软件设计师-上午题-计算题汇总

一、存储系统 - 存储容量计算（字节编址、位编址、芯片个数）

·内存地址是16进制

·内存地址编址的单位是Byte，1K=1024B

·1B = 8 bit

1.计算存储单元个数

·存储单元个数 = 末地址 - 首地址 + 1

eg. 按字节编址，地址从 A4000H 到 CBFFFH，共有 ? 个字节

根据公式存储单元个数 = 末地址 - 首地址 + 1 可知
存储空间 = CBFFF H − A 4000 H + 1 = 28000 H = 0010 1000 0000 0000 0000 B = 160 KB

·看清题目中是按位计算还是按字节计算，按位计算的存储容量 = 存储单元个数*存储字长；按字节计算的存储容量 = 存储单元个数*存储字长/8

eg. 一个存储器有 16 根地址线，8 根数据线，求此存储器存储容量？

按位计算：2^16 * 8 = 2^16 个* 2^3 bit = 2^19 b = 512KB
按字节计算：64KB

·所需芯片数 = 存储空间/存储容量

eg. 内存按字节编址，地址从A4000H到CBFFFH，共有（160 K）个字节。若用存储容量为 32K×8bit 的存储芯片构成该内存，至少需要 ? 片。

所需芯片数 = 160K * 8bit / 32K * 8bit = 5

二、磁盘缓冲区计算

单缓冲区：发送者和接收者无法并行工作，只能依靠修改读取顺序来优化；

双缓冲区：可以减少或消除用户进程的等待时间，计算上类似于流水线。

单缓冲区的时间花费= (读入+送至+处理) + (读入+送至)*(盘块数-1 )

双缓冲区的时间花费= (读入+送至+处理) + 读入*(盘块数-1)

不做优化——366ms；进行优化——66ms；

双缓冲区的计算则类似于流水线计算。

三、磁盘读取文件

·磁盘的存取时间包括：寻道时间 + 旋转延迟时间 + 读写操作时间，即总数据块×（找磁道的时间＋旋转延迟时间＋传输时间）

eg.某磁盘有100个磁道，磁头从一个磁道移至另一个磁道需要6ms。文件在磁盘上非连续存放，逻辑上相邻数据块的平均距离为10个磁道，每块的旋转延迟时间及传输时间分别为100ms和20ms，则读取一个100块的文件需要（）ms

100 *（6 * 10 + 100 + 20）= 18000

四、总线带宽计算

总线带宽为32bit，时钟频率为200MHz，若总线上每5个时钟周期传送一个32bit的字，则该总线带宽为？MB/s。

32bit/8 = 4Byte ， 200MHz / 5 * 4Byte = 160MB/s

五、流水线计算

·流水线周期为执行时间最长的一段，流水线时间=1条指令执行时间 +（指令条数 -1）* 流水线周期

·流水线吞吐率=指令条数/流水线执行时间（执行时间最长的一段的倒数）

六、段页式存储计算

段号：段号相减 + 1，最多可有x段；

页号：页号相减 + 1，每段最多允许y页；

页大小：页内地址相减 + 1，页的大小为z个地址。

七、位示图计算题

位示图大小=磁盘块数量/字长多少位

磁盘块数量=磁盘容量÷物理块大小

字长=计算机字长（32位 or 64位）

位示图原理：例如32位，每一位bit采用0或1表示某一物理块是否被使用。所以32位字长的系统，1字可以统计32个块是否被使用，位示图的大小就因此而来。

eg.若计算机系统的字长为128位，磁盘的容量为2048GB，物理块的大小为8MB，假设文件管理系统采用位示图(bitmap)法记录该计算机系统磁盘的使用情况，那么位示图的大小需要( ？)个字。

磁盘容量2048G,物理块大小8MB,则磁盘共有2048GB/8MB=256*2^10个物理块，即2048*1024/8=262144；

采用位示图记录磁盘使用情况，每个磁盘块占据1bit,共需要256*2^10bit即262144bit进行记录；

每128个bit为为1个字，则共需要256*2^10/128个字，即262144/128=2048个字。