计算机组成原理复习知识 - 图文(7)

2019-08-03 12:03

P234 10.一台活动头磁盘机的盘片组共有20个可用的盘面,每个盘面直径18英寸,可供记录部分宽5英寸,已知道密度为100道/英寸,位密度为1000位/英寸(最内道),并假定各磁道记录的信息位数相同。试问: ①盘片组总容量是多少兆位?

②若要求数据传输率为1MB/s,磁盘机转速每分钟应是多少转?

①盘面内径=18/2-5=4英寸 每盘面道数=5*100=500道

每道存储量=2*3.14*4*1000=25120b 盘片组总容量=25120b*500*20=251.2兆位

②转速r=(1MB/s*60s)/25120b≈19108.3=19109(转) 3.磁盘cache与主存cache的异同点。

P218 主存cache在CPU和主存之间,存取时间短,全用硬件来实现。磁盘cache在主存和磁盘之间,一次存取的数量大,数据集中,速度要求较主存的cache低,一般由硬件和软件共从完成。

4.分辨率、灰度级、刷存、刷存带宽的概念和有关计算。P224 分辨率是指显示器所能表示的像素个数。

灰度级是指黑白显示器中所显示的像素点的亮暗差别,在彩色显示器中则表现为颜色的不同。灰度级越多,图像层次越清楚逼真。

刷存(刷新存储器)是指存储一帧图像信息的存储器。存储量M=r*C。分辨率r越高,颜色深度C越多,刷新存储器容量越大。如分辨率为1024*1024,256级颜色深度的图像,存储容量M=1024*1024*8bit=1MB。

第八章

1.CPU与外围设备的信息交换方式有哪几种,各自特点是什么? 程序查询方式,程序中断方式,直接内存访问(DMA)方式,通道方式。

程序查询方式:数据在CPU和外围设备之间的传送完全靠计算机程序控制。优点:CPU的操作和外围设备的操作能够同步,

而且硬件结构比较简单。缺点:外围设备动作很慢时将浪费CPU很多时间。

程序中断方式:当一个中断发生时,CPU暂停它的现行程序,而转向中断处理程序程序。当中断处理完毕后,CPU又返回到它原来的程序停止的地方继续执行。适用于随机出现的服务,并且一旦提出要求,应立即执行。

直接内存访问(DMA)方式:一种完全由硬件执行I/O交换的工作方式。DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制。数据交换不经过CPU,而直接在内存和外围设备之间进行,以高速传送数据。优点:数据传输速率很高,传输速率仅受到内存访问时间的限制。适用于内存和高速外围设备之间大批数据交换的场合。

通道方式:通道是一个具有特殊功能的处理器,可以实现对外围设备的统一管理和外围设备与内存之间的数据传送。 2.中断处理过程中需注意的问题。

程序中断方式,外界中断请求是随机的,但CPU只有在当前一条指令执行完毕后,转入公操作时才受理设备的中断请求。 当CPU响应外设的中断请求时,CPU发出中断响应信号,同时关闭中断(“中断屏蔽”触发器置“1”),并且把程序计数器PC的内容,以及当前指令执行完毕后CPU的状态都保存到堆栈中去;中断处理过程是由硬件和软件结合来完成的。 3.多级中断结构中是怎样实现中断嵌套的? P247

1.在一个多级中断结构中,若有n级中断,在CPU中就有n个中断请求触发器和n个中断屏蔽触发器。

2.在某一级中断被响应后,要置“1”(关闭)本级和优先权低于本级的中断屏蔽触发器,置“0”(开放)更高级的中断屏蔽触发器。使用中断堆栈保存现场信息。保存和恢复现场的过程按先进后出的顺序进行。

3.当本级或低级中断源发出中断请求信号,则不响应;当更高级的中断源发出中断请求信号时,则重复上一步的操作。 4.DMA传送方式有哪些?各自特点。P254

停止CPU访问内存,周期挪用,DMA与CPU交替访问内存。 停止CPU访问内存:DMA完全占有总线。优点是控制简单,适用于数据传输率很高的设备进行成组传送。缺点是内存的效能没有充分发挥,相当一部分内存工作周期是空闲的。

周期挪用:当I/O设备没有DMA请求时CPU按程序要求访问内存;一旦I/O设备有DMA请求,则由I/O设备挪用一个或几个内存周期。适用于I/O设备读写周期大于内存存储周期的情况。

DMA与CPU交替访问内存:如果CPU的工作周期比内存存取周期长得多,此时采用交替访内的方式可以使DMA传送和CPU同时发挥最高的效率。不需要总线使用权的申请,建立和归还过程。总线使用权分时控制,各自在自己的时间控制周期内访问内存。

5.DMA控制器有哪两种?二者有什么区别?P258 选择型DMA控制器,多路型DMA控制器。

选择型DMA控制器:在物理上可以连接多个设备,但是在某一段时间内只能为一个设备服务。数据传送是以数据块为单位进行的。适合数据传输率很高以致接近内存存取速度的设备。 多路型DMA控制器:适合于同时为多个慢速外围设备服务,不仅在物理上可以连接多个外围设备,而且在逻辑上也允许这些外围设备同时工作,各设备以字节交叉方式通过DMA控制器进行数据交换。外围设备以周期挪用方式对内存进行读取。 6.通道方式下,I/O系统的四级连接是什么?P261 CPU与存储器——通道——I/O模块——外围设备。 7.通道可分为哪几种类型,相互之间有什么异同?P263 选择通道,多路通道。

多路通道包括(数组多路通道,字节多路通道)。

选择通道:又称高速通道,在物理上可以连接多个设备,但在某一段时间内通道只能选择一个设备进行工作。只有当这个设备的通道程序全部执行完毕后,才能执行其他设备的通道程序。主要用于连接高速外围设备,如磁盘,磁带等。信息以数据块方式高速传输。 多路通道

数组多路通道:当某设备进行数据传送时,通道只为该设备服务;当设备在执行寻址等控制性动作时,通道暂时断开与这个设备的

连接,挂起该设备的通道程序,去执行其他设备的通道程序。不仅在物理上可以连接多个设备,而且在一段时间内能交替执行多个设备的通道程序。这些设备应是高速设备。常用于大型系统。 字节多路通道:主要用于连接大量的低速设备,一段时间内能交替执行多个设备的通道程序,使这些设备同时工作。以字节为基本单位与设备进行数据传送。


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