計(jì)算機(jī)組成原理重點(diǎn)考試必備_第1頁(yè)
計(jì)算機(jī)組成原理重點(diǎn)考試必備_第2頁(yè)
計(jì)算機(jī)組成原理重點(diǎn)考試必備_第3頁(yè)
計(jì)算機(jī)組成原理重點(diǎn)考試必備_第4頁(yè)
計(jì)算機(jī)組成原理重點(diǎn)考試必備_第5頁(yè)
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浮點(diǎn)儲(chǔ)藏:1.若浮點(diǎn)數(shù)x的754標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)藏格式為( )16,求其浮點(diǎn)數(shù)的十進(jìn)制數(shù)值。解:將

16進(jìn)制數(shù)張開后,可得二制數(shù)格式為010000010

S

階碼(8

位)

尾數(shù)(23

位)指數(shù)e=階碼-127=1111=00000011=(3)10包括隱蔽位1的尾數(shù)于是有x=(-1)S××2e=+×23=+=102.將數(shù)10變換成754標(biāo)準(zhǔn)的32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制儲(chǔ)藏格式。:第一分別將整數(shù)和分?jǐn)?shù)部分變換成二進(jìn)制數(shù):=爾后搬動(dòng)小數(shù)點(diǎn),使其在第1,2位之間4=×2e=4于是獲得:S=0,E=4+127=131,M=0最后獲得32位浮點(diǎn)數(shù)的二進(jìn)制儲(chǔ)藏格式為:000000=(41A4C000)163.假定由S,E,M三個(gè)域組成的一個(gè)32位二進(jìn)制字所表示的非零規(guī)格化浮點(diǎn)數(shù)x,真值表示為(非IEEE754標(biāo)準(zhǔn)):x=(-1)s××2E-128問:它所表示的規(guī)格化的最大正數(shù)、最小正數(shù)、最大負(fù)數(shù)、最小負(fù)數(shù)是多少?最大正數(shù)-23127x=[1+(1-2)]×2(2)最小正數(shù)00000000000000000000000000000000x=×2-128最小負(fù)數(shù)-23127x=-[1+(1-2)]×2最大負(fù)數(shù)x=-×2-1284.用源碼陣列乘法器、補(bǔ)碼陣列乘法器分別計(jì)算xXy。(1)x=11000y=11111(2)x=-01011y=11001(1)原碼陣列x=,y=符號(hào)位:x⊕y=0⊕1=100[x]原=11011,[y]原=11111[x*y]原=1,1101000101帶求補(bǔ)器的補(bǔ)碼陣列[x]補(bǔ)=011011,[y]補(bǔ)=100001乘積符號(hào)位獨(dú)自運(yùn)算0⊕1=1尾數(shù)部分算前求補(bǔ)輸出│X│=11011,│y│=11111X×Y=(2)原碼陣列x=,y=符號(hào)位:x⊕y=1⊕1=000[x]補(bǔ)=11111,[y]補(bǔ)=11011[x*y]補(bǔ)=0,11010,00101帶求補(bǔ)器的補(bǔ)碼陣列[x]補(bǔ)=100001,[y]補(bǔ)=100101乘積符號(hào)位獨(dú)自運(yùn)算1⊕1=0尾數(shù)部分算前求補(bǔ)輸出│X│=11111,│y│=11011X×Y=計(jì)算浮點(diǎn)數(shù)x+y、x-yx=2-101*,y=2-100*[x]浮=11011,[y]浮=11100,Ex-Ey=11011+00100=11111[x]浮=11100,(0)規(guī)格化辦理:階碼11010x+y=*2

-6規(guī)格化辦理:階碼11100-4x-y=*2設(shè)過程段Si所需的時(shí)間為τi,緩沖寄存器的延時(shí)為τl,線性流水線的時(shí)鐘周期定義為τ=max{τi}+τl=τm+τl流水線辦理的頻次為f=1/τ。一個(gè)擁有k級(jí)過程段的流水線辦理n個(gè)任務(wù)需要的時(shí)鐘周期數(shù)為Tk=k+(n-1),所需要的時(shí)間為:T=Tk×τ而同時(shí),序次完成的時(shí)間為:T=n×k×τ級(jí)線性流水線的加快比:*Ck=TL=n·kTkk+(n-1)內(nèi)部?jī)?chǔ)藏器閃存:高性能、低功耗、高可靠性以及搬動(dòng)性編程操作:實(shí)際上是寫操作。全部?jī)?chǔ)藏元的原始狀態(tài)均處“1”狀態(tài),這是由于擦除操作時(shí)控制柵不加正電壓。編程操作的目的是為儲(chǔ)藏元的浮空柵補(bǔ)充電子,進(jìn)而使儲(chǔ)藏元改寫成“0”狀態(tài)。若是某儲(chǔ)藏元仍保持“1”狀態(tài),則控制柵就不加正電壓。如圖(a)表示編程操作時(shí)儲(chǔ)藏元寫0、寫1的情況。實(shí)質(zhì)上編程時(shí)只寫0,不寫1,由于儲(chǔ)藏元擦除后原始狀態(tài)全為1。要寫0,就是要在控制柵C上加正電壓。一旦儲(chǔ)藏元被編程,儲(chǔ)藏的數(shù)據(jù)可保持100年之久而無需外電源。讀取操作:控制柵加上正電壓。浮空柵上的負(fù)電荷量將決定可否能夠開啟MOS晶體管。若是儲(chǔ)藏元原存1,能夠?yàn)楦】諙挪粠ж?fù)電,控制柵上的正電壓足以開啟晶體管。若是儲(chǔ)藏元原存0,能夠?yàn)楦】諙艓ж?fù)電,控制柵上的正電壓不足以戰(zhàn)勝浮動(dòng)?xùn)派系呢?fù)電量,晶體管不能夠開啟導(dǎo)通。當(dāng)MOS晶體管開啟導(dǎo)通時(shí),電源VD供應(yīng)從漏極D到源極S的電流。讀出電路檢測(cè)到有電流,表示儲(chǔ)藏元中存1,若讀出電路檢測(cè)到無電流,表示儲(chǔ)藏元中存0,如圖(b)所示。擦除操作:全部的儲(chǔ)藏元中浮空柵上的負(fù)電荷要全部洩放出去。為此晶體管源極S加上正電壓,這與編程操作正好相反,見圖(c)所示。源極S上的正電壓吸取浮空柵中的電子,進(jìn)而使全部?jī)?chǔ)藏元變成1狀態(tài)。*cache:設(shè)儲(chǔ)藏器容量為32字,字長(zhǎng)64位,模塊數(shù)m=4,分別用序次方式和交叉方式進(jìn)行組織。儲(chǔ)藏周期T=200ns,數(shù)據(jù)總線寬度為64位,總線傳達(dá)周期=50ns。若連續(xù)讀出4個(gè)字,問序次儲(chǔ)藏器和交叉儲(chǔ)藏器的帶寬各是多少?解:序次儲(chǔ)藏器和交叉儲(chǔ)藏器連續(xù)讀出m=4個(gè)字的信息總量都是:q=64b×4=256b序次儲(chǔ)藏器和交叉儲(chǔ)藏器連續(xù)讀出t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s

4個(gè)字所需的時(shí)間分別是:t1=T+(m-1)=200ns+350ns=350ns=35×10-7s序次儲(chǔ)藏器和交叉儲(chǔ)藏器的帶寬分別是:W2=q/t2=256b÷(8×10-7)s=320Mb/sW1=q/t1=256b÷(35×10-7)s=730Mb/s*CPU履行一段程序時(shí),cache完成存取的次數(shù)為

1900次,主存完成存取的次數(shù)為

100次,已知

cache

存取周期為

50ns,主存存取周期為

250ns,求

cache/

主存系統(tǒng)的效率和平均接見時(shí)間。解:h=Nc/(Nc+Nm)=1900/(1900+100)=r=tm/tc=250ns/50ns=5e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5)×=%ta=tc/e=50ns/=60ns儲(chǔ)藏器:已知某64位機(jī)主存采用半導(dǎo)體儲(chǔ)藏器,其地點(diǎn)碼為26位,若使用256K×16位的DRAM芯片組成該機(jī)所贊成的最大主存空間,并采用模塊板構(gòu)造形式,問:1)每個(gè)模塊板為1024K×64位,共需幾個(gè)模塊板?2)個(gè)模塊板內(nèi)共有多少DRAM芯片?3)主存共需多少DRAM芯片?CPU怎樣選擇各模塊板?(1)226*64664個(gè)模塊220*642(2)220*64210*2816*16每個(gè)模塊要16個(gè)DRAM芯片(3)64*16=1024塊由高位地點(diǎn)選模塊用16K×8位的DRAM芯片組成64K×32位儲(chǔ)藏器,要求:畫出該儲(chǔ)藏器的組成邏輯框圖。設(shè)儲(chǔ)藏器讀/寫周期為μS,CPU在1μS內(nèi)最少要接見一次。試問采用哪一種刷新方式比較合理??jī)纱嗡⑿碌淖畲髸r(shí)間間隔是多少?對(duì)全部?jī)?chǔ)藏單元刷新一遍所需的實(shí)質(zhì)刷新時(shí)間是多少?解:(1)依照題意,儲(chǔ)藏總?cè)萘繛?4KB,故地點(diǎn)總線需16位?,F(xiàn)使用16K*8位DRAM芯片,共需16片。芯片自己地點(diǎn)線占14位,因此采用位并聯(lián)與地點(diǎn)串聯(lián)相聯(lián)合的方法來組成整個(gè)儲(chǔ)藏器,其組成邏輯圖以以下圖,此中使用一片2:4譯碼器。(2)依照已知條件,CPU在1us內(nèi)最少訪存一次,而整個(gè)儲(chǔ)藏器的平均讀/寫周期為,若是采用集中刷新,有64us的死時(shí)間,必然不能夠若是采用分別刷新,則每1us只能訪存一次,也不能夠因此采用異步式刷新方式。假定16K*1位的DRAM芯片用128*128矩陣儲(chǔ)藏元組成,刷新時(shí)只對(duì)128前進(jìn)行異步方式刷新,則刷新間隔為2ms/128=,可取刷新信號(hào)周期15us。刷新一遍所用時(shí)間=15us×128=指令系統(tǒng)*某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)16位,主存容量為64K字,采用單字長(zhǎng)單地點(diǎn)指令,共有解:40條指令需占用操作碼字段(OP)6位,這樣指令余下長(zhǎng)度為10址空間,設(shè)尋址模式(X)2位,形式地點(diǎn)(D)8位,其指令格式以下:

40條指令,試采用直接、立刻、變址、相對(duì)四種尋址方式設(shè)計(jì)指令格式。位。為了覆蓋主存640K字的地尋址模式定義以下:X=00直接尋址有效地點(diǎn)E=D(直接尋址為256個(gè)儲(chǔ)藏單元)X=01立刻尋址D字段為操作數(shù)X=10變址尋址有效地點(diǎn)E=(RX)+D(可尋址64K個(gè)儲(chǔ)藏單元)X=11相對(duì)尋址有效地點(diǎn)E=(PC)+D(可尋址64K個(gè)儲(chǔ)藏單元)此中RX為變址寄存器(16位),PC為程序計(jì)數(shù)器(16位),在變址和相對(duì)尋址時(shí),位移量D可正可負(fù)。四、CPU*微指令:直接表示法特點(diǎn):這種方法構(gòu)造簡(jiǎn)單,并行性強(qiáng),操作速度快,可是微指令字太長(zhǎng),若微命令的總數(shù)為N個(gè),則微指令字的操作控制字段就要有互斥的,不同樣意并行操作,將它們安排在一條微指令中是毫沒心義的,只會(huì)使信息的利用率下降。

N位。其他,在

N個(gè)微命令中,有很多是編碼表示法特點(diǎn):能夠防范互斥,使指令字大大縮短,但增加了譯碼電路,使微程序的履行速度減慢編碼注意幾點(diǎn):字段編碼法中操作控制字段其實(shí)不是是隨意的,必定要依照以下的原則:①把互斥性的微命令分在同一段內(nèi),兼容性的微命令分在不同樣段內(nèi)。這樣不只有助于提高信息的利用率,縮短微指令字長(zhǎng),而且有助于充分利用硬件所擁有的并行性,加快履行的速度。②應(yīng)與數(shù)據(jù)通路構(gòu)造相適應(yīng)。③每個(gè)小段中包括的信息位不能夠太多,否則將增加譯碼線路的復(fù)雜性和譯碼時(shí)間。④一般每個(gè)小段還要留出一個(gè)狀態(tài),表示本字段不發(fā)出任何微命令。因此當(dāng)某字段的長(zhǎng)度為三位時(shí),最多只能表示七個(gè)互斥的微命令,平時(shí)用000表示不操作。*水平型微指令和垂直型微指令的比較(1)水平型微指令并行操作能力強(qiáng),效率高,靈便性強(qiáng),垂直型微指令則較差。(2)水平型微指令履行一條指令的時(shí)間短,垂直型微指令履行時(shí)間長(zhǎng)。(3)由水平型微指令講解指令的微程序,有微指令字較長(zhǎng)而微程序短的特點(diǎn)。垂直型微指令則相反。(4)水平型微指令用戶難以掌握,而垂直型微指令與指令比較相像,相對(duì)來說,比較簡(jiǎn)單掌握。*微地點(diǎn)寄存器有6位(μA5-μA0),當(dāng)需要改正其內(nèi)容時(shí),可經(jīng)過某一位觸發(fā)器的強(qiáng)置端S將其置“1”?,F(xiàn)有三種情況:履行“取指”微指令后,微程序按IR的OP字段(IR3-IR0)進(jìn)行16路分支;(2)履行條件轉(zhuǎn)移指令微程序時(shí),按進(jìn)位標(biāo)志C的狀態(tài)進(jìn)行2路分支;履行控制臺(tái)指令微程序時(shí),按IR4,IR5的狀態(tài)進(jìn)行4路分支。請(qǐng)按多路轉(zhuǎn)移方法設(shè)計(jì)微地點(diǎn)轉(zhuǎn)移邏輯。答:按所給設(shè)計(jì)條件,微程序有三種鑒別測(cè)試,分別為P1,P2,P3。由于改正μA5-μA0內(nèi)容擁有很大靈便性,現(xiàn)分派以下:用P1和IR3-IR0改正μA3-μA0;用P2和C改正μA0;用P3和IR5,IR4改正μA5,μA4。其他還要考慮時(shí)間因素T4(假定CPU周期最后一個(gè)節(jié)拍脈沖),故轉(zhuǎn)移邏輯表達(dá)式以下:A5=P3·IR5·T4A4=P3·IR4·T4A3=P1·IR3·T4A2=P1·IR2·T4A1=P1·IR1·T4A0=P1·IR0·T4+P2·C·T4由于從觸發(fā)器強(qiáng)置端改正,故前5個(gè)表達(dá)式可用“與非”門實(shí)現(xiàn),最后一個(gè)用“與或非”門實(shí)現(xiàn)。某機(jī)有8條微指令I(lǐng)1-I8,每條微指令所包括的微命令控制信號(hào)以下表所示。a-j分別對(duì)應(yīng)10種不同樣性質(zhì)的微命令信號(hào)。假定一條微指令的控制字段為8位,請(qǐng)安排微指令的控制字段格式。解:經(jīng)分析,(d,i,j)和(e,f,h)可分別組成兩個(gè)小組或兩個(gè)字段,爾后進(jìn)行譯碼,可得六個(gè)微命令信號(hào),剩下的a,b,c,g四個(gè)微命令信號(hào)可進(jìn)行直接控制,其整個(gè)控制字段組成以下:********abcg01d01e10i10f11j11h*流水線(IFInstructionFetch取指IDInstructionDecode指令譯碼EXExecution履行WB結(jié)果寫回)今有4級(jí)流水線分別完成取值、指令譯碼并取數(shù)、運(yùn)算、送結(jié)果四步操作,今假定完成各步操作的時(shí)間依次為100ns,100ns,80ns,50ns。請(qǐng)問:(1)流水線的操作周期應(yīng)設(shè)計(jì)為多少?2)若相鄰兩條指令發(fā)生數(shù)據(jù)有關(guān),而且在硬件上不采用舉措,那么第二條指令要推遲多少時(shí)間進(jìn)行。3)若是在硬件設(shè)計(jì)上加以改良,最少需推遲多少時(shí)間?解:流水線的操作周期應(yīng)按各步操作的最大時(shí)間來考慮,即流水線時(shí)鐘周期性

max{i}100ns(2)碰到數(shù)據(jù)有關(guān)時(shí),就停留第2條指令的履行,直到前面指令的結(jié)果已經(jīng)產(chǎn)生,因此最少需要延緩2個(gè)時(shí)鐘周期。若是在硬件設(shè)計(jì)上加以改良,如采用專用通路技術(shù),即可使流水線不發(fā)生停留。五、總線總線定義:總線是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的互聯(lián)機(jī)構(gòu),是多個(gè)系統(tǒng)功能零件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳達(dá)的公共通路。借助于總線連結(jié),計(jì)算機(jī)在各系統(tǒng)功能零件之間實(shí)現(xiàn)地點(diǎn)、數(shù)據(jù)和控制信息的互換,并在爭(zhēng)用資源的基礎(chǔ)進(jìn)步行工作??偩€分類:內(nèi)部總線:CPU內(nèi)部連結(jié)各寄存器及運(yùn)算器零件之間的總線。系統(tǒng)總線:CPU和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中其他高速功能零件相互連結(jié)的總線。I/O總線:CPU和中低速I/O設(shè)施相互連結(jié)的總線??偩€特點(diǎn):物理特點(diǎn):總線的物理連結(jié)方式(根數(shù)、插頭、插座形狀、引腳排列方式等)。功能特點(diǎn):每根線的功能。電氣特點(diǎn):每根線上信號(hào)的傳達(dá)方向及有效電平范圍。時(shí)間特點(diǎn):規(guī)定了每根總線在什么時(shí)間有效??偩€帶寬:總線帶寬定義為總線自己所能達(dá)到的最高傳輸速率,它是權(quán)衡總線性能的重要指標(biāo)。cpu北橋pci南橋isa之間相互連通經(jīng)過橋CPU總線、系統(tǒng)總線和高速總線相互相連。橋?qū)嵸|(zhì)上是一種擁有緩沖、變換、控制功能的邏輯電路。多總線構(gòu)造表現(xiàn)了高速、中速、低速設(shè)施連結(jié)到不同樣的總線上同時(shí)進(jìn)行工作,以提高總線的效率和吞吐量,而且辦理器構(gòu)造的變化不影響高速總線。整個(gè)總線分為:數(shù)據(jù)傳達(dá)總線:由地點(diǎn)線、數(shù)據(jù)線、控制線組成。其構(gòu)造與簡(jiǎn)單總線相像,但一般是32條地點(diǎn)線,32或64條數(shù)據(jù)線。為了減少布線,

64位數(shù)據(jù)的低位數(shù)據(jù)線經(jīng)常和地點(diǎn)線采用多路復(fù)用方式。仲裁總線:包括總線懇求線和總線授權(quán)線。中止和同步總線:用于辦理帶優(yōu)先級(jí)的中止操作,包括中止懇求線和中止認(rèn)可線。公用線:包括時(shí)鐘信號(hào)線、電源線、地線、系統(tǒng)復(fù)位線以及加電或斷電的時(shí)序信號(hào)線等。接口的典型功能:控制、緩沖、狀態(tài)、變換、整理、程序中止。總線的傳輸過程:串行傳達(dá):使用一條傳輸線,采用脈沖傳達(dá)。主要優(yōu)點(diǎn)是只要要一條傳輸線,這一點(diǎn)對(duì)長(zhǎng)距離傳輸顯得特別重要,不論傳達(dá)的數(shù)據(jù)量有多少,只要要一條傳輸線,成本比較廉價(jià)。缺點(diǎn)就是速度慢。并行傳達(dá):每一數(shù)據(jù)位需要一條傳輸線,一般采用電位傳達(dá)。分時(shí)傳達(dá):總線復(fù)用或是共享總線的零件分時(shí)使用總線??偩€的信息傳達(dá)過程:懇求總線、總線仲裁、尋址、信息傳達(dá)、狀態(tài)返回??偩€數(shù)據(jù)傳達(dá)模式:讀、寫操作:讀操作是由從方到主方的數(shù)據(jù)傳達(dá);寫操作是由主方到從方的數(shù)據(jù)傳達(dá)。塊傳達(dá)操作:只要給出塊的初步地點(diǎn),爾后對(duì)固定塊長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)一個(gè)接一個(gè)地讀出或?qū)懭?。關(guān)于CPU(主方)儲(chǔ)藏器(從方)而言的塊傳達(dá),常稱為猝發(fā)式傳達(dá),其塊長(zhǎng)一般固定為數(shù)據(jù)線寬度(儲(chǔ)藏器字長(zhǎng))的4倍。寫后讀、讀修改寫操作:這是兩種組合操作。只給出地點(diǎn)一次(表示同一地點(diǎn)),或進(jìn)行先寫后讀操作,或進(jìn)行先讀后寫操作。廣播、廣集操作:一般而言,數(shù)據(jù)傳達(dá)只在一個(gè)主方和一個(gè)從方之間進(jìn)行。但有的總線贊成一個(gè)主方對(duì)多個(gè)從方進(jìn)行寫操作,這種操作稱為廣播。與廣播相反的操作稱為廣集,它將選定的多個(gè)從方數(shù)據(jù)在總線上完成AND或OR操作,用以檢測(cè)多此中止源。菊花鏈方式優(yōu)先級(jí)裁決邏輯電路圖獨(dú)立懇求方式優(yōu)先級(jí)鑒別邏輯電路圖橋:在PCI總線系統(tǒng)構(gòu)造中有三種橋。此中HOST橋又是PCI總線控制器,含有中央仲裁器。橋起重視要的作用,它連結(jié)兩條總線,使相互間相互通信。橋又是一個(gè)總線變換零件,能夠把一條總線的地點(diǎn)空間照射到另一條總線的地點(diǎn)空間上,進(jìn)而使系統(tǒng)中隨意一個(gè)總線主設(shè)施都能看到同樣的一份地點(diǎn)表。橋自己的構(gòu)造能夠十分簡(jiǎn)單,如只有信號(hào)緩沖能力和信號(hào)電平變換邏輯,也能夠相當(dāng)復(fù)雜,如有規(guī)程變換、數(shù)據(jù)快存、裝拆數(shù)據(jù)等。*(1)某總線在一個(gè)總線周期中并行傳達(dá)4個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),假定一個(gè)總線周期等于一個(gè)總線時(shí)鐘周期,總線時(shí)鐘頻次為(2)若是一個(gè)總線周期中并行傳達(dá)64位數(shù)據(jù),總線時(shí)鐘頻次升為66MHz,總線帶寬是多少解:(1)設(shè)總線帶寬用Dr表示,總線時(shí)鐘周期用T=1/f表示,一個(gè)總線周期傳達(dá)的數(shù)據(jù)量用D表示,依照定義可得6Dr=D/T=D×(1/T)=D×f=4B×33×10/s=132MB/s

33MHz,總線帶寬是多少

?2)64位=8B6Dr=D×f=8B×66×10/s=528MB/s的一次信息送程大概分哪幾個(gè)段?若采用同步定,畫出數(shù)據(jù)的同步序。的一次信息送程,大概可分:求,仲裁,址,信息送,狀返回??偩€時(shí)鐘啟動(dòng)信號(hào)讀命令地點(diǎn)線地點(diǎn)數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)認(rèn)可20.70*8=560MHz/s仲裁:依照仲裁路的地點(diǎn)不同樣,仲裁方式分集中式和散布式兩種。集中式仲裁有三種:式方式:離中央仲裁器近來的擁有最高先,離控制器越,先越低。點(diǎn):只用很少幾根就能按必然先序次控制,而且種式構(gòu)很簡(jiǎn)單充。缺點(diǎn):是的路故障很敏感,先固定。數(shù)器定方式:上的任一要求使用,通BR出求。中央仲裁器接到求信號(hào)此后,在BS“0”的情況下數(shù)器開始數(shù),數(shù)通一地點(diǎn)向各。每個(gè)接口都有一個(gè)地點(diǎn)判路,當(dāng)?shù)攸c(diǎn)上的數(shù)與求的地點(diǎn)相一致,置“1”BS,得了使用,此中止數(shù)。每次數(shù)能夠從“0”開始,也能夠從中止點(diǎn)開始。若是從“0”開始,各的先序次與式法同樣,先的序是固定的。若是從中止點(diǎn)開始,每個(gè)使用的相等。可方便的改先。獨(dú)立求方式:每一個(gè)共享的均有一求BRi和授BGi。當(dāng)要求使用,便出的求信號(hào)。仲裁器中有一個(gè)排路,它依照必然的先序次決定第一響哪個(gè)的求,以授信號(hào)BGi。獨(dú)立求方式的點(diǎn)是響快,即確定先響的所花的少,用不著一個(gè)接一個(gè)地。其次,先序次的控制相當(dāng)靈便。它能夠先固定,比方BR0先最高,BR1次之?BRn最低;也能夠通程序來改先序次;能夠用障蔽(禁止)某個(gè)求的法,不響來自無效的求。因此今世準(zhǔn)寬泛采用獨(dú)立求方式。點(diǎn)是響快,即確定先響的所花的少。先序次的控制也是相當(dāng)靈便的。散布式仲裁:不需要中央仲裁器,而是多個(gè)仲裁器爭(zhēng)使用。當(dāng)它有求,把它唯一的仲裁號(hào)送到共享的仲裁上,每個(gè)仲裁器將仲裁上獲得的號(hào)與自己的號(hào)行比。若是仲裁上的號(hào)大,它的求不予響,并取消它的仲裁號(hào)。最后,者的仲裁號(hào)保存在仲裁上。然,散布式仲裁是以先仲裁策略基。*仲裁某CPU采用集中式仲裁方式,使用獨(dú)立求與菊花相合的二控制構(gòu)。每一求BRi和授BGi成一菊花路。每一根求能夠被若干個(gè)速率湊近的共享。當(dāng)些要求送通BRi向仲裁器出求,的BGi串行每個(gè),進(jìn)而確定哪個(gè)享有控制。分析明所示的仲裁序。解:從序看出,采用異步定。當(dāng)某個(gè)設(shè)施懇求使用總線時(shí),在該設(shè)施所屬的懇求線上發(fā)出申請(qǐng)信號(hào)BRi(1)。CPU按優(yōu)先原則贊成后給出授權(quán)信號(hào)BGi作為回答(2)。BGi鏈?zhǔn)讲閱柛髟O(shè)施,并上漲從設(shè)施回答SACK信號(hào)證明已收到BGi信號(hào)(3)。CPU接到SACK信號(hào)后下降BG作為回答(4)。在總線“忙”標(biāo)志BBSY為“0”情況該設(shè)施上漲BBSY,表示該設(shè)施獲得了總線控制權(quán),成為控制總線的主設(shè)施(在設(shè)施用完總線后,下降BBSY和SACK(6)釋放總線。在上述選擇主設(shè)施過程中,可能現(xiàn)行的主從設(shè)施正在進(jìn)行傳達(dá)。此時(shí)需等待現(xiàn)行傳達(dá)結(jié)束,即現(xiàn)行主設(shè)施下降控制權(quán)。*散布式仲裁表示圖

5)。BBSY信號(hào)后(

7),新的主設(shè)施才能上漲

BBSY,獲得總線(1)全部參加本次競(jìng)爭(zhēng)的各主設(shè)施將設(shè)施競(jìng)爭(zhēng)號(hào)CN取反后打到仲裁總線AB上,以實(shí)現(xiàn)“線或”邏輯。AB線低電平時(shí)表示最罕有一個(gè)主設(shè)施的CNi為1,AB線高電平時(shí)表示全部主設(shè)施的CNi為0。(2)競(jìng)爭(zhēng)時(shí)CN與AB逐位比較,從最高位(b7)至最低位(b0)以一維菊花鏈方式進(jìn)行,只有上一位競(jìng)爭(zhēng)獲勝者Wi+1位為1。當(dāng)CNi=1,或CNi=0且ABi為高電平時(shí),才使Wi位為1。若Wi=0時(shí),將素來向下傳達(dá),使其競(jìng)爭(zhēng)號(hào)后邊的低位不能夠送上AB線。(3)競(jìng)爭(zhēng)不到的設(shè)施自動(dòng)撤掉其競(jìng)爭(zhēng)號(hào)。在競(jìng)爭(zhēng)時(shí)期,由于W位輸入的作用,各設(shè)施在其內(nèi)部的CN線上保存其競(jìng)爭(zhēng)號(hào)其實(shí)不損壞AB線上的信息。(4)由于參加競(jìng)爭(zhēng)的各設(shè)施速度不一致,這個(gè)比較過程頻頻(自動(dòng))進(jìn)行,才有最后牢固的結(jié)果。競(jìng)爭(zhēng)期的時(shí)間要足夠,保證最慢的設(shè)施也能參加競(jìng)爭(zhēng)。*總線周期種類PCI總線周期由目前被授權(quán)的主設(shè)施倡議。PCI支持任何主設(shè)施和從設(shè)施之間點(diǎn)到點(diǎn)的同樣接見,也支持某些主設(shè)施的廣播讀寫。儲(chǔ)藏器讀/寫總線周期儲(chǔ)藏器寫和使無效周期特別周期配置讀/寫周期*PCI總線周期的操作過程有以下特點(diǎn):1)采用同步時(shí)序協(xié)議??偩€時(shí)鐘周期以上跳沿開始,半個(gè)周期高電平,半個(gè)周期低電平??偩€上全部事件,即信號(hào)電平變換出現(xiàn)在時(shí)鐘信號(hào)的下跳沿時(shí)刻,而對(duì)信號(hào)的采樣出現(xiàn)在時(shí)鐘信號(hào)的上跳沿時(shí)刻。(2)總線周期由被授權(quán)的主方啟動(dòng),以幀F(xiàn)RAME#信號(hào)變成有效來指示一個(gè)總線周期的開始。(3)一個(gè)總線周期由一個(gè)地點(diǎn)期和一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)期組成。在地點(diǎn)期內(nèi)除給出目標(biāo)地點(diǎn)外,還在C/BE#線上給出總線命令以指明總線周期種類。(4)地點(diǎn)期為一個(gè)總線時(shí)鐘周期,一個(gè)數(shù)據(jù)期在沒有等待狀態(tài)下也是一個(gè)時(shí)鐘周期。一次數(shù)據(jù)傳達(dá)是在掛鉤信號(hào)IRDY#和TRDY#都有效情況下完成,任一信號(hào)無效(在時(shí)鐘上跳沿被對(duì)方采樣到),都將加入等待狀態(tài)。(5)總線周期長(zhǎng)度由主方確定。在總線周期時(shí)期FRAME#連續(xù)有效,但在最后一個(gè)數(shù)據(jù)期開始前撤掉。即以FRAME#無效后,IRDY#也變成無效的時(shí)刻表示一個(gè)總線周期結(jié)束。因此可知,PCI的數(shù)據(jù)傳達(dá)以猝發(fā)式傳達(dá)為基本系統(tǒng),單調(diào)數(shù)據(jù)傳達(dá)反而成為猝發(fā)式傳達(dá)的一個(gè)特例。而且PCI擁有無量制的猝發(fā)能力,猝發(fā)長(zhǎng)度由主方確定,沒有對(duì)猝發(fā)長(zhǎng)度加以固定限制。(6)主方啟動(dòng)一個(gè)總線周期時(shí)要求目標(biāo)方確認(rèn)。即在FRAME#變成有效和目標(biāo)地點(diǎn)送上AD線后,目標(biāo)方在延緩一個(gè)時(shí)鐘周期后必定以DEVSEL#信號(hào)有效予以響應(yīng)。否則,主設(shè)施中止總線周期。(7)主方結(jié)束一個(gè)總線周期時(shí)不要求目標(biāo)方確認(rèn)。目標(biāo)方采樣到FRAME#信號(hào)已變成無效時(shí),即知道下一數(shù)據(jù)傳達(dá)是最后一個(gè)數(shù)據(jù)期。目標(biāo)方傳輸速度跟不上主方速度,可用TRDY#無效通知主方加入等待狀態(tài)時(shí)鐘周期。當(dāng)目標(biāo)方出現(xiàn)故障不能夠進(jìn)行傳輸時(shí),以STOP#信號(hào)有效通知主方中止總線周期。六、外面設(shè)施磁盤組有6片磁盤,每片有兩個(gè)記錄面,最上最下兩個(gè)面不用。儲(chǔ)藏地區(qū)內(nèi)徑22cm,外徑33cm,道密度為40道/cm,內(nèi)層位密度400位/cm,轉(zhuǎn)速6000轉(zhuǎn)/分。問:共有多少柱面?盤組總儲(chǔ)藏容量是多少?數(shù)據(jù)傳輸率多少?(4)采用定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊記錄格式,直接尋址的最小單位是什么?尋址命令中怎樣表示磁盤地點(diǎn)?(5)若是某文件長(zhǎng)度高出一個(gè)磁道的容量,應(yīng)將它記錄在同一個(gè)儲(chǔ)藏面上,仍是記錄在同一個(gè)柱面上?解:(1)有效儲(chǔ)藏地區(qū)==(cm)由于道密度=40道/cm,因此40×55=220道,即220個(gè)圓柱面。(2)內(nèi)層磁道周長(zhǎng)為2πR=2××11=(cm)每道信息量=400位/cm×69.08cm=27632位=3454B每面信息量=3454B×220=759880B盤組總?cè)萘?759880B×10=7598800B磁盤數(shù)據(jù)傳輸率Dr=rN為每條磁道容量,N=3454Br為磁盤轉(zhuǎn)速,r=6000轉(zhuǎn)/60秒=100轉(zhuǎn)/秒Dr=rN=100×3454B=345400B/s(4)采用定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊格式,直接尋址的最小單位是一個(gè)記錄塊(一個(gè)扇區(qū)),每個(gè)記錄塊記錄固定字節(jié)數(shù)目的信息,在定長(zhǎng)記錄的數(shù)據(jù)塊中,活動(dòng)頭磁盤組的編址方式可用以下格式:此地點(diǎn)格式表示有4臺(tái)磁盤(2位),每臺(tái)有16個(gè)記錄面/盤面(4位),每面有256個(gè)磁道(8位),每道有16個(gè)扇區(qū)(4位)。(5)若是某文件長(zhǎng)度高出一個(gè)磁道的容量,應(yīng)將它記錄在同一個(gè)柱面上,由于不需要從頭找道,數(shù)據(jù)讀/寫速度快。*某磁盤存貯器轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分,共有4個(gè)記錄面,每毫米5道,每道記錄信息為12288字節(jié),最小磁道直徑為230mm,共有

275道。問:1)磁盤存貯器的容量是多少?2)最高位密度與最低位密度是多少?3)磁盤數(shù)據(jù)傳輸率是多少?4)平均等待時(shí)間是多少?5)給出一個(gè)磁盤地點(diǎn)格式方案。解:1)每道記錄信息容量=12288字節(jié)每個(gè)記錄面信息容量=275×12288字節(jié)共有4個(gè)記錄面,因此磁盤儲(chǔ)藏器總?cè)萘繛椋?×275×12288字節(jié)=字節(jié)2)最高位密度D1按最小磁道半徑R1計(jì)算(R1=115mm):D1=12288字節(jié)/2πR1=17字節(jié)/mm最低位密度D2按最大磁道半徑R2計(jì)算:R2=R1+(275÷5)=115+55=170mmD2=12288字節(jié)/2πR2=字節(jié)/mm(3)磁盤傳輸率C=r·Nr=3000/60=50周/秒N=12288字節(jié)(信道信息容量)C=r·N=50×12288=614400字節(jié)/秒(4)平均等待時(shí)間=1/2r=1/(2×50)=10毫秒(5)16151465430臺(tái)號(hào)柱面(磁道)號(hào)盤面(磁頭)號(hào)扇區(qū)號(hào)此地點(diǎn)格式表示有4臺(tái)磁盤,每臺(tái)有4個(gè)記錄面,每個(gè)記錄面最多可容納512個(gè)磁道,每道有16個(gè)扇區(qū)。*有一臺(tái)磁盤機(jī),其平均尋道時(shí)間為了30ms,平均旋轉(zhuǎn)等待時(shí)間為120ms,數(shù)據(jù)傳輸速率為500B/ms,磁盤機(jī)上寄存著1000件每件3000B的數(shù)據(jù)?,F(xiàn)欲把一件數(shù)據(jù)取走,更新后在放回原地,假定一次取出或?qū)懭胨钑r(shí)間為:平均尋道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳達(dá)時(shí)間其他,使用CPU更新信息所需時(shí)間為4ms,而且更新時(shí)間同輸入輸出操作不相重疊。試問:1)盤上全部數(shù)據(jù)需要多少時(shí)間?2)若磁盤及旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)傳輸率都提高一倍,更新全部數(shù)據(jù)需要多少間?解:(1)磁盤上總數(shù)據(jù)量=1000×3000B=3000000B讀出全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為3000000B÷500B/ms=6000ms從頭寫入全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間=6000ms因此,更新磁盤上全部數(shù)據(jù)所需的時(shí)間為:2×(平均找道時(shí)間+平均等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳達(dá)時(shí)間)+CPU更新時(shí)間=2(30+120+6000)ms+4ms=12304ms(2)磁盤機(jī)旋轉(zhuǎn)速度提高一倍后,平均等待時(shí)間為60ms;數(shù)據(jù)傳輸率提高一倍后,數(shù)據(jù)傳達(dá)時(shí)間變成:3000000B÷1000B/ms=3000ms更新全部數(shù)據(jù)所需時(shí)間為:2×(30+60+3000)ms+4ms=6184ms刷新:電子束打在熒光粉上惹起的發(fā)光只能保持幾十毫秒的時(shí)間。因此必定讓電子束頻頻不斷地掃描整個(gè)屏幕,該過程稱為刷新。刷新頻次越高,顯示越?jīng)]有閃爍。50Hz(最少)刷新儲(chǔ)藏器(視頻儲(chǔ)藏器、顯存):為刷新供應(yīng)信號(hào)的儲(chǔ)藏器。容量取決于分辨率和灰度級(jí)。M=r·C*刷存的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。實(shí)質(zhì)工作時(shí)顯示適配器的幾個(gè)功能部分要爭(zhēng)用刷存的帶寬。假定總帶寬的50%用于刷新屏幕,保存50%帶寬用于其他非刷新功能。(1)若顯示工作方式采用分辨率為1024×768,顏色深度為3B,幀頻(刷新速率)為72Hz,計(jì)算刷存總帶寬應(yīng)為多少?(2)為達(dá)到這樣高的刷存帶寬,應(yīng)采用何種技術(shù)舉措?解:(1)∵刷新所需帶寬=分辨率×每個(gè)像素點(diǎn)顏色深度×刷新速率∴1024×768×3B×72/s=165888KB/s=162MB/s刷存總帶寬應(yīng)為162MB/s×100/50=324MB/s(2)為達(dá)到這樣高的刷存帶寬,可采用以下技術(shù)舉措:①使用高速的DRAM芯片組成刷存;②刷存采用多體交叉構(gòu)造;③刷存至顯示控制器的內(nèi)部總線寬度由32位提高到64位,甚至128位;④刷存采用雙端口儲(chǔ)藏器構(gòu)造,將刷新端口與更新端口分開。*刷新儲(chǔ)藏器的重要性能指標(biāo)是它的帶寬。若顯示工作方式采用分辨率為1024×768,顏色深度為24位,幀頻(刷新速率)為72HZ,求:

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