計(jì)算機(jī)組陳原理計(jì)算題

在異步串行傳輸系統(tǒng)中，字符格式為：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)校驗(yàn)位，2個(gè)終止.若要求每秒傳輸120個(gè)數(shù)據(jù)幀，計(jì)算數(shù)據(jù)傳送的波特率和比特率。答：波特率：（1+8+1+2）*120=1440bps彼特率： 1440*（8/12）=360bps3.1假設(shè)總線的時(shí)鐘頻率為8MHz,—個(gè)總線周期等于一個(gè)時(shí)鐘周期。若在一個(gè)總線傳輸周期可并行傳送16位的數(shù)據(jù)，求該總線的帶寬。16MBps3.2在一個(gè)32位的總線系統(tǒng)中，總線時(shí)鐘頻率為66MHz，假設(shè)總線最短傳輸周期為4個(gè)時(shí)鐘周期，試計(jì)算總線的最大數(shù)據(jù)傳輸率。若想提高傳輸率，可采取什么措施？3.3在異步串行傳輸系統(tǒng)中，字符格式為：1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)校驗(yàn)位，2個(gè)終止位。若要求每秒傳輸120個(gè)數(shù)據(jù)幀，計(jì)算數(shù)據(jù)傳送的波特率和比特率。說(shuō)明存取周期和存取時(shí)間的區(qū)別。答：存儲(chǔ)周期是指存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器操作所需的最小間隔時(shí)間。存儲(chǔ)時(shí)間是指啟動(dòng)一次存儲(chǔ)操作（讀或?qū)懀┑酵瓿稍摬僮魉璧娜繒r(shí)間。某機(jī)字長(zhǎng)為32位，其存儲(chǔ)容量是64KB，按字編址它的尋址范圍是多少？若主存以字節(jié)編址，寫(xiě)出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。答：64K字節(jié)=64*1024*8位64K/32位=64*1024*8/32=16*1024=16K既尋址范圍是0-16K字地址字節(jié)地址00123445678891011一個(gè)容量為16KX32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？1KX4位，2KX8位，1KX4位，16KX8位，4KX8位，8KX8位答：16K*32位其地址和數(shù)據(jù)線的總和是461K*4位需要128片，2K*8位需要32片，16K*8位需要4片，4K*8位需要16片，8K*8位需要8片。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式有幾種？答：兩種。一種是線選法，另一種是重合法簡(jiǎn)述漢明碼生成原理和構(gòu)造方法。答：生成原理：用于數(shù)據(jù)傳送，能檢測(cè)所有一位和雙位差錯(cuò)并糾正所有一位差錯(cuò)的二進(jìn)制代碼。當(dāng)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)或移動(dòng)數(shù)據(jù)時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)位錯(cuò)誤，這時(shí)可以利用漢明碼來(lái)檢測(cè)并糾錯(cuò)，簡(jiǎn)單的說(shuō)，漢明碼是一個(gè)錯(cuò)誤校驗(yàn)碼碼集。構(gòu)造方法：以數(shù)據(jù)碼1101為例講講漢明碼的編碼原理，此時(shí)D8=1、D4=1、D2=0、D1=1,在P1編碼時(shí)，先將D8、D4、D1的二進(jìn)制碼相加，結(jié)果為奇數(shù)3，漢明碼對(duì)奇數(shù)結(jié)果編碼為1,偶數(shù)結(jié)果為0,因此P1值為1,D8+D2+D1=2,為偶數(shù)，那么P2值為0,D4+D2+D1=2,為偶數(shù)，P3值為0。這樣，參照上文的位置表，漢明碼處理的結(jié)果就是1010101。若信息位為1001000,要構(gòu)成能糾正一位錯(cuò)的漢明碼,則至少要加上多少冗余位？寫(xiě)出其監(jiān)督關(guān)系表達(dá)式。答：4位P1=1十3十5十7P2=2?3?6?7P4=4?5?6?7若漢明碼的監(jiān)督關(guān)系式為：S0=a0?a3?a4?a5S1=a1?a4?a5?a6S2=a2?a3?a5?a6接收方收到的碼字為：a6a5a4a3a2a1a0=1010100，問(wèn)在最多一位錯(cuò)的情況下發(fā)送方發(fā)送的信息位是什么？答：P4=4?5?6?7=0?1?0?0=1P2=2?3?6?7=0?1?0?0=1P3=1?3?5?7=1?1?1?0=1又因?yàn)樽疃嘁晃诲e(cuò),所以只有第7位錯(cuò)則第七位為1所以發(fā)送方信息為10101011?輸入的信息位為1010101,約定的生成多項(xiàng)式G(X)=X4+X2+X+1,試求輸出的CRC碼字。答：G(X)=X4+X2+X+1即1011110101010000除以10111得1001010余0110所以輸出的CRC碼字為1011101102.已知循環(huán)冗余碼的生成多項(xiàng)式為X5+X4+X+1,若接收方收到的碼為1010110001101,問(wèn)傳輸中是否有差錯(cuò)？答：X5+X4+X+1即1100111010110000000除以110011得11000100余0110001100和已知的01101不符,所以傳輸錯(cuò)誤。某8位微型機(jī)地址碼為18位，若使用4KX4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器，試問(wèn)：該機(jī)所允許的最大主存空間是多少？答：18位=256K若每個(gè)模塊板為32KX8位,共需幾個(gè)模塊板？答：256K*8/32K*8=8塊每個(gè)模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？答：32K*8位/4K*4位=16片（4）共有多少片RAM？答：16片*8=128片（5）CPU如何選擇各模塊板？答：CPU通過(guò)最高3位地質(zhì)譯碼選板，次高3位地址譯碼選片。1.有一個(gè)（7,4）碼，生成多項(xiàng)式G（x）=x3+x+l,寫(xiě)出代碼1001的循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。答：G（x）=x3+x+1即10111001轉(zhuǎn)換成1001000，1001000除以1011得1010余110則其循環(huán)冗余校驗(yàn)碼為10011102?設(shè)有效信息為110，試用生成多項(xiàng)式G（x）=11011將其編成循環(huán)冗余校驗(yàn)碼。答：110轉(zhuǎn)換為11000，11000除以11011得1余011則其循環(huán)冗余校驗(yàn)碼為1100113.某磁盤(pán)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，共有4個(gè)記錄盤(pán)面，每毫米5道，每道記錄信息12288字節(jié)，最小磁道直徑為230mm,共有275道，求：（1）磁盤(pán)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量；解：存儲(chǔ)容量=275道X12288B/道X4面=13516800B（2）最高位密度（最小磁道的位密度）和最低位密度；解：最高位密度=p12288B/230=17B/mm=136位/mm（向下取整）最大磁道直徑=230mm+275道/5道X2=230mm+110mm=340mm最低位密度=12288B/340=11B/mm=92位/mm（向下取整）（3）磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率；解：磁盤(pán)數(shù)據(jù)傳輸率=12288BX3000轉(zhuǎn)/分=12288BX50轉(zhuǎn)/秒=614400B/S（4）平均等待時(shí)間。解：平均等待時(shí)間=1/50/2=10ms4?某機(jī)字長(zhǎng)為16位，常規(guī)的存儲(chǔ)空間為64K字，若想不改用其他高速的存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫(huà)圖說(shuō)明。答：可采取多體交叉存取技術(shù)5?—個(gè)容量為16KX32位的存儲(chǔ)器,其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是多少？當(dāng)選用下列不同規(guī)格的存儲(chǔ)芯片時(shí)，各需要多少片？1KX4位,2KX8位,4KX4位,16KX1位,4KX8位,8KX8位答：16K=214,總和為14+32=461KX4位需（16KX32）/（1KX4位）=128片2KX8位需32片4KX4位需32片16KX1位需32片4KX8位需16片8KX8位需8片6.國(guó)際生成多項(xiàng)式標(biāo)準(zhǔn)答：CRC生成多項(xiàng)式,其中CRC-12用于字符長(zhǎng)度為6位的情況,其余三種則用于字符長(zhǎng)度為8位的情況.CRC-32出錯(cuò)的概率比CRC-16低10-5倍.由于CRC-32的可靠性,CRC把-32用于重要數(shù)據(jù)的傳輸十分合適,所以CRC-32在通信,計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛.在一些UART通信控制芯片內(nèi)都采用了CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行差錯(cuò)控制;以太網(wǎng)卡芯片,MPEG解碼芯片中,也采用CRC-32進(jìn)行差錯(cuò)控制.假設(shè)某設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是40KHz,而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為40陰，試問(wèn)該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，為什么？答：響應(yīng)頻率=l/40khz=25ys<最高頻率40陰，所以不可用.設(shè)磁盤(pán)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，分8個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)存儲(chǔ)1KB,主存與磁盤(pán)存儲(chǔ)器傳送的寬度為16b。假設(shè)一條指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間是25陰，是否可采用一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么方案？答：磁盤(pán)的轉(zhuǎn)速為3000/60=50r/s磁盤(pán)每秒可傳送1KBX8X50=400KB若采用DMA方式，每秒需有：（400KB/2B）=200K次DMA請(qǐng)求而1/200K=5ys<25ys，所以不行可以按每個(gè)存取周期結(jié)束響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案有一編碼鍵盤(pán)，其鍵陣列為8行X16列，分別對(duì)應(yīng)128種ASCII碼字符，采用硬件掃描方式確認(rèn)按鍵信號(hào)，問(wèn)：1） 掃描計(jì)數(shù)器應(yīng)為多少位？2） ROM容量為多大？3） 若行、列號(hào)均從0開(kāi)始編排，則當(dāng)?shù)?行第7列的鍵表示字母“F”時(shí)，CPU從鍵盤(pán)讀入的二進(jìn)制編碼應(yīng)為多少（設(shè)采用奇校驗(yàn)）？4） 參考教材圖5.15，畫(huà)出該鍵盤(pán)的原理性邏輯框圖；5） 如果不考慮校驗(yàn)技術(shù)，此時(shí)ROM是否可??？解:1：七位2：128*8=128B3：010001105：可省假設(shè)某一設(shè)備向CPU傳送信息的最高頻率是40KHz,而相應(yīng)的中斷處理程序其執(zhí)行時(shí)間為40陰，試問(wèn)該外設(shè)是否可用程序中斷方式與主機(jī)交換信息，為什么？答：響應(yīng)頻率=l/40khz=25陰<最高頻率40陰，所以不可用設(shè)磁盤(pán)存儲(chǔ)器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分，分8個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)存儲(chǔ)1KB,主存與磁盤(pán)存儲(chǔ)器傳送的寬度為16b。假設(shè)一條指令最長(zhǎng)執(zhí)行時(shí)間是25陰，是否可采用一條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案，為什么？若不行，應(yīng)采取什么方案？答：磁盤(pán)的轉(zhuǎn)速為3000/60=50r/s磁盤(pán)每秒可傳送1KBX8X50=400KB若采用DMA方式，每秒需有：(400KB/2B)=200K次DMA請(qǐng)求而1/200K=5ps<25ms,所以不行可以按每個(gè)存取周期結(jié)束響應(yīng)DMA請(qǐng)求的方案1、寫(xiě)出下列二進(jìn)制數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼和移碼。11010100解：原碼：根據(jù)定義得［刃原=0,11010100反碼：根據(jù)定義得［刃反=0,11010100補(bǔ)碼：根據(jù)定義得［x］補(bǔ)=0,11010100移碼：［x］移=28+11010100=1110101000.1010000解：原碼：根據(jù)定義得［刃原=0.1010000反碼：根據(jù)定義得［刃反=0.1010000補(bǔ)碼：根據(jù)定義得［x］補(bǔ)=0.1010000移碼：無(wú)［X］移-10101100解：原碼：［X］原=28-(-10101100)=1,10101100反碼：［刃反=(28+匚1)+(-10101100)=1,01010011補(bǔ)碼：［x］補(bǔ)=28+1+(-10101100)=1,01010011移碼：［x］移=28+(-10101100)=001010100-0.0110000解：原碼：［X］原=1-(-0.0110000)=1.0110000反碼：［X］反=(2-2-7)+(-0.0110000)=1.1001111補(bǔ)碼：［x］補(bǔ)=2+(-0.0110000)=1.1010000移碼：無(wú)［x］移2、 一個(gè)DMA模塊采用周期挪用方式從一個(gè)速率為9600b/s的設(shè)備向存儲(chǔ)器傳輸字符。CPU讀取指令的速率為每秒100萬(wàn)條，每條指令一個(gè)字，問(wèn)DMA模塊對(duì)于CPU速率的影響有多少？答：外設(shè)向存儲(chǔ)器讀寫(xiě)的速率為:9600/25=300W/s輸入輸出訪問(wèn)操作占全部存儲(chǔ)器帶寬的比例為:300/1000000=0.03%3、 在程序查詢的輸入輸出方式的系統(tǒng)中，有三個(gè)不同的外圍設(shè)備。假定一個(gè)查詢操作需要100個(gè)時(shí)鐘周期，CPU的時(shí)鐘頻率為50MHz。求CPU在以下三種情況下為輸入輸出查詢所花費(fèi)的時(shí)間比率(百分率)，假定進(jìn)行足夠的查詢以避免數(shù)據(jù)丟失。1)鼠標(biāo)器必須在每秒進(jìn)行30次查詢。答：對(duì)于鼠標(biāo)器，查詢的時(shí)鐘周期為：30*100=3000占用的CPU時(shí)間比率為：300/(50*1000000)=%0.006軟盤(pán)與CPU的數(shù)據(jù)傳輸以16位的單位進(jìn)行，數(shù)據(jù)傳輸速率為50KB/S。答：對(duì)于軟盤(pán)，查詢的速率為：50KB/2B=25K=25600查詢的時(shí)鐘周期數(shù)為：25600*100=2560000占用的CPU時(shí)間比率為：2560000/(50*1000000)=5%硬盤(pán)傳輸數(shù)據(jù)以32位的字為單位，傳輸速率2MB/S。答：對(duì)于硬盤(pán)，查詢的速率為：2MB/4B=512K查詢的時(shí)鐘周期數(shù)為：512*1024*100=52400000占用的CPU時(shí)間比率為：524000000/(50*1000000)=105%P2906.4真值十進(jìn)制二進(jìn)制原碼反碼補(bǔ)碼-13/64 -0.001101 1.0011010 1.1100101 1.110011029/128 0.0011101 0.0011101 0.0011101 0.0011101100 1100100 0,1100100 0,1100100 0,1100100-87 -1010111 1,1010111 1,0101000 1,0101001P2906.5品1她x(二進(jìn)制)-0.0100x(十進(jìn)制)-1/41?10011.0111-0.0111-7/160.11100.1110+0?1110+7/81.0000無(wú)-1.0000-11，01011，1011-1011-111，11001，0100-0100-40，01110，0111+0111+71，0000無(wú)-10000-16P2906.12將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：x1=51/128=(0.0110011)2=2-1x(0.110011)2x2=-27/10