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考研計算機專業課的複習要點

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考生們在進行考研計算機專業課的複習時,要找到知識的要點,才能更好的進行復習。小編為大家精心準備了考研計算機專業課指南攻略,歡迎大家前來閱讀。

考研計算機專業課的複習要點

  計算機考研CPU中斷要點

什麼是中斷允許觸發器?它有何作用?

解:中斷允許觸發器是CPU中斷系統中的一個部件,他起著開關中斷的作用(即中斷總開關,則中斷遮蔽觸發器可視為中斷的分開關)。

在什麼條件和什麼時間,CPU可以響應I/O的中斷請求?

解:CPU響應I/O中斷請求的條件和時間是:當中斷允許狀態為1(EINT=1),且至少有一箇中斷請求被查到,則在一條指令執行完時,響應中斷。

17. 某系統對輸入資料進行取樣處理,每抽取一個輸入資料,CPU就要中斷處理一次,將取樣的資料存至儲存器的緩衝區中,該中斷處理需P秒。此外,緩衝區內每儲存N個數據,主程式就要將其取出進行處理,這個處理需Q秒。試問該系統可以跟蹤到每秒多少次中斷請求?

解:這是一道求中斷飽和度的題,要注意主程式對資料的處理不是中斷處理,因此Q秒不能算在中斷次數內。

N個數據所需的處理時間=P×N+Q秒

平均每個資料所需處理時間= (P×N+Q) /N秒;

求倒數得:

該系統跟蹤到的每秒中斷請求數=N/(P×N+Q)次。

在程式中斷方式中,磁碟申請中斷的優先權高於印表機。當印表機正在進行列印時,磁碟申請中斷請求。試問是否要將印表機輸出停下來,等磁碟操作結束後,印表機輸出才能繼續進行?為什麼?

解:這是一道多重中斷的題,由於磁碟中斷的優先權高於印表機,因此應將印表機輸出停下來,等磁碟操作結束後,印表機輸出才能繼續進行。因為印表機的速度比磁碟輸入輸出的速度慢,並且暫停列印不會造成資料丟失。

討論:

印表機不停,理由有如下幾種:

列印內容已存入印表機快取;

問題:1)如果印表機無快取呢?

2)如果印表機有快取,還需要用程式中斷方式交換嗎?(應用DMA)

由於在指令執行末查中斷,因此執行列印指令時不會響應磁碟中斷。

問題:列印中斷處理程式=列印指令?

採用位元組交叉傳送方式,當兩者同時請求中斷時,先響應盤,再響應印表機,交叉服務。

問題:這是程式中斷方式嗎?

由於印表機速度比CPU慢得多,CPU將資料傳送給印表機後,就去為磁碟服務,而這時印表機可自己慢慢列印。

問題:停止印表機傳送=停止印表機動作?

我有印表機,感覺上印表機工作是連貫的;

問題:人的感覺速度=計算機工作速度?

CPU對DMA請求和中斷請求的響應時間是否一樣?為什麼?

解: CPU對DMA請求和中斷請求的響應時間不一樣,因為兩種方式的交換速度相差很大,因此CPU必須以更短的時間間隔查詢並響應DMA請求(一個存取週期末)。

討論:

CPU對DMA的響應是即時的;

隨時都能響應?

CPU響應DMA的時間更短;

DMA比中斷速度高;

短、高或不一樣的具體程度?

不一樣。因為DMA與CPU共享主存,會出現兩者爭用主存的衝突,CPU必須將匯流排讓給DMA介面使用,常用停止CPU訪存、週期竊取及DMA與CPU交替訪存三種方式有效的分時使用主存;

這種情況僅僅存在於DMA與中斷程式之間嗎?答非所問。

  計算機考研調頻制要點

以寫入1001 0110為例,比較調頻制和改進調頻制的寫電流波形圖。

解:寫電流波形圖如下:

比較:

1)FM和MFM寫電流在位週期中心處的變化規則相同;

2)MFM制除連續一串“0”時兩個0週期交界處電流仍變化外,基本取消了位週期起始處的電流變化;

3)FM制記錄一位二進位制程式碼最多兩次磁翻轉,MFM制記錄一位二進位制程式碼最多一次磁翻轉,因此MFM制的記錄密度可提高一倍。上圖中示出了在MFM制時位週期時間縮短一倍的情況。由圖可知,當MFM制記錄密度提高一倍時,其寫電流頻率與FM制的寫電流頻率相當;

4)由於MFM制並不是每個位週期都有電流變化,故自同步脈衝的分離需依據相鄰兩個位週期的讀出資訊產生,自同步技術比FM制複雜得多。

25. 畫出調相制記錄01100010的驅動電流、記錄磁通、感應電勢、同步脈衝及讀出程式碼等幾種波形。

解:

注意:

1)畫波形圖時應嚴格對準各種訊號的時間關係。

2)讀出感應訊號不是方波而是與磁翻轉邊沿對應的尖脈衝;

3)同步脈衝的出現時間應能“包裹”要選的讀出感應訊號,才能保證選通有效的讀出資料訊號,並遮蔽掉無用的感應訊號。

4)最後讀出的資料程式碼應與寫入程式碼一致。

26. 磁碟組有六片磁碟,每片有兩個記錄面,儲存區域內徑22釐米,外徑33釐米,道密度為40道/釐米,內層密度為400位/釐米,轉速2400轉/分,問:

(1)共有多少儲存面可用?

(2)共有多少柱面?

(3)盤組總儲存容量是多少?

(4)資料傳輸率是多少?

解:

(1)若去掉兩個保護面,則共有:

6 × 2 - 2 = 10個儲存面可用;

(2)有效儲存區域

=(33-22)/ 2 = 5.5cm

柱面數 = 40道/cm × 5.5= 220道

=p (3)內層道周長=22 69.08cm

道容量=400位/cm×69.08cm

= 3454B

面容量=3454B × 220道

= 759,880B

盤組總容量 = 759,880B × 10面

= 7,598,800B

(4)轉速 = 2400轉 / 60秒

= 40轉/秒

資料傳輸率 = 3454B × 40轉/秒

= 138,160 B/S

注意:

1)計算盤組容量時一般應去掉上、下保護面;

的精度選取不同將引起答案不同,一般取兩位小數;p2)

盤組總磁軌數(=一個盤面上的磁軌數)¹3)柱面數

4)資料傳輸率與盤面數無關;

5)資料傳輸率的單位時間是秒,不是分。

27. 某磁碟儲存器轉速為3000轉/分,共有4個記錄盤面,每毫米5道,每道記錄資訊12 288位元組,最小磁軌直徑為230mm,共有275道,求:

(1)磁碟儲存器的儲存容量;

(2)最高位密度(最小磁軌的位密度)和最低位密度;

(3)磁碟資料傳輸率;

(4)平均等待時間。

解:

(1)儲存容量 = 275道×12 288B/道×4面 = 13 516 800B

(2)最高位密度 = p12 288B/230

= 17B/mm = 136位/mm(向下取整)

最大磁軌直徑

=230mm+275道/5道 ×2

= 230mm + 110mm = 340mm

p 最低位密度 = 12 288B / 340

= 11B/mm = 92位 / mm (向下取整)

(3)磁碟資料傳輸率

= 12 288B × 3000轉/分

=12 288B × 50轉/秒=614 400B/S

(4)平均等待時間 = 1/50 / 2 = 10ms

討論:

1、本題給出的道容量單位為位元組,

因此算出的儲存容量單位也是位元組,而不是位;

2、由此算出的位密度單位最終應轉換成bpm(位/毫米);

3、平均等待時間是磁碟轉半圈的時間,與容量無關。

  計算機考研儲存器要點

半導體儲存器晶片的譯碼驅動方式有幾種?

解:半導體儲存器晶片的譯碼驅動方式有兩種:線選法和重合法。

線選法:地址譯碼訊號只選中同一個字的所有位,結構簡單,費器材;

重合法:地址分行、列兩部分譯碼,行、列譯碼線的交叉點即為所選單元。這種方法通過行、列譯碼訊號的重合來選址,也稱矩陣譯碼。可大大節省器材用量,是最常用的譯碼驅動方式。

畫出用1024×4位的儲存晶片組成一個容量為64K×8位的儲存器邏輯框圖。要求將64K分成4個頁面,每個頁面分16組,指出共需多少片儲存晶片。

解:設採用SRAM晶片,

總片數 = 64K×8位 / 1024×4位

= 64×2 = 128片

題意分析:本題設計的儲存器結構上分為總體、頁面、組三級,因此畫圖時也應分三級畫。首先應確定各級的容量:

頁面容量 = 總容量 / 頁面數

= 64K×8位 / 4

= 16K×8位;

組容量 = 頁面容量 / 組數

= 16K×8位 / 16 = 1K×8位;

組內片數 = 組容量 / 片容量

= 1K×8位 / 1K×4位 = 2片;

地址分配:

頁面邏輯框圖:(字擴充套件)

儲存器邏輯框圖:(字擴充套件)

討論:

頁選地址取A11、A10,頁內片選取A15~A12;

(頁內組地址不連貫? )

不分級畫;問題:

1、不合題意;

2、晶片太多難畫;

3、無頁譯碼,6:64譯碼選組。

頁選直接聯到晶片;問題:

1、SRAM一般只一個片選端;

2、譯碼輸出負載能力需考慮。

附加閘電路組合2級譯碼訊號;

(應利用譯碼器使能端輸入高一級的譯碼選通訊號)

不設組選,頁選同時選8組(16組),並行存取?

組譯碼無頁選輸入;

2片晶片合為一體畫;

文字敘述代替畫圖;

地址線、資料線不標訊號名及訊號序號。

設有一個64K×8位的RAM晶片,試問該晶片共有多少個基本單元電路(簡稱儲存基元)?欲設計一種具有上述同樣多儲存基元的晶片,要求對晶片字長的選擇應滿足地址線和資料線的總和為最小,試確定這種晶片的地址線和資料線,並說明有幾種解答。

解:

儲存基元總數 = 64K×8位

= 512K位 = 219位;

思路:如要滿足地址線和資料線總和最小,應儘量把儲存元安排在字向,因為地址位數和字數成2的冪的關係,可較好地壓縮線數。

設地址線根數為a,資料線根數為b,則片容量為:2a×b = 219;b = 219-a;

若a = 19,b = 1,總和 = 19+1 = 20;

a = 18,b = 2,總和 = 18+2 = 20;

a = 17,b = 4,總和 = 17+4 = 21;

a = 16,b = 8,總和 = 16+8 = 24;

由上可看出:片字數越少,片字長越長,引腳數越多。片字數、片位數均按2的冪變化。

結論:如果滿足地址線和資料線的總和為最小,這種晶片的引腳分配方案有兩種:地址線 = 19根,資料線 = 1根;或地址線 = 18根,資料線 = 2根。

採用字、位擴充套件技術設計;

某8位微型機地址碼為18位,若使用4K×4位的RAM晶片組成模組板結構的儲存器,試問:

(1)該機所允許的最大主存空間是多少?

(2)若每個模組板為32K×8位,共需幾個模組板?

(3)每個模組板內共有幾片RAM晶片?

(4)共有多少片RAM?

(5)CPU如何選擇各模組板?

解:

(1)218 = 256K,則該機所允許的最大主存空間是256K×8位(或256KB);

(2)模組板總數 = 256K×8 / 32K×8

= 8塊;

(3)板內片數 = 32K×8位 / 4K×4位

= 8×2 = 16片;

(4)總片數 = 16片×8 = 128片;

(5)CPU通過最高3位地址譯碼選板,次高3位地址譯碼選片。地址格式分配如下:

討論:

不對板譯碼、片譯碼分配具體地址位;

板內片選設4位地址;

不設板選,8個板同時工作,匯流排分時傳送;

8位晶片;8板通過3:8譯碼器組成256K

設CPU共有16根地址線,8根資料線,並用-MREQ(低電平有效)作訪存控制訊號,R/-W作讀寫命令訊號(高電平為讀,低電平為寫)。現有下列儲存晶片:

ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位),RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位),及74138譯碼器和其他閘電路(閘電路自定)。試從上述規格中選用合適晶片,畫出CPU和儲存晶片的連線圖。要求:

(1)最小4K地址為系統程式區,4096~16383地址範圍為使用者程式區;

(2)指出選用的儲存晶片型別及數量;

(3)詳細畫出片選邏輯。

解:

(1)地址空間分配圖:

(2)選片:ROM:4K×4位:2片;

RAM:4K×8位:3片;

(3)CPU和儲存器連線邏輯圖及片選邏輯:

討論:

1)選片:當採用字擴充套件和位擴充套件所用晶片一樣多時,選位擴充套件。

理由:字擴充套件需設計片選譯碼,較麻煩,而位擴充套件只需將資料線按位引出即可。

本題如選用2K×8 ROM,片選要採用二級譯碼,實現較麻煩。

當需要RAM、ROM等多種晶片混用時,應儘量選容量等外特性較為一致的晶片,以便於簡化連線。

2)應儘可能的避免使用二級譯碼,以使設計簡練。但要注意在需要二級譯碼時如果不使用,會使選片產生二義性。

3)片選譯碼器的各輸出所選的儲存區域是一樣大的,因此所選晶片的字容量應一致,如不一致時就要考慮二級譯碼。另外如把片選譯碼輸出“或”起來使用也是不合理的。

4)其它常見錯誤:

138的C輸入端接地;(相當於把138當2-4譯碼器用,不合理)

EPROM的PD端接地;

(PD為功率下降控制端,當輸入為高時,進入功率下降狀態。因此PD端的合理接法是與片選端-CS並聯。)

ROM連讀/寫控制線-WE;

(ROM無讀/寫控制端)

CPU假設同上題,現有8片8K×8位的晶片與CPU相連,試回答:

(1)用74138譯碼器畫出CPU與儲存晶片的連線圖;

(2)寫出每片RAM的地址範圍;

(3)如果執行時發現不論往哪片RAM寫入資料後,以A000H為起始地址的儲存晶片都有與其相同的資料,分析故障原因。

(4)根據(1)的連線圖,若出現地址線A13與CPU斷線,並搭接到高電平上,將出現什麼後果?

解:

(1)CPU與儲存器晶片連線邏輯圖:

(2)地址空間分配圖:

(3)如果執行時發現不論往哪片RAM寫入資料後,以A000H為起始地址的儲存晶片(第5片)都有與其相同的資料,則根本的故障原因為:該儲存晶片的片選輸入端很可能總是處於低電平。可能的情況有:

1)該片的-CS端與-WE端錯連或短路;

2)該片的-CS端與CPU的-MREQ端錯連或短路;

3)該片的-CS端與地線錯連或短路;

在此,假設晶片與譯碼器本身都是好的。

(4)如果地址線A13與CPU斷線,並搭接到高電平上,將會出現A13恆為“1”的情況。此時儲存器只能定址A13=1的地址空間(奇數片),A13=0的另一半地址空間(偶數片)將永遠訪問不到。若對A13=0的地址空間(偶數片)進行訪問,只能錯誤地訪問到A13=1的對應空間(奇數片)中去。

某機字長16位,常規的儲存空間為64K字,若想不改用其他高速的儲存晶片,而使訪存速度提高到8倍,可採取什麼措施?畫圖說明。

解:若想不改用高速儲存晶片,而使訪存速度提高到8倍,可採取多體交叉存取技術,圖示如下:

8體交叉訪問時序:

什麼是“程式訪問的區域性性”?儲存系統中哪一級採用了程式訪問的區域性性原理?

解:程式執行的區域性性原理指:在一小段時間內,最近被訪問過的程式和資料很可能再次被訪問;在空間上,這些被訪問的程式和資料往往集中在一小片儲存區;在訪問順序上,指令順序執行比轉移執行的可能性大 (大約 5:1 )。儲存系統中Cache—主存層次採用了程式訪問的區域性性原理。