^21块
A；4000+A；2*4000+A；……2^20*4000+A
（2）
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主存字块标记 |
字块内地址 |
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21位 |
3位 |
（3）32KB=2^15B,每个字块大小2^4B,c=15-4=11 四路组相联映射r=2，q=c-r=9,组地址为9
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主存字块标记 |
Cache组地址 |
字块内地址 |
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12位 |
9位 |
3位 |
（4）每字块有4个字，Cache的初态为空，所以 CPU读第0号单元时未命中，必须访问主存，CPU 读取第0、4、8、12……56，即15次未命中，后5次全部命中，所以命中率=（56*6-15）/（56*6）
（3）设主存存取周期8t，缓存存取周期t，没有缓存的访问时间8t*(56*6)，有缓存的访问时间为t*(56*6-15)+8t*15
速度约提高：(8t*56*6) /(t*（56*6-15）+8t * 15)-1
2.磁盘组有6片磁盘，最外两侧盘面不可以记录，存储区域内径22cm，外径33cm，道密度为
40道/cm，内层密度为400位/cm，转速3600转/分，问：
（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？
（5）如果某文件长度超过一个磁盘的容量，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？
解：（1）共有：6 * 2 = 12 个存储面可用
（2）有效存储区域 = （33-22）/ 2 = 5.5cm
柱面数 = 40道/cm * 5.5 = 220道
- 内道周长 = 22 * 3.14 = 69.08 cm
道容量 = 400 * 69.08 = 3454 B
面容量 = 3454 * 220 = 759880 B
盘组总容量 = 759880 B * 12 = 9118560 B
- 转速 = 3600 / 60 = 60 转/秒
传输率 = 3454 * 60 = 207240 B/s
- 记录在同一圆柱面上，因为这样安排存取速度快
- 如果采用定长信息块记录格式，直接寻址的最小单位是扇区。磁盘地址：驱动器号、圆柱面号、盘面号、扇区号
- 设有4个模块组成的四体存储器结构，每个体的存储字长及总线宽度都为64位，存储周期250ns，总线周期50ns试求顺序存储及交叉存储的存储器带宽。
解：
连续读出4个字的信息量 64* 4 = 256 位
顺序存储连续读出4个字的时间：250 * 4 = 1000 ns = 10 ^ (-6) s
交叉存储连续读出4个字的时间：250 + 50 * （4 - 1） =400 ns = 4 * 10 ^ (-7) s
顺序存储存储器带宽：256/（10 ^ (-6)）= 2.56 * 10^8 bps
交叉存储存储器带宽：256/（4 * 10 ^ (-7)）= 6.4 * 10^8 bps
- 设有效位为110，试用生成多项式G(x)=11011将其编成循环冗余码。
解：
P(x) = x^2 + x^1
数据：11011
N=2=》》需要补两位：1101100/110
CRC冗余码：00
传送数据：1101100
5.填空
（1）DMA方式_ B __。
A．既然能用于高速外围设备的信息传送，也就能代替中断方式；
B．不能取代中断方式；C．也能向CPU请求中断处理数据传送； D．内无中断机制
解释：DMA 直接内存操作
（2）单级中断与多级中断的区别是___A_____。
A. 单级中断只能实现单中断，而多级中断可以实现多重中断
B. 单级中断的硬件结构是一维中断，而多级中断的硬件结构是二维中断
C. 单级中断处理机只通过一根外部中断请求线接到它的外部设备系统；而多级中断，每一个I/O设备都有一根专用的外部中断请求线
（3）采用DMA方式传递数据时，每传送一个数据就要占用一个___C_____时间。
A. 指令周期 B. 机器周期 C. 存储周期 D. 总线周期
（4）磁表面存储器不具备的特点是___C___。
A. 存储密度高 B. 可脱机保存 C. 速度快 D. 容量大
（6）若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为（ C ）。
A、4×106字节/秒 B、4M字节/秒 C、8×106字节/秒 D、8M字节/秒
[解析] 存储周期250ns，则每秒读数据4000000次，每次读取2字节，于是该存储器的数据传送率为8×10^6字节/秒。
（7）直接映射cache的主要优点是实现简单。这种方式的主要缺点是（ B ）。
A 它比其他cache映射方式价格更贵
B 如果使用中的2个或多个块映射到cache同一行，命中率则下降
C 它的存取时间大于其它cache映射方式
D cache中的块数随着主存容量增大而线性增加
例题：
1. 汉明码
（1）写出1101011101对应的汉明码（采用奇校验）；偶数个1为1
C1=3⊕5⊕7⊕9⊕11⊕13=1
C2=3⊕6⊕7⊕10⊕11⊕14=0
C4=5⊕6⊕7⊕12⊕13⊕14=1
C8=9⊕10⊕11⊕12⊕13⊕14=1
所以采用奇校验对应的汉明码为：10111011011101
（2）如果接收方收到一组数111011001101（采用偶校验），这组汉明码有错吗？正确传输的数据为多少？
第三位错误，正确数据为01101101
2.已知动态RAM需2ms刷新一次，8K*8位，内部结构256*256矩阵，读写周期0.1μs，试画出三种刷新时间时间分配图（参照书上）。
常用的刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式。
解：采用集中刷新方式刷新间隔为:2ms，其中刷新死区为：256×0.1μs=25.6μs
采用分散刷新方式刷新间隔为：256×（0.1μs+0.1μs）=51.2μs
采用异步刷新方式（上述两者结合的方法）刷新间隔为:2ms
2ms内256行刷新一遍，刷新信号的时间间隔为2ms/256=7.8125微妙
3. 设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用（低电平有效）作访存控制信号，作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有下列存储芯片：ROM（2K×8位，4K×4位，8K×8位），RAM（1K×4位，2K×8位，4K×8位），及74138译码器和其他门电路（门电路自定）。试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。要求：
（1）最小4K地址为系统程序区，4096~16383地址范围为用户程序区。
（2）指出选用的存储芯片类型及数量。
（3）详细画出片选逻辑。
解：（1）地址空间分配图：
系统程序区（ROM共4KB）：0000H-0FFFH
用户程序区（RAM共12KB）：1000H-3FFFH
（2）选片：ROM：选择4K×4位芯片2片，位并联
RAM：选择4K×8位芯片3片，字串联(RAM1地址范围为:1000H-1FFFH,RAM2地址范围为2000H-2FFFH, RAM3地址范围为:3000H-3FFFH)
（3）各芯片二进制地址分配如下：
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A15 |
A14 |
A13 |
A12 |
A11 |
A10 |
A9 |
A8 |
A7 |
A6 |
A5 |
A4 |
A3 |
A2 |
A1 |
A0 |
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ROM1,2 |
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RAM1 |
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RAM2 |
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RAM3 |
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1 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
1 |
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1 |
1 |
