（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？
７ ．某磁盘存储器的转速为３０００ r／min ，共有４ 个盘面，５道／mm ，每道记录信息１２ ２８８B ，最小磁道直径为２３０mm ，共有２７５ 道。试问： （１） 该磁盘存储器的存储容量是多少？ （２） 最高位密度和最低位密度是多少？ （３） 磁盘的数据传送率是多少？ （４） 平均等待时间是多少？
解：（１） 磁盘存储器的容量＝ ４ × ２７５ × １２ ２８８B ＝ １３ ５１６ ８００B （２） 最高位密度D１＝每道信息量÷内圈圆周长＝ １２ ２８８÷（π×最小磁道直径）≈１７B／mm 。 最低位密度D２ ＝ 每道信息量÷ 外圈圆周长＝ １２ ２８８÷（π×最大磁道直径）≈ １１ ．５B／mm 。 （３） 磁盘数据传输率C ＝ ５０ × １２ ２８８ ＝ ６１４ ４００B／s
８ ．某磁盘组有效盘面２０个，每个盘面上有８００个磁道。每个磁道上的有效记忆容量为１３ ０００B ，块间隔２３５B ，旋转速度３０００ r／min 。试问：
（１） 在该磁盘存储器中，若以１０００B 为一个记录，这样，一个磁道能存放１０ 个记录。若要存放１２ 万个记录，需要多少个圆柱面（一个记录不允许跨越多个磁道） ？ （２） 这个磁盘存储器的平均等待时间是多少？ （３） 数据传送率是多少？
解：（１） 一个圆柱面可存放２００ 个记录，１２００００ 个记录需要６００ 个圆柱面。（２）平均等待时间为旋转半圈的时间，１０ms 。
９ ．某磁盘格式化为２４ 个扇区和２０ 条磁道。该盘能按需要选择顺时针或逆时针旋转，旋转一圈的时间为３６０ms ，读一块数据的时间为１ms 。该片上有３ 个文件：文件A 从磁道６ 、扇区１ 开始占有２ 块；文件B 从磁道２ 、扇区５ 开始占有５ 块；文件C 从磁道５ 、扇区３ 开始占有３ 块。
试问：该磁盘的平均等待时间为多少？ 平均寻道时间是多少？ 若磁头移动和磁盘转动不同时进行，且磁头的初始位置在磁道０ 、扇区０ ，按顺序C 、B 、A 读出上述３ 个文件，总的时间是多少？ 在相同的初始位置情况下，读出上述３ 个文件的最短时间是多少？ 此时文件的读出次序应当怎样排列？
解：平均等待时间为１８０ms 。磁盘分为２４ 个扇区，等待一个扇区的时间为１５ms 。
平均寻道时间为磁头移动１０ 条磁道的时间，设移动一个磁道的时间为n ，则平均寻道时间为１０n 。 按顺序C 、B 、A 读出上述３ 个文件，总的时间包括：
总的寻道时间：移动５ 道时间＋ 移动３ 道时间＋ 移动４ 道时间＝ 移动１２ 道时间＝ １２n 总的等待时间：（３ ＋ １ ＋ ９） × １５ ＝ １９５ms 总的读出数据时间：（３ ＋ ５ ＋ ２） × １ ＝ １０ms 读出上述３ 个文件的最短时间包括：
总的寻道时间：移动２ 道时间＋ 移动３ 道时间＋ 移动１ 道时间＝ 移动６ 道时间＝ ６n 总的等待时间：（５ ＋ ７ ＋ ５） × １５ ＝ ２５５ms 总的读出数据时间不变。
此时文件的读出次序为B 、C 、A 。
１０ ．什么是光盘？ 简述光盘的工作原理。
解：相对于利用磁通变化和磁化电流进行读写的磁盘而言，用光学方式读写信息的圆盘称为光盘，以光盘为存储介质的存储器称为光盘存储器。CD唱ROM 光盘上有一条从内向外的由凹痕和平坦表面相互交替而组成的连续的螺旋形路径，当一束激光照射在盘面上，靠盘面上有无凹痕的不同反射率来读出程序和 数据。CD唱R 光盘的写入是利用聚焦成１μm 左右的激光束的热能，使记录介质表面的形状发生永久性变化而完成的，所以只能写入一次，不能抹除和改写。CD唱RW 光盘是利用激光照射引起记录介质的可逆性物理变化来进行读写的，光盘上有一个相位变化刻录层，所以CD唱RW 光盘又称为相变光盘。
１１ ．键盘属于什么设备？ 它有哪些类型？ 如何消除键开关的抖动？ 简述非编码键盘查询键位置码的过程。
解：键盘是计算机系统不可缺少的输入设备。键盘可分为两大类型：编码键盘和非编码键盘。非编码键盘用较为简单的硬件和专门的键盘扫描程序来识别按键的位置。消除键开关抖动的方法分硬件和软件两种。硬件的方法是增设去抖电路；软件的方法是在键盘程序中加入延时子程序，以避开抖动时间。键盘扫描程序查询键位置码的过程为： ① 查询是否有键按下。 ② 查询已按下键的位置。 ③ 按行号和列号求键的位置码。
１２ ．说明针式打印和字模式打印有何不同？ 各有什么优缺点？
解：针式打印机利用若干根打印针组成的点阵来构成字符；字模式打印机将各种字符塑压或刻制在印字机构的表面上，印字机构如同印章一样，可将其上的字符在打印纸上印出。针式打印机以点阵图拼出所需字形，不需要固定字模，它组字非常灵活，可打印各种字符和图形、表格和汉字等，字形轮廓一般不如字模式清晰；字模式打印机打印的字迹清晰，但字模数量有限，组字不灵活，不能打印汉字和图形。 １３ ．什么是随机扫描？ 什么是光栅扫描？ 各有什么优缺点？
解：扫描方式有两种：光栅扫描和随机扫描。
在光栅扫描方式中，电子束在水平和垂直同步信号的控制下有规律的扫描整个屏幕。这种方式的控制比较简单，画面质量较好且稳定，但对行扫描频率要求较高。
在随机扫描方式中，电子束能在屏幕上进行随机运动，其轨迹随显示内容变化而变化，只在需要显示字符和图形的地方扫描，而不必扫描全屏。这种方式显示速度快、画面清晰，尤其是线条的轮廓十分光滑，一般用于高清晰度的专用图形显示器中，但这种方式的控制比较复杂，而且只能用于字符和图形显示，不适于显示随机图像。
１４ ．什么是分辨率？ 什么是灰度级？ 它们各有什么作用？
解：分辨率由每帧画面的像素数决定，而像素具有明暗和色彩属性。黑白图像的明暗程度称为灰度，明暗变化的数量称为灰度级，分辨率和灰度级越高，显示的图像越清晰、逼真。
１５ ．某字符显示器，采用７ × ９ 点阵方式，每行可显示６０ 个字符，缓存容量至少为１２６０ 字节，并采用７ 位标准编码，试问：
（１）如改用５×７字符点阵，其缓存容量为多少？（设行距、字距不变——— 行距为５，字距为１。） （２ ） 如果最多可显示１２８ 种字符，上述两种显示方式各需多大容量的字符发生器ROM ？
解：（１） 因为显示器原来的缓存为１２６０B ，每行可显示６０ 个字符，据此可计算出显示器的字符行数：１２６０ ÷ ６０ ＝ ２１（行）
因为，原字符窗口＝８×１４＝（７＋１）×（９＋５），现字符窗口＝６×１２＝（５＋１）×（７＋ ５） 。 所以，现显示器每行可显示８０ 个字符，显示器可显示的字符行数为２４ 行。
故缓存的容量为８０ × ２４ ＝ １９２０B 。 （２） ROM 中为行点阵码
７ × ９ 点阵方式：１２８ × ９ × ７ ＝ １１５２ × ７（位） ＝ １１５２（字节） ５ × ７ 点阵方式：１２８ × ７ × ５ ＝ ８９６ × ５（位） ＝ ８９６（字节） 注：为存储方便，每个行点阵码占用一个字节。
１６ ．某CRT 显示器可显示６４ 种ASCII 字符，每帧可显示６４ 列× ２５ 行，每个字符点阵为７×８ ，即横向７ 点，字间间隔１ 点，纵向８ 点，排间间隔６ 点，场频５０Hz ，采用逐行扫描方式。试问： （１） 缓存容量有多大？
（２） 字符发生器（ROM）容量有多大？
（３） 缓存中存放的是字符的ASCII 码还是字符的点阵信息？ （４） 缓存地址与屏幕显示位置如何对应？
（５） 设置哪些计数器以控制缓存访问与屏幕扫描之间的同步？ 它们的分频关系如何？
解：（１） 缓存容量：６４×２５＝１，６KB（不考虑显示属性），６４×２５×２＝３．２KB（考虑显示属性） 。
（２） 字符发生器（ROM）容量＝ ６４ × ８ ＝ ５１２B 。 （３） 缓存中存放的是字符的ASCII 码。
（４） 屏幕显示位置自左至右，从上到下，相应地缓存地址由低到高，每个地址码对应一个字符显示位置。设字符在屏幕上的位置坐标为（X ，Y ） ，即行地址为X ，列地址为Y ，则缓存地址＝ X × ８０ ＋ Y （未考虑显示属性） 。
（５） 设置４ 个计数器以控制缓存访问与屏幕扫描之间的同步。它们的分频关系是： 点计数器：８ 分频（包括横向７ 点和字间间隔１ 点） 。
字计数器：７９ 分频（包括一行显示６４ 个字符和水平回扫折合的字符数） 。 行计数器：１４ 分频（包括纵向８ 点，排间间隔６ 点） 。
排计数器：２６ 分频（包括显示２５ 排字符和垂直回扫折合的字符排数） 。
１７ ．某CRT 字符显示器，每帧可显示８０ 列×２０行，每个字符是７×９ 点阵，字符窗口９ × １４ ，场频为５０Hz 。试问：
（１） 缓存采用什么存储器，其中存放的内容是什么？ 容量应为多大？
（２） 缓存地址如何安排？ 若在２４３ 号单元存放的内容要显示出来，其屏幕上X 和Y的坐标应是多少？ （３） 字符点阵存放在何处？ 如何读出显示？
（４） 计算出主振频率以及点计数器、字计数器、行计数器、排计数器的分频频率。
解：（１） 缓存采用随机存储器，其中存放的内容是字符的ASCII 码，容量至少为１６００字节（不含显示属性） 。
（２） 屏幕上最多可显示１６００ 个字符，缓存地址与屏幕显示位置的排号和列号具有对应关系。若要将缓存２４３ 号单元存放的内容显示出来，其屏幕上X 和Y 的坐标均为３（从０开始计） ，即在屏幕的第４ 行第４ 列上有字符显示。
（３） 字符点阵存放在字库中，根据字符的ASCII 码逐行读出点阵显示。
（４） 主振频率＝ ５０ × ２１ × １４ × ９８ × ９ ≈ １２ ．９７MHz 。 点计数器：９ 分频。
字计数器：（８０ ＋ １８）分频。 行计数器：１４ 分频。
排计数器：（２０ ＋ １）分频。
１８ ．若用CRT 作图形显示器，其分辨率为６４０ × ２００ ，沿横向每８ 点的信息存放在缓存中，场频为６０Hz 。试问：
（１） 缓存的基本容量是多少？
（２） 地址如何安排？
（３） 点计数器、字节计数器、行计数器各为多少分频？ （４） 它和字符显示器有哪些不同？
解：（１） 缓存的基本容量是１６０００ 字节（不考虑灰度级） 。 （２） 缓存地址为行号× ８０ ＋ 列号。 （３） 点计数器：８ 分频。
字节计数器：（８０ ＋ L）分频，其中L 次计数，作为行线逆程回扫折合的字节数。 行计数器：（２００ ＋ M）分频，其中M 次计数，作为场逆程回扫折合的行数。
（４） 图形显示器和字符显示器不同在于：图形显示器需将每个像素的信息都存放在VRAM 中，而字符显示器只需将要显示的ASCII 码存放在VRAM 中，字符的点阵来自字符发生器ROM 。
１９ ．某字符显示器分辨率为４０ 列× ２５ 行，字符点阵５ × ７ ，横向间隔２ 点，排间间隔４点，问：缓存VRAM 容量至少应多大？ 应设置哪几级同步计数器？ 它们的分频关系如何？ 若要求场频６０Hz ，则点频应为多少？ 何时访问一次VRAM ？ 地址如何确定？
解：缓存VRAM 容量至少１０００ 字节。设置４ 级同步计数器（点计数器、字计数器、行计数器、排计数器） ，它们的分频分别是点计数器７ 分频、字计数器（４０ ＋ L）分频、行计数器（７ ＋ ４）分频、排计数器（２５＋M）分频。其中，L是水平回扫折合的字符数，M 是垂直回扫折合的字符排数。假设L＝９ ，M ＝１ ，有：点频＝ ６０ × ２６ × １１ × ４９ × ７ ≈ ５ ．８９（MHz）每隔１ ．１８９μs（字符脉冲频率的倒数）访问一次VRAM ，地址由字计数器和排计数器共同提供，其中，字计数器提供低位地址，行计数器提供高位地址。
２０ ．某图形显示器的分辨率为８００ × ６００ ，若作单色显示且不要求灰度等级，则VRAM 容量至少应多大？ 应设置哪几级同步计数器？ 它们的分频关系如何？ 若要求场频６０Hz ，则点频应为多少？ 何时访问一次VRAM ？ 地址如何确定？
解：VRAM 容量至少应为６０ ０００ 字节。
设置３ 级同步计数器（点计数器、字节计数器、行计数器） ，它们的分频关系分别是点
计数器８ 分频、字节计数器（１００ ＋ L）分频、行计数器（６００ ＋ M）分频。其中，L 是行线逆程 回扫折合的字节数，M 是场逆程回扫折合的行数。假设L ＝ ２３ ，M ＝ １０ ，有： 点频＝ ６０ × ６１０ × １２３ × ８ ≈ ３６（MHz）
每隔０ ．２２μs 访问一次VRAM ，地址由字节计数器和行计数器共同提供，其中字节计 数器提供列号，行计数器提供行号。
２１ ．水平扫描频率（行频）的单位为kHz ，垂直扫描频率（场频）的单位为Hz ，两者为何相差一千倍？
解：行频又称水平扫描频率，是电子枪每秒在屏幕上扫描过的水平线条数，以kHz为单位。场频又称垂直扫描频率，是每秒钟屏幕重复绘制显示画面的次数，以Hz 为单位。因为每一场有近千条水平扫描线，所以行频与场频要相差近一千倍。
第八章
１ ．什么是计算机的输入输出系统？ 输入输出设备有哪些编址方式？ 有什么特点？
解：计算机的输入输出系统包括输入输出接口和输入输出信息传送控制方式等，它们是整个计算机系统中最具有多样性和复杂性的部分。输入输出设备有两种编址方式：I／O 映射方式（独立编址）和存储器映射方式（统一编址） ，独立编址的优点是I／O 指令和访存指令容易区分，外设地址线少，译码简单，主存空间不会减少，缺点是控制线增加了I／O 读和I／O 写信号；统一编址的优点是总线结构简单，全部访存类指令都可用于控制外设，可直接对外设寄存器进行各种运算，占用主存一部分地址，缩小了可用的主存空间。
２ ．什么是I／O 接口？ I／O 接口有哪些特点和功能？ 接口有哪些类型？
解：I／O 接口是主机和外设之间的交接界面，通过接口可以实现主机和外设之间的信息交换。接口的基本功能有：实现主机和外设的通信联络控制；进行地址译码和设备选择；实现数据缓冲；完成数据格式
的变换；传递控制命令和状态信息。接口按数据传送方式分类，有串行接口和并行接口；按控制方式分类，有程序查询接口、程序中断接口、DMA接口；按灵活性分类，有可编程接口和不可编程接口；按通用性分类，有通用接口和专用接口；按I／O 信号分类，有数字接口和模拟接口；按应用分类，有运行辅助接口、用户交互接口、传感接口、控制接口。
３ ．并行接口和串行接口实质上的区别是什么？ 其界面如何划分？ 各有什么特点？
解：有串行接口和并行接口。两者的实质区别在于外设和接口一侧的传送方式不同，而在主机和接口一侧，数据总是并行传送的。在并行接口中，外设和接口间的传送宽度是一个字节（或字）的所有位，一次传输的信息量大，但数据线的数目将随着传送数据宽度的增加而增加。在串行接口中，外设和接口间的数据是一位一位串行传送的，一次传输的信息量小，但只需一根数据线。在远程终端和计算机网络等设备离主机较远的场合下，用串行接口比较经济划算。
４ ．I／O 数据传送可以采用哪些方式？ 它们各有什么特点及应用场所？ 试比较之。
解：主机和外设之间的信息传送控制方式，经历了由低级到高级、由简单到复杂、由集中管理到各部件分散管理的发展过程，按其发展的先后次序和主机与外设并行工作的程度，可以分为４ 种。程序查询方式是主机与外设间进行信息交换的最简单方式，输入和输出完全是通过CPU 执行程序来完成的。这种方式控制简单，但外设和主机不能同时工作，系统效率很低，因此，仅适用于外设的数目不多、对I／O 处理的实时要求不高、CPU 的操作任务比较单一、并不很忙的情况。程序中断方式无需等待查询，外设在做好输入输出准备时，向主机发中断请求，主机接到请求后就暂时中止原来执行的程序，转去执行中断服务程序对外部请求进行处理，在中断处理完毕后返回原来的程序继续执行。程序中断不仅适用于外部设备的输入输出操作，也适用于对外界发生的随机事件的处理。由于完成一次程序中断还需要许多辅助操作，因此主要适用于中、低速外设。
DMA 方式是在主存和外设之间开辟直接的数据通路，可以进行基本上不需要CPU 介入的主存和外设之间的信息传送，这样不仅能保证CPU 的高效率，而且能满足高速外 设的需要。DMA 方式只能进行简单的数据传送操作，在数据块传送的起始和结束时还
需CPU 及中断系统进行预处理和后处理。I／O 通道控制方式是DMA 方式的进一步发展，在系统中设有通道控制部件，每个通道挂若干外设，主机在执行I／O 操作时，只需启动有关通道，通道将执行通道程序，从而完成I／O 操作。
５ ．程序查询方式、程序中断方式、DMA 方式各自适用什么范围？ 下面这些结论正确吗？ 为什么？ （１） 程序中断方式能提高CPU 利用率，所以在设置了中断方式后就没有再应用程序查询方式的必要了。 （２） DMA 方式能处理高速外部设备与主存间的数据传送，高速工作性能往往能覆盖低速工作要求，所以
DMA 方式可以完全取代程序中断方式。
解：程序查询方式、程序中断方式、DMA 方式各自适用的范围见前述。
（１）不正确。程序查询方式接口简单，可用于外设与主机速度相差不大，且外设数量很少的情况。 （２不正确。DMA 方式用于高速外部设备与主存间的数据传送，但DMA 结束时仍需程序中断方式做后处理。 ６ ．什么是程序查询I／O 传送方式？ 试举例说明其工作原理，它有哪些优缺点？
解：程序查询方式是主机与外设间进行信息交换的最简单方式，程序查询方式的核心问题在于需要不断地查询I／O 设备是否准备就绪。
CPU 利用程序查询方式从硬盘上读取一个数据的过程是：CPU 首先启动键盘工作，然后测试键盘状态，若键盘数据未准备就绪，则输入缓冲寄存器的内容不可以使用，继续查询；若键盘数据已准备就绪，则执行输入指令取走该数据。这种方式的优点是控制简 单，节省硬件，缺点是系统效率低。
７ ．图８唱５（主教材第２９３ 页）是以程序查询方式实现与多台设备进行数据交换的流程图，试分析这种处理方式存在的问题以及改进措施。
解：若有多个外设需要用查询方式工作时，CPU 巡回检测各个外设，逐个进行查询，发现哪个外设准备就绪，就对该外设实施数据传送，然后再对下一个外设查询，依次循环。在整个查询过程中，CPU 不能