组成原理 存储系统习题

4.2

4.2

4.2

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4.4

4.4

• 检索寄存器存放用于查询的检索字，为了确定检索寄存器中检索字的哪些位是关键字，需使用屏蔽寄存器存放的屏蔽码，非关键字字段对应屏蔽码为0，否则为1，二者相与得到关键字，故屏蔽寄存器值为0000 1111 0000 0000，在图4-3中，**** 1011 **** ****位于存储体第二个存储单元内，而匹配寄存器的位数等于相联存储器的字数(即存储单元个数)，即匹配寄存器最高位对应相联存储器第一个存储单元，最高位下一位对应相联存储器第二个存储单元，若相联查找成功，匹配寄存器对应位置1，否则为0，这里只有第二个存储单元匹配成功，故匹配寄存器值为 010000...

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4.7

4.7

4.15

4.15

• 柱面数 = 磁道数 = 道密度 * 有效半径长度 = 40 * (33/2 - 22/2) = 220道
• 总存储容量 = 有效盘面数 * 磁道数 * 每个磁道容量 = 有效盘面数 * 磁道数 * 内层位密度 * 内层周长 = 10 * 220 * 500 * 22 * π b= 75988000 b = 9498500 B ≈ 9.058 MB (这里M = 2^20)
• 数据传输率 = 每个磁道容量 * 转速 = 内层位密度 * 内层周长 * 90 rps = 500 * 22 * π * 90 = 3108600 bps = 388575 Bps ≈ 379.47 KBps
• 是扇区，每个磁道扇区数 = 磁道容量 / 扇区容量 = 500 * 22 * π / 512 B ≈ 8.43 = 8(向下取偶)磁盘地址如图：
  
  磁盘地址
• 记录在同一个柱面上，记录在同一个存储面上需机械动作完成切换，而同一个柱面上可通过电子切换完成磁头的切换，耗时更小，效率更高，可减少磁头找道时间

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4.16

4.15

• 存储容量 = 有效盘面数 * 磁道数 * 扇区数 * 扇区容量 = 8 * 200 * 12 * 512 B = 9830400 B = 9.375 MB M = 2^20
• 平均寻址时间 = 平均定位时间 + 平均等待时间 = 8ms + (1/转速)/2 = 8ms + （1/120rps）/2 * 1000 = 12.16666666....ms = 12.16ms
• 数据传输率 = 每个磁道容量 * 转速 = 扇区数 * 扇区容量 * (120rps) = 6144 B * 120rps = 737280 Bps = 720KBps 1K = 2^10

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4.17

4.17

• 存储容量 = 有效记录面数 * 磁道数 * 每个磁道容量 = 6 * 200 * 12288 B = 14745600 B = 14.0625MB ≈ 14.06MB 1M = 2^20
• 因为有200道，且每毫米10道，故外半径 - 内半径 = 20 mm = 2 cm，内半径 = 22 cm / 2 = 11 cm ，故外半径 = 11 + 2 = 13 cm，外周长 = 外半径 * 2 * π = 816.4 mm这里和题目所用单位毫米mm保持一致
  最外层位密度 = 磁道容量 / 外层周长 = 12288 * 8 b / 816.4 mm ≈ 120.41 b/mm = 120 b/mm 向下取整
  最内层位密度 = 磁道容量 / 内层周长 = 12288 * 8 b / (π * 220mm) ≈ 142.304 b/mm = 142 b/mm向下取整
• 数据传输率 = 磁盘转速 * 磁道容量 = 120rps * 12288 B = 1474560 Bps = 1.40625 MB ≈ 1.4MBps1M = 2^20

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4.18

4.18

4.19

4.19

• 平均等待时间 = (1 / 转速 / 2) = 1 / 40rps / 2 * 1000 = 12.5ms，这里单位ms和题目保持一致
• 平均存取时间 = 平均查找(找道)时间 + 平均等待时间 = 60 +12.5 ms = 72.5 ms
• 数据传输率 = 磁道容量 * 转速 = 96Kb * 40rps = 3840Kbps

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4.20

4.20

• FM制：写1时，电流在周期起始和中心处各反向一次，写0时，电流在周期起始处反向一次，特点：记录密度高，具有自同步能力，可靠性高
• MFM制： 写1时，电流只在周期中心处反向一次，写单个0时，电流不变，连续写0时，电流在周期起始处翻转1次特点：记录密度比FM提高1倍，具有自同步能力