计算机组成与体系结构——互连与输入输出组织

计算机组成与体系结构，第9章学习、习题。

1. 大概会出的题目

磁盘参数的一些计算应该是必考的，熟悉那几道题关于磁盘参数的计算方法就好了，重点是对于磁盘的形状规格等有理解。另外，中断处理程序题目也比较重要，就一种题型

2. 思考

会考的题无非就那几道，反倒我觉得书上有些点还是最值得学习的。

3.一些小概念

磁盘道密度:
单位长度内的磁道（环形的）数目 单位是tpi（磁道数/英寸）tmp（磁道数/毫米）
位密度：
磁道方向上，单位长度内存放的二进制的数目 bpi（二进制位数/英寸）bpm（二进制数目/毫米）
存储容量：
整个存储器存放的二进制信息量。与磁表面大小和记录密度相关
平均存取时间：
重点：
寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间+（开销）

数据传输速率：
单位时间内从存储介质上读出或写入的二进制信息量
重点：
计算时就是单位时间内磁头划过的磁道弧长×位密度：
每分钟转速/60 × 内圆周长×位密度

Tip：（基本用不到）
低密度存储方式，每个磁道上的位数相同，因而内道上的位密度比外道位密度高。
① 未格式化容量计算公式：
磁盘总容量：记录面数×理论柱面数×内圆周长×位密度
理论柱面数=（有效记录区外径-有效记录区内径）/2 × 道密度
②格式化容量计算公式：
磁盘实际数据容量：2×盘片数×磁道数/面×扇区数/磁道×512B/扇区
高密度存储方式：每个磁道的位密度相同，因而外道上的扇区数比内道上的扇区数多。

课后习题：

1 磁盘参数计算

2 磁盘平均存取时间计算以及理解

3 磁盘冗余序列（没什么用）

4 DMA

5 理解型题目

6 中断服务程序

（4）中断响应优先级为：1>2>3>4，中断处理优先级为1>4>3>2。CPU再执行用户程序时，中断源1、3、4同时发生了中断请求。在执行3号中断请求的时候，2号中断源又发生了中断请求，请画出中断服务程序的轨道示意图
分析：根据中断响应优先级，先响应1，并且根据中断处理优先级，执行1结束，回到用户程序 ；之后，响应3，执行3的中断服务程序，执行3的时候，出现了2，但根据中断处理优先级，4号中断请求被响应，直到4号处理结束；之后回到执行3号中断，回到用户程序；最后响应2号，再次回到用户程序

（5）中断响应优先级为：1>2>3>4，中断处理优先级为1>2>3>4。CPU执行用户程序时，中断源1、3、4同时发生了中断请求。在执行3号中断请求的时候，2号中断源又发生了中断请求，请画出中断服务程序的轨道示意图
分析：先响应1，并且根据中断处理优先级，执行1结束，回到用户程序（什么时候回到用户程序？某一中断服务处理结束，并且后面没有已经响应的中断源，这时候先回到用户程序）；之后，先响应3，执行3的中断服务程序，执行3的时候，出现了2，根据中断处理优先级，响应2号中断，直到2号中断结束；之后回到执行3号中断，执行完之后回到用户程序；最后响应4号中断，处理结束后，回到用户程序。

End：

题库中的设计题：
使用128M×16位SRAM芯片设计一个1024M×32位的SRAM存储器。请完成以下任务：
1.
说明使用半导体存储芯片设计半导体存储器的基本方法
⑴存储芯片与CPU数据线的连接
⑵存储芯片与CPU地址线的连接
⑶使用位扩展方法
⑷使用字扩展方法
⑸位扩展与字扩展同时进行

说明计算机存储系统设计的目标和目的：
⑴存储系统设计的目标：
①足够大的存储容量
②足够高的存取速度
③足够低的建造价格
⑵存储系统设计的目的：
④以较小的成本使存储体系与CPU速度相匹配 ⑤存储系统有尽可能大的存储容量

1024 M×32位存储器对应的数据寄存器的位数：32位 1024M×32位存储器对应的地址寄存器的位数：30位

第一块芯片的地址范围：
在字扩展方向需要8个这样的芯片。要理解扩展芯片扩展的过程，1024M×32位的总共地址位数是30位，所以我们需要腾出3位A30 A29 A28作为芯片的选择，所以第一个芯片最后三位地址是000。一个芯片由于是128M×16位，地址线需要27位，A26 ~ A0，范围为：0~2²⁷-1。因此和低三位合起来，范围为：000000000000000000000000000000 ~ 000 111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，化简为16进制形式：00000000H ~ 07FFFFFFH

最后一片芯片的地址范围：
要理解芯片扩展的过程，1024M×32位的总共地址位数是30位，所以我们需要腾出3位A30 A29 A28作为芯片的选择，所以最后一个芯片的最后三位地址是111。和27位地址线合起来，做法同第四问，范围为111 000000000000000000000000000 ~ 111 111 1111 1111 1111 1111 1111 1111，化简为16进制形式：38000000H ~ 3FFFFFFFH

存储芯片与中央处理器连接应注意的问题： ①CPU负载能力:
②时序的配合:要保持CPU时序与存储器速度的一致； ③芯片类型的选择
④地址分配

说明加快中央处理器访问存储器速度的措施 ⑴用高速度芯片和增加存储器字长
⑵用双端口存储器
⑶使用CACHE
⑷使用多体交叉存储器

1024M×32位存储器的逻辑框图：
①将2片128M×16位并联,形成128M × 32位的SRAM存储体
②将8组128M × 32位的存储体串联为1024 M×32位的SRAM存储器
③译码器（用于片选），WE（读写控制引脚），位/字扩展，CS（应该是CAS RAS吧），OE（输出使能驱动引脚）
④功能部件完整，数据线+地址线+控制线连接正确 （D是数据线 A是地址线 还有一些控制信号线）

零零散散看了4、5天，应付考试足矣了。