(蔡老师提供)第7章-外存与I∕O设备习题参考答案

部分题目的扩展提升参照我习题课的课堂讲授@计算机科学与工程学院.蔡照鹏老师提供1第7章外存与I∕O设备习题参考答案1．计算机的外围设备是指D。A．输入／输出设备B．外存储器C．输入／输出设备及外存储器D．除了CPU和内存以外的其他设备2．打印机根据印字方式可以分为C和D两大类，在C类打印机中，只有A型打印机能打印汉字，请从下面答案中选择填空。A．针型打印机B．活字型打印机C．击打式D．非击打式3．一光栅扫描图形显示器，每帧有1024×1024像素，可以显示256种颜色，问刷新存储器容量至少需要多大?解：因为28＝256，一个像素存储256色需8位，所以一帧的存储空间至少需要1024×1024×8bit=1MB4.一个双面CD－ROM光盘，每面有100道，每道9个扇区，每个扇区512B，请求出光盘格式化容量。解：格式化容量＝盘面数×每面道数×每道扇区数×每扇区字节数＝2×100×9×512＝900KB5.试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间的公式。答：磁盘存储器读写一块信息所需总时间为Ta=平均找道时间+平均等待时间+一块数据的写入(或读出)时间设磁盘转速为r转/s，每个磁道存储的信息量为N个字节，则平均等待时间为磁盘旋转半圈所用的时间，即1/(2r)；设要传送的数据块大小为b个字节，则有：磁盘旋转一周读出一个磁道的信息，即，每秒钟读出rN个字节，所以传输b个字节多用的时间为b/(rN)；由此，可得磁盘读写一块信息所需的时间公式为：rNbrTTsa21秒，其中Ts为平均找道时间6.一个双面磁盘，每面有220道，已知磁盘转速r=4000转/分，数据传输率为185000B/S,求磁盘总容量。解：格式化容量为：因为转速r=4000转/分，所以每秒400/6转数据传输率为185000B/S，所以磁道容量为185000/(400/6)=2775B双面，每面220道，所以总容量为2×220×2775＝1221000B1.16MB部分题目的扩展提升参照我习题课的课堂讲授@计算机科学与工程学院.蔡照鹏老师提供2７．某磁盘存储器转速为3000转／分，共有4个记录面，每道记录信息为12288B，最小磁道直径为230mm，共有275道,道密度为5道/mm。问：(1)磁盘存储器的存储容量是多少?(2)最高位密度与最低位密度是多少?(3)磁盘数据传输率是多少?(4)平均等待时间是多少?(5)给出一个磁盘地址格式方案。解：(1)磁盘存储器的存储容量为：12288字节/道275道4面=13516800字节(2)最高位密度：mmmmB/136/1723012288d12288位最大直径为：230+275/52=340mm最低位密度：122888位/(340mm)92位/mm(3)转速3000转/分=50转/s，数据传输率：12288B50=614400B/s(4)平均等待时间=旋转一圈时间的一半：1/50/2=0.01s=10ms(5)给出一个磁盘地址格式方案。设每个扇区为512字区，则12288/512=24，所以地址为5位；因记录面为4，所地址为2位，道数为275，所以地址为9位，因此整个地址格式为16位，即1576540柱面号(9位)盘面号(2位)扇区号(5位)８．已知某磁盘存储器转速为2400转／分，每个记录面道数为200道，平均找道时间为60ms，每道存储容量为96Kbit，求磁盘的存取时间与数据传输率。解：磁盘每秒钟转2400转/60秒=40转/秒，磁盘的平均存取时间=平均找道时间+平均等待时间=60ms+1/(2*40)s=(60+12.5)ms=72.5ms因为每道容量为96Kbit，而磁盘每秒钟转40转/秒，所以数据传输率为96Kbit*40=3840Kbit/秒=480KB/秒９．磁带机有9道磁道，带长600m，带速2m／s，每个数据块1KB，块间间隔14mm，若数据传输率为128000B／s，试求；(1)记录位密度；(2)若带的首尾各空2m，求此带最大有效存储容量。解：(1)由于数据传输率C=D*V，其中，D为记录位密度，V为线速度，所以记录位密度D=C/V=128000B/2=64000B/m=64B/mm(2)1秒钟传送2m，而位密度为64000B/m，所以每秒钟传送的数据为：640002=128000个字节；一个数据块为1KB，所以，传送一个数据块所需的时间为t=1024B/128000B/s=1/125秒一个数据块占用长度为l=v*t=2m/s*1/125s=0.016m=16mm每块间隙为14mm，数据块总数为：(600-2*2)m/(16+14)mm=596*1000/30=19866块故磁带存储器有效存储容量为19866块*1KB/块=19866KB部分题目的扩展提升参照我习题课的课堂讲授@计算机科学与工程学院.蔡照鹏老师提供310．一台活动头磁盘机的盘片组共有20个可用的盘面，每个盘面直径18英寸，可供记录部分宽5英寸，已知道密度为100道／英寸，位密度为1000位／英寸(最内道)，并假定各磁道记录的信息位数相同。试问：(1)盘片组总容量是多少兆(106)位?(2)若要求数据传输率为1MB/s，磁盘机转速每分钟应是多少转?解：(1)因为道密度为100道/英寸，而可供记录的部分宽5英寸，所以磁道数为：5*100=500道；又因最内圈磁道直径：18-2*5=8英寸，所以其周长为8*3.14=25.12英寸；所以道容量为8*3.14*1000=25120位/道所以面容量为251200*500=12560000位/面所以总容量为12560000*20=251.2兆位(2)若要求数据传输率为1MB/s，而数据传输率=每道字节数*每秒钟转速,所以每分钟转速=数据传输率*60/每道字节数=1024*1024*60/（25120/8）或=1024*1024*8*60/25120=20036转/分11．有一台磁盘机，其平均找道时间为30ms，平均旋转等待时间为10ms，数据传输率为500B／ms，磁盘机上存放着1000件每件3000B的数据。现欲把一件件数据取走，更新后再放回原地，假设一次取出或写入所需时间为：Ｔ＝平均找道时间+平均等待时间+数据传送时间另外使用CPU更新信息所需的时间为4ms，并且更新时间同输入输出操作不相重叠。试问：(1)更新磁盘上全部数据需多少时间?(2)若磁盘机旋转速度和数据传输率都提高一倍，更新全部数据需多少时间?解：(1)更新一件数据的时间(30+10+3000/500)2+4=96ms全部数据更新所需时间：96ms1000=96秒(2)若磁盘机旋转速度和数据传输率都提高一倍，则平均等待时间和传输时间都缩短为原来的一般，故更新一件时间为(30+10/2+3000/500/2)2+4=80ms全部数据更新所需时间：80*1000=80秒12.有如下六种存储器：主存、高速缓存、寄存器组、CD－ROM、MO磁盘和活动头磁盘存储器，要求：（1）按存储容量和存储周期排出顺序；（2）将有关存储器排列组成一个存储体系；（3）指明它们之间交换信息时的传送方式。解：（1）按存储容量排：活动头磁盘存储器，MO磁盘，CD－ROM存储器，主存，高速缓存，寄存器组按存储周期排：CD－ROM存储器，MO磁盘，活动头磁盘存储器，主存，高速缓存，寄存器组（2）可构成存储体系如图：部分题目的扩展提升参照我习题课的课堂讲授@计算机科学与工程学院.蔡照鹏老师提供4（3）CPU与高速缓存以及CPU与主存之间有直接的数据通路，CPU与外存之间不存在直接的数据通路，CPU访问磁盘和光盘都需先将其信息调入主存。13.CRT的显示适配器中有一个刷新存储器，说明其功能。刷存的容量与什么因素有关？若CRT的分辨率为1024×1024像素点，颜色深度为24位，问刷新存储器的存储容量是多少?解：刷新存储器用于存储一帧图像信息的存储器，字符显示方式下存放待显示字符的ASCII和属性码，图形显示方式下存放每个象素的颜色值。其容量与显示器的分辨率和颜色深度有关。若CRT的分辨率为1024*1024像素点，颜色深度为24位，则刷新存储器的存储容量是：1024*1024*3B=3MB。14．刷新存储器的重要性能指标是它的带宽。若显示工作方式采用分辨率为1024×768，颜色深度为24位，帧频(刷新速率)为72Hz，求：(1)刷新存储器的存储容量是多少?(2)刷新存储器的带宽是多少?解：(1)刷新存储器的存储容量是：1024*768*3B=2359296B=2.25MB。(2)刷新存储器的带宽是：2.25*72=162MB/s，若考虑刷新存储器不光是供显示控制器刷新读出，还要供CPU更新，所以若两者各占半时间，则刷新存储器的带宽为2*162MB=324MB/秒