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计算机原理第四章存储系统课堂笔记及练习题主题：第四章存储系统学习时间：2016年10月24日--10月30日内容：一、学习要求这周我们将学习第四章存储系统的相关内容。
通过本章的学习要求了解主存储器的主要技术指标、理解存储器的层次结构及分类，加深对半导体随机读写器相关知识的理解。
二、主要内容（一）存储系统概述存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据，是计算机系统的重要组成部分之一。
存储器有主存储器和辅助存储器之分，主存储器（简称主存）处于全机中心地位，直接与CPU交换信息；辅助存储器（简称辅存）或称为外存储器（简称外存）通常用来存放主存的副本和当前不在运行的程序和数据，在程序执行过程中，每条指令所需的数据及取下一条指令的操作都不能直接访问辅助存储器，需要通过主存储器与CPU交换信息。
（二）主存储器的主要技术指标主存储器的主要性能指标为主存容量、存储器存取时间和存储周期时间。
计算机可寻址的最小信息单位是一个存储字，一个存储字所包括的二进制位数称为字长。
主存储器的另一个重要的性能指标是存储器的速度，一般用存储器存取时间和存储周期来表示。
存储器存取时间(memory access time)又称存储器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。
存储周期(memory cycle time)指连续启动两次独立的存储器操作(例如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。
通常，存储周期略大于存取时间。
（三）存储器的层次结构对存储器的要求是“大容量、高速度、低成本”，但是在一个存储器中要求同时兼顾这三方面是困难的。
一般来讲，速度高的存储器，每位价格也高，因此容量不能太大。
主存-辅存层次，满足了存储器的大容量和低成本需求。
cache-主存层次，解决了速度与成本之间的矛盾。
现代大多数计算机同时采用主存-辅存和cache-主存这两种存储层次，构成cache-主存-辅存三级存储层次，如下图所示。
CPU能直接访问的存储器称为内存储器，包括cache和主存储器。
第四章存储器管理第0节存储管理概述一、存储器的层次结构1、在现代计算机系统中，存储器是信息处理的来源与归宿，占据重要位置。
但是，在现有技术条件下，任何一种存储装置，都无法从速度、容量、是否需要电源维持等多方面，同时满足用户的需求。
实际上它们组成了一个速度由快到慢，容量由小到大的存储装置层次。
2、各种存储器•寄存器、高速缓存Cache：少量的、非常快速、昂贵、需要电源维持、CPU可直接访问；•内存RAM：若干(千)兆字节、中等速度、中等价格、需要电源维持、CPU可直接访问；•磁盘高速缓存：存在于主存中；•磁盘：数千兆或数万兆字节、低速、价廉、不需要电源维持、CPU 不可直接访问；由操作系统协调这些存储器的使用。
二、存储管理的目的1、尽可能地方便用户；提高主存储器的使用效率，使主存储器在成本、速度和规模之间获得较好的权衡。
(注意cpu和主存储器，这两类资源管理的区别)2、存储管理的主要功能：•地址重定位•主存空间的分配与回收•主存空间的保护和共享•主存空间的扩充三、逻辑地址与物理地址1、逻辑地址(相对地址，虚地址)：用户源程序经过编译/汇编、链接后，程序内每条指令、每个数据等信息，都会生成自己的地址。
●一个用户程序的所有逻辑地址组成这个程序的逻辑地址空间(也称地址空间)。
这个空间是以0为基址、线性或多维编址的。
2、物理地址(绝对地址，实地址)：是一个实际内存单元(字节)的地址。
●计算机内所有内存单元的物理地址组成系统的物理地址空间，它是从0开始的、是一维的；●将用户程序被装进内存，一个程序所占有的所有内存单元的物理地址组成该程序的物理地址空间(也称存储空间)。
四、地址映射(变换、重定位)当程序被装进内存时，通常每个信息的逻辑地址和它的物理地址是不一致的，需要把逻辑地址转换为对应的物理地址----地址映射；地址映射分静态和动态两种方式。
1、静态地址重定位是程序装入时集中一次进行的地址变换计算。
物理地址= 重定位的首地址+ 逻辑地址•优点：简单，不需要硬件支持；•缺点：一个作业必须占据连续的存储空间；装入内存的作业一般不再移动；不能实现虚拟存储。
程控复习题3、基带PCM的传输速率是64kb/s ，32/30CH PCM 信号的码元速率是2.048Mb/s 。
6、交换机向话机馈电电压是-48V 。
7、R2监测信令采用模拟传输方式，信令是通过一个3825±4Hz单音信号的通断表示来表示的。
8、NO.7信令系统根据传输内容的不同，可通过长度指示码将信号单元的格式分9、程控交换机中的“程控”是指存储程序控制。
10、控制系统的冗余性中，给所有的处理机只配备一台备用机的方式叫做N+1备用方式11、一个n×nm的交换网络，表示整个网络有___n___条入线和__nm__条出线。
12、一个具有k个D级和l个M级（k≥l）的多级网络的最佳形式是__k-l__。
13、基带PCM的传输速率是____________，32/30CH PCM 信号的码元速率是____________。
14、数字网络中，时间交换器交换的是___时隙___，空分接线器交换的是___复用线____。
三部分构成。
16、__________和_____________是处理机在呼叫处理中与硬件联系的两种基本方式。
17、交换机向话机馈电电压是____________。
20、多重处理是对处理机进行时间分割运用。
21、交换系统软件的特点有实时性强，并发性，可靠性要求高，可维护性要求高，适应性强。
22、信号有多种分类，其中按照信号的功能来分，可将信号分为监测信令，记发信令。
23、“程控交换机”中“程控”的全称是。
24、在呼叫建立阶段，交换机与用户之间传送的是信令（消息/信令）25、交换机控制系统的功能分为两大类，分别是呼叫处理，运行、管理和维护。
26、请列举出三个影响呼叫强度的时间、突发事件、话机普及率、用户遇忙时的表现、费率。
27、多级网络的最佳形式为k-l。
28、基带PCM信号的传输速率为，32/30CH PCM一次群信号的传输速率为。
29、号码8634723482的长途区号为347 用户号为23482 。
第1章：绪论交换的基本概念，通信网的三要素：终端设备传输系统交换系统数据通信和话音通信的区别：1，通信对象不同，数据通信实现的是计算机和计算机之间，以及人与计算机之间的通信，而话音通信实现的是人与人之间的通信。
2，传输可靠性不同，数据通信要求更高，话音相对较小3，通信的平均持续时间和通信建立响应不同，数据通信持续时间要短，建立连接的时间也短。
话音通信过程相反。
4，通信过程中信息业务量特性不同电路交换和分组交换的优缺点电路交换的主要优点：1，信息传输时延小，对一次连续而言，传输时延固定不变。
2，信息的传输效率比较高3，信息的编码方法和信息格式有通信双方协调，不受网络的限制缺点：1，电路的连续时间较长，当传输较短信息时，通信通道建立的时间可能大于通信时间，网络利用率低2，电路利用低3，通信双方在信息传输，编码格式，同步方式，通信协议等方面要完全兼容，限制了各种不同速率，不同代码格式，不同通信协议的用户终端的互通4，有呼损，可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通第2章：交换单元与交换网络1）连接的三种表示形式（函数表示形式，排列表示形式，图像表示形式）及它们间的相互转换2）T、S接线器及TST网络的工作原理3）Clos无阻塞网络基本结构和条件Clos网络结构：两边各有r个对称的m*n矩形交换单元，中间是m个r*r 的正方型交换单元。
每个交换单元都与下一级的各个交换单元有连接且仅有一条连接。
m,n,r是整数决定了交换单元的容量，称为网络参数记作C（m,n,r）三级clos网络无阻塞的条件：m>=2n-1.4）Banyan网的构成方法、自由选路的概念以及阻塞情况判断第3章：电路交换技术及接口电路电路交换呼叫接续过程：三个阶段：1，呼叫建立2，消息传输3，话终释放电路交换系统的基本功能：连接、信令、终端接口、控制功能。
模拟用户接口的七大功能：能对7个基本功能做简单解释。
1、馈电：所有连接在交换机上的电话分机用户，都由交换机向其馈电。
现代交换技术复习题第一章概述一．简答1. 通信网由那些部分组成？交换设备、终端设备、传输设备。
2．电话网提供的电路交换方式的特点是什么？通信前,必须在欲通信的双方建立一条电路,然后进行通信。
完成通信后，释放该电路。
只有当本次通信过程所占用的相关电路释放后，其它通信过程才可占用这些资源。
3．数据通信与话音通信的主要区别?通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准；后者是人和人之间的通信。
传输可靠性要求不同：前者的比特差错率在以下，后者可高达。
通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同：99.5%的数据通信持续时间短于电话平均通信时间，其信道建立时间也短于电话通信。
通信过程中信息业务量特性不同：电话量级在32kb/s,而数据从30b/s到1Mb/s。
4．为什么分组交换是数据通信的较好方式？可向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的数据终端间的灵活通信。
线路利用率高，动态统计复用。
可靠性一般在10-10以下较经济. 5．宽带交换技术主要有哪些？快速电路交换、快速分组交换--帧中继、异步传送模式(ATM、IP交换和标记交换。
6．为什么光交换技术是未来发展的方向？（1）长途信息传输中，光纤占了绝对优势（2）用户环路光纤化（3）省去了光电变换，减少了光电变换损伤，可提高信号交换的速度。
二．填空1. 通信网由交换设备、( 和传输设备组成。
A. 电话机B. 终端设备C. 传真机D. 对讲机2. 电话交换是人和人之间的通信，数据交换是( 之间或人与计算机之间的通信。
A. 计算机与计算机B. 人与人C. 人与计算机D. 交换机3. 窄带交换指传输比特速率低于( 的交换。
A. 2Mb/sB. 8Mb/sC. 128Mb/sD. 56Kb/s4. 宽带交换是指传输比特速率高于( 的交换。
A. 128Mb/sB. 64Mb/sC. 2Mb/sD. 10Mb/s5. 帧中继技术是传统的( 的一种改进方案，适合LAN（局域网）之间数据互联，目前传输速率已达到34Mb/s。
现代交换原理与技术简答题1.通信网由哪些局部组成并简述各局部的作用。
答：通信网由终端设备，交换设备，传输设备构成。
终端设备：完成信号的发送和接收以及信号变换与匹配。
交换设备 ( 现代通信网的核心) ：完成信号的交换，节点链路的聚集、转接、分配。
传输设备：为信息的传输提供传输信道，并将网络节点连接在一起。
2.在通信网中为什么要使用交换技术答：① 引入交换设备之后，用户之间的通信方式由点对点通信转变成通信网。
② 通信网是一种用交换设备和传输设备，将地理上分散的终端设备相互连接起来实现通信和信息交换的系统。
③ 有了交换设备才能使某一地区内任意两个终端相互连接，才能组成通信网。
④ 而由交换机组成的交换式通信网的一个重要的优点是很容易组成大型网络。
3.无连接网络 ( 数据报 ) 和面向连接网络 ( 虚电路 ) 有何特点4.分组交换的数据报方式和虚电路方式有何区别答：如下列图所示：5.? 简述数据通信与话音通信的主要区别。
答：(1)通信对象不同：前者是计算机之间或人与计算机之间的通信，需要严格定义通信协议和标准; 后者是人和人之间的通信。
(2)传输可靠性要求不同：前者的比特过失率在 10-8以下，后者可高达 10-3。
(3)通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同： %的数据通信持续时间短于平均通信时间，其信道建立时间也短于通信。
(4)通信过程中信息业务量特性不同 : 数据从 30b/s 到 1Mb/s，而量级在 32kb/s 。
6.通信网中常用的交换方式有哪些各有何特点。
答：通信网的三种交换方式是电路交换、报文交换和分组交换，其各自的特点:?(1)电路交换：在电路交换中，交换机在一对用户之间连起一条通路，通信过程中交换机不干预传输的信息内容，通信完毕后这条通路即行断开 ;(2)报文交换：报文交换采用“存储转发〞方式，是以一个报文为一个信息传输实体，报文的长短是随机的，因而对各个节点的存储容量要求较高，处理时间较长;?(3)分组交换：分组交换综合了前两者的优点，采用“存储 -- 转发〞方式，数据分组的长度固定，以分组作为存储、处理和传输的单位，能够节约缓冲存储器的利用率，而且缩短了处理时间，加快了信息传输速率。
《数字电子技术 》科目考试大纲考试科目代码：808适用招生专业：物联网工程一、考试内容1、数字逻辑基础：数制和码制、逻辑代数基础、逻辑函数及其表示方法、逻辑函数的代数化简法、卡诺图、逻辑函数的卡诺图化简法。
2、集成逻辑门：分立元件构成的逻辑门电路、TTL逻辑门、CMOS门电路。
3、组合逻辑电路：组合逻辑电路的概念、组合逻辑电路的分析方法、常用组合逻辑电路的分析（包括加法器、数据选择器、数据分配器、编码器、译码器、比较器）、组合逻辑电路的设计 方法、用SSI设计组合逻辑电路、用MSI设计组合逻辑电路。
4、集成触发器：触发器、SR锁存器、电平触发的触发器、脉冲触发的触发器、边沿触发器、触发器逻辑功能的描述、触发器的逻辑功能转换；5、时序逻辑电路：时序逻辑电路、时序逻辑电路的分析方法、时序逻辑电路的分析（包括寄存器、同步计数器、异步计数器）、时序逻辑电路的设计方法、用SSI设计时序逻辑电路、用MSI设计时序逻辑电路；6、脉冲信号的产生和整形：施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器、555电路及应用（555构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器）；7、A/D和D/A转换器：A/D和D/A转换器、A/D和D/A转换器的分类、D/A转换器工作原理、倒T型电阻网络DAC、DAC的主要指标、A/D转换的过程、并联比较型ADC、逐次渐进型ADC、双积分型ADC、ADC的主要技术指标。
二、建议参考书1、 电子技术基础---数字部分 第四版 康华光主编 高等教育出版社《信息交换原理》科目考试大纲层次：硕士考试科目代码：897适用招生专业：通信与信息系统，信号与信息处理，电子与通信工程考试主要内容：1. 交换单元与交换网络 ①交换单元及其数学描述；②时分复用交换单元；③CLOS 网络；④TST网络；⑤BANYAN网络；⑥交换网络的阻塞及其解决办法。
2．电路交换技术及接口电路 ①电路交换技术的发展与分类；②电路交换系统的基本功能；③电路交换系统的接口电路。
专升本《现代交换原理》一、（共75题，共150分）1。
在( ）中,一次通信的每个包从发送者到接收者不需要遵循相同的路径. （2分）A.电路交换 B。
信元交换C。
包交换中的虚电路方法 D。
包交换中的数据报方法。
标准答案：D2。
T接线器采用输入控制方式时，如果要将T接线器的输入复用线时隙17的内容A交换到输出复用线的时隙315.则控制存储器的填写方式为( ) （2分)A.控制存储器的17号单元写入AB。
控制存储器的17号单元写入315C。
控制存储器的315号单元写入AD.控制存储器的315号单元写入17。
标准答案:B3。
局间中继采用PCM传输中国1号数字型线路信令时每个话路的一个线路信令要隔（）才传送一次。
（2分）A。
125us B.256us C。
2ms D。
16ms标准答案：C4。
ATM信元头中的CLP字段表示( ） (2分）A.信元头差错控制B.信元丢失优先级C.一般流量控制D.负载类型标识。
标准答案：B5。
中国1号信令是一种随路信令方式，它包括线路信令和（ )。
（2分)A.记发器信令; B。
用户信令；C.公共信道信令；D.管理信令;。
标准答案：A6. 信号消息路由选择属于NO.7信令网功能级中第（）级功能。
（2分)A。
1 B.2 C。
3 D。
4标准答案:C7。
七号信令协议栈中消息传递部分为三个功能级，（）是正确的叙述。
(2分）A.第一级为数据链路功能级，第二级是信令网功能级，第三级是信令链路功能级；B。
第一级为信令链路功能级，第二级是数据链路功能级，第三级是信令网功能级;C。
第一级为信令网功能级，第二级是数据链路功能级，第三级是信令链路功能级;D。
第一级为数据链路功能级,第二级是信令链路功能级，第三级是信令网功能级；。
标准答案:D8。
我国国内信令网，信令点的编码计划是（）位二进制数。
（2分）A。
12 B.18 C.24 D.36标准答案:C9. 局域网与广域网。
广域网与广域网的互联是通过哪种网络设备实现的?（ ) （2分）A.路由器B.网桥C.交换机 D。
第一章1、通信网的构成要素：（1）终端设备，完成待传消息到信道传输信号的转换和反变换。
可有电话机、传真机、数据终端、计算机等。
（2）传输系统，是终端到交换机及交换设备之间的连接媒质，是信息的传送通路，可有频分载波、PCM数字时分系统、微波、光纤等传输系统。
（3）交换设备，是通信网络的核心，实现通信信号的汇接、转接和分配功能，按交换方式的不同可有电路交换、分组交换、异步转移模式（ATM）交换和路由器等。
第二章1、电路交换呼叫接续过程：见课本p23图3个阶段（建立---通信---释放）1、用户摘机送拨号音，准备收号收号2、码分析（本地，长途，特服？）3、至被叫用户4、被叫用户振铃5、叫应答通话6、终、主叫先挂机或被叫先挂机，通话结束3、电路交换系统的功能组成及各部分作用（！）终端接口功能：适配外部线路传输特性，信号格式转换，协同信令功能收发信令信令功能：收的终端状态及信令消息转换成适合控制功能处理的消息格式，或相反过程。
连接功能：控制功能管理下，按需求提供连接通路。
控制功能：照呼叫用户的需求，并结合交换设备的性能指标、资源状态完成相应的接续操作，维持设备正常运行。
4、模拟用户接口的功能1馈电2过压保护3振铃4监视5编译码器6混合电路7测试5、Clos严格无阻塞网络（！）构成：1、网络两边各有r个对称的m*n交换单元2、中间为m个r*r交换单元3、每一个交换单元都和下一级的各交换单元有连接且只有一条连接链路4、交换网络的任意入线和出线的连接必经过中间级交换单元5、一般指3级clos网----C(m,n,r)3级对称CLOS网严格无阻塞条件m >= 2n -16、交换网络三要素：1、交换单元2、不同交换单元间的拓扑连接3、控制方式7、TST交换网络：半帧法，TST交换网络交换原理和过程，T型和S型交换单元的工作模式（！）有课件待整理8、程控交换机中程序的级别划分故障级、时钟级、基本级9、时间表的设计在时间表中，某列两次为1的行间距数表示该时钟级程序的执行周期。
