? 36 ? 计算机组成原理（第二版） 只在需要作图的地方扫描，而不必扫描全屏幕。道密度又称横向密度，是指沿磁盘半径方向单位长度上的磁道数。位密度又称纵向密度，是指沿磁道的单位长度上所能记录的二进制信息的位数。
2. 答：磁表面存储器有如下显著的特点： （1）存储密度高，记录容量大，每位价格低； （2）记录介质可以重复使用；
（3）记录信息可长时间保存而不致丢失； （4）非破坏性读出，读出时不需再生信息；
（5）存取速度较低，机械结构复杂，对工作环境要求较严。 3. 答：请参考本章磁记录方式有关描述。 4. 解： （注意，需要统一单位）
（1）（2*6-3）*（30-20）/2/0.2*(2*20/2*PI*640) （2） (2*20/2*PI*640)*2400/60
5. 答：在RZ、NRZ、NRZ1、FM、PM、MFM磁记录方式中，需要外同步的记录方式有NRZ、NRZ1，具有自同步能力的记录方式有RZ、FM、PM、MFM。直接从磁盘读出的信号中提取同步信号，这种方法称为自同步，即能从读出的数据（脉冲序列）中提取同步信号。不需要外同步机制。
6. 解： （1）3300 （2）352386751B （3）194152B 7. 解： 1.2MB
8. 答：请参考本章软磁盘存储器有关描述。
9. 答：ST506/412接口、小型计算机系统接口（SCSI）、增强型小型设备接口（ESDI）、IDE和EIDE接口
10. 答：请参考本章显示设备有关描述。 11. 解：480KB 12. 解：120160B
96256B
3840B（每个汉字仅需要保存2个字节的内码）
13. 答：请参考本章液晶显示设备有关描述。 14. 答：请参考本章打印输出设备有关描述。
15. 答：温切斯特磁盘简称温盘，是一种可移动磁头固定盘片存储器，是应用最广，最具代表性的硬磁盘存储器。温盘的一个主要特点是密封组合式，将磁头，盘片，电机驱动部件，读写电路等制成一个不可随意拆卸的整体，称为“头盘组件”（HDA），防尘性能好，可靠性高，对使用环境要求不高。
16. 答：请参考本章通信与网络设备有关描述。 17. （1）A （2）C （3）D （4）B （5）B
（6）B （7）B （8）A （9）B （10）D
附录 各章习题参考答案 ? 37 ? 18. 答：调制解调器的通信方式有三种。
（1）单工方式 通信双方只能设定一个固定的方向传输数据，即一端固定为数据发送端，另一端则固定为数据接收端。
（2）半双工方式 通信双方可以进行双向的数据传输，但各端不能同时发送和接收。允许各端既可以发送数据，又可以接收数据，但在发送数据时，不能接收数据。
（3）全双工方式 通信双方可以同时进行双向的数据传输，即一端在发送数据时，也可以接收数据。目前的调制解调器都采用全双工的通信方式。
19. 答：网络接口卡(Network Interface Card，NIC)简称网卡，也叫网络适配器，是插在个人计算机或服务器扩展槽内的扩展卡，与网络操作系统配合工作，控制网络上的信息流。网卡与网络传输介质（双绞线、同轴电缆或光纤）相连，网络传输介质与网络中的所有网卡相连。
20. 答：略 21. 答：
外部设备的主要功能有数据的输入、输出、成批存储以及对信息的加工处理等。外部设备可以分为五大类：输入输出设备、辅助存储器、终端设备、过程控制设备和脱机设备。其典型设备有键盘、打印机、磁盘、智能终端、数/模转换器和键盘－软盘数据站等。
22. 答：
（1）6×2＝12（面），共有12个存储面可用。
（2）40×（33－22）/2＝220（道），共有220个圆柱面。 （3）12×22π×400×220＝73×106（位）。
（4）数据传送率＝（22π×400）/（60/2400）＝1.1×106（b/s）＝0.138×106（B/s）。 （5）记录在同一圆柱面上。因为这样安排存取速度快。
（6）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。
23. 答：
（1）每道记录信息容量=12288字节，每个记录面信息容量=275×12288字节，共有4个记录面，所以磁盘存储器总容量为
4×275×12288字节 = 13516800字节 （2）最高位密度D1按最小磁道半径R1计算（R1 = 115mm）：
D1 = 12288字节/2πR1= 17字节/mm
最低位密度D2按最大磁道半径R2计算
R2 = R1 +（275/5） = 115 + 55 = 170mm D2 = 12288字节/2πR2 = 11.5字节/mm
（3）磁盘数据传输率
r = 3000/60 = 50周/秒
N = 12288字节（每道信息容量）
? 38 ? 计算机组成原理（第二版） C = r×N = 50×12288 = 614400字节/秒
（4）平均等待时间 = 1/2r = 1/2×50 = 1/100秒= 10毫秒
（5）本地磁盘存储器假设只有一台。有4个记录面，每个记录面有275个磁道。假设每个扇区记录1024个字节，则需要12288字节/1024字节=12个扇区。由此可得如图9-29的地址格式：
14 6 5 4 3 0 柱面（磁道）号 盘面（磁头）号 扇 区 号 图9-29 地址格式
24. 答：
（1）因为刷新所需带宽=分辨率×每个像素点颜色深度×刷新速率
所以，1024×768×3B×72/S = 165888 KB/S = 162 MB/S
（2）刷新总带宽应为162MB/S × 100/50 = 324MB/S，为达到这样高的刷存带宽，可采取如下技术措施：
使用高速DRAM芯片组成刷存； 刷存采用多体交叉结构；
刷存至显示控制器的内部总线宽度由32位提高到64位，甚至128位； 刷存采用双端口存储器，将刷新端口与更新端口分开。 25. 解：
设读写一块信息所需总时间为Tb，平均找道时间为Ts，平均等待时间为Tl，读写一块信息的传输时间为Tm，则 Tb = Ts + Tl + Tm，假设磁盘以每秒r转速率旋转，每条磁道容量为N个字，则数据传输率 = rN个字/秒，又假设每块的字数为n, 因而一旦读写定位在该块始端，就能在Tm≈（n/rN）秒的时间中传输完毕。Tl是磁盘旋转半周的时间，Tl = （1/2r）秒。由此可得：
Tb = Ts + 1/2r + n/rN （秒） 26. 解：
（1）存储区域=18-10=8（英寸）
内层磁道周长= 2×3.14×5=31.4（英寸） 每道的信息量=1000位/英寸×31.4英寸=31400位 每面的信息量= 31400×100×8=25120000位 盘片组总容量=25120000×20=502400000位=502.4兆 （2）秒转速r =C/N
C为磁盘数据传输率，C=1MB/S N为每条磁道容量，N=31400位 r = C/N=1000000/31400=32转/秒
附录 各章习题参考答案 ? 39 ? 第10章 习题参考答案
1. （1）正确 统分成四类：
（1）单指令流单数据流（SISD）计算机系统； （2）单指令流多数据流（SIMD）计算机系统； （3）多指令流单数据流（MISD）计算机系统； （4）多指令流多数据流（MIMD）计算机系统；
3. 答：生物计算机是随着生物和计算机发展而产生的一种新型计算机。生物计算技术的研制主要包括生物分子器件和生物计算机系统结构两个方面。目前生物计算机还处在发展的早期阶段，该领域研究得比较多的是用DNA 或蛋白分子来构成计算机。
4. 答：通过超导器件在超导态和常态间的快速转换特性实现的超高速计算机。超导计算机的性能是目前电子计算机无法相比的，具有高速度，低功耗的优势。
5. 答：以量子力学理论为信息处理理论基础并以量子器件构成的计算机，称为量子计算机。量子计算机与传统计算机相比，有以下两个优点：一是量子计算机能够解决一些传统计算机无法处理的问题；二是量子计算机能够将指数复杂性的问题降为多项式复杂性的问题。
6. 答：纳米技术主要应用于材料学方面。利用纳米技术制成性能优越的逻辑器件，作为新一代计算机的重要组成部分。
7. 答：采用光学原理和光学技术，由光器件构成的计算机。光技术有传输速度快、信号衰减小、互连密度高、无干扰、高时空带宽等明显特点，比电子技术有很大优势。
8. 答：计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个不同的概念。系统结构是计算机系统的软、硬件的界面；计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。它们各自包含不同的内容，但又有紧密的关系，一种计算机系统结构可以有多种组成实现，同样，一种组成也可以有多种物理实现
9. 答：
一般来说，所谓并行性包含两方面的意思：一方面是同时性，是指两个或两个以上事件在同一时刻发生；另一方面是并发性，是指两个或两个以上事件在同一时间间隔内发生。并行性主要表现为时间重叠、资源重复和资源共享。
（1）时间重叠，多个处理过程在时间上相互错开，轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分，以加快硬件周转从而赢得时间。它是通过时间重叠技术实现并行处理，主要利用各种流水线部件和流水处理机。这种技术基本上不增加重复硬件设备但提高处理速度，因此具有较高的性能价格比。
（2）资源重复，通过重复地设置硬件资源以大幅度提高计算机系统的性能，即以数
（2）正确
（3）错误
2. 答：按照指令流和数据流的不同组织方式，指令流和数据流的多重性，将计算机系
? 40 ? 计算机组成原理（第二版） 量取胜的原则。它主要表现在多机系统。但是由于硬件价格和软件复杂性的制约，这种方法还不可能普遍采用。但RISC技术的发展有可能使这种技术得到更广泛地应用。
（3）资源共享，它可以多个用户按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。它体现在分时系统、多道程序等，提高计算机设备利用率。