计算机组成原理3-7章作业答案(4页).doc

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1、-计算机组成原理3-7章作业答案-第 4 页第3章习题参考答案2、已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M8位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问；(1) 若每个内存条为16M64位，共需几个内存条?(2) 每个内存条内共有多少DRAM芯片?(3) 主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各内存条?解：(1) 共需内存条(2) 每个内存条内共有个芯片(3) 主存共需多少个RAM芯片， 共有4个内存条，故CPU选择内存条用最高两位地址A24和A25通过2：4译码器实现；其余的24根地址线用于内存条内部单元的选择。3、用16K8位的DRAM

2、芯片构成64K32位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。(2) 设存储器读/写周期为S，CPU在1S内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理?两次刷新的最大时间间隔是多少?对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少?解：(1) 用16K8位的DRAM芯片构成64K32位存储器，需要用个芯片，其中每4片为一组构成16K32位进行字长位数扩展(一组内的4个芯片只有数据信号线不互连分别接D0D7、D8D15、D16D23和D24D31，其余同名引脚互连)，需要低14位地址(A0A13)作为模块内各个芯片的内部单元地址分成行、列地址两次由A0A6引脚输入；然后再由4组进行存储器

3、容量扩展，用高两位地址A14、A15通过2：4译码器实现4组中选择一组。画出逻辑框图如下。(2) 设刷新周期为2ms，并设16K8位的DRAM结构是1281288存储阵列，则对所有单元全部刷新一遍需要128次(每次刷新一行，共128行)l 若采用集中式刷新，则每2ms中的最后128ms=64ms为集中刷新时间，不能进行正常读写，即存在64ms的死时间l 若采用分散式刷新，则每1ms只能访问一次主存，而题目要求CPU在1S内至少要访问一次，也就是说访问主存的时间间隔越短越好，故此方法也不是最适合的l 比较适合采用异步式刷新：采用异步刷新方式，则两次刷新操作的最大时间间隔为，可取ms；对全部存储单

4、元刷新一遍所需的实际刷新时间为：ms128=1.984msmms用于刷新，其余的时间用于访存(大部分时间中1ms可以访问两次内存)。6、用32K8位的E2PROM芯片组成128K16位的只读存储器，试问：(1) 数据寄存器多少位?(2) 地址寄存器多少位?(3) 共需多少个E2PROM芯片?(4) 画出此存储器组成框图。解：(1) 系统16位数据，所以数据寄存器16位 (2) 系统地址128K217，所以地址寄存器17位 (3)共需，分为4组，每组2片 (4) 组成框图如下9、CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为40n

5、s，主存存储周期为240ns，求cache主存系统的效率和平均访问时间。解：cache的命中率：主存慢于Cache的倍率：Cache/主存系统的效率：平均访问时间：14、有一个处理机，内存容量1MB，字长1B，块大小16B，cache容量64KB，若cache采用直接映射式，请给出2个不同标记的内存地址，它们映射到同一个cache行。解：Cache共有，行号为12位内存块数：1MB/16B=216；块号为16位内存地址长20位采用直接映射方式，所以cache的行号i与主存的块号j之间的关系为：，m为cache的总行数20位的内存地址格式如下：tag行号字地址4位12位4位两个映射到同一个cac

6、he行的内存地址满足的条件是：12位的行号相同，而4位的标记不同即可，例如下面的两个内存地址就满足要求：0000 000000000000 0000=00000H与0001 000000000000 0000=10000H15、假设主存容量16M32位，cache容量64K32位，主存与cache之间以每块432位大小传送数据，请确定直接映射方式的有关参数，并画出主存地址格式。解：由已知条件可知Cache共有，行号为14位主存共有，块地址为22位，由行号和标记组成cache的行号i与主存的块号j之间的关系为：，m为cache的总行数设32位为一个字，且按字进行编址，则24位的内存地址格式如下：

7、tag行号字地址8位14位2位第4章习题参考答案4指令格式结构如下所示，试分析指令格式及寻址方式特点。15 109 87 43 0OP-源寄存器变址寄存器偏移量(16位)答：该指令格式及寻址方式特点如下：(1) 双字长二地址指令，用于访问存储器。(2) 操作码字段OP可以指定26=64种操作。(3) RS型指令，一个操作数在通用寄存器（选择16个之一），另一个操作数在主存中。有效地址可通过变址寻址求得，即有效地址等于变址寄存器（选择16个之一）内容加上位移量。 6一种单地址指令格式如下所示，其中为I间接特征，X为寻址模式，D为形式地址，I、X、D组成该指令的操作数有效地址E，设R为变址寄存器，

8、R1为基值寄存器，PC为程序计数器，请在下表中第一列位置填入适当的寻址方式名称。寻址方式名称IX有效地址E000011000110110010E=DE=（PC）+DE=（R）+DE=（R1）+DE=(D)E=(R1)+D)，D=0答： 直接寻址 相对寻址 变址寻址 基址寻址 间接寻址 先基址后间接寻址第5章习题参考答案2参见图5.15的数据通路。画出存数指令“STO Rl，(R2)”的指令周期流程图，其含义是将寄存器Rl的内容传送至(R2)为地址的主存单元中。标出各微操作信号序列。解：STO R1, (R2)的指令流程图及微操作信号序列如下：16判断以下三组指令中各存在哪种类型的数据相关? (

9、1) I1 LAD R1，A ； M(A)R1，M(A)是存储器单元 I2 ADD R2，Rl ； (R2)+(R1)R2 (2) I1 ADD R3，R4 ； (R3)+(R4)R3 I2 MUL R4，R5 ； (R4)(R5)R4 (3) I1 LAD R6，B ； M(B)R6，M(B)是存储器单元I2 MUL R6，R7 ； (R6) (R7)R6解：(1) I1的运算结果应该先写入R1，然后再在I2中读取R1的内容作为操作数，所以是发生RAW (“写后读”)相关(2) WAR(3) RAW和WAW两种相关第7章习题参考答案7 (2)最高位密度D1按最小磁道半径R1计算：D1=12288B/（2*3.14*115）mm=17B/mm 最低位密度D2按最大磁道半径R计算：R2=115+(275/5)=115+55=170mm (3) (4) (5)此地址格式表示有4台磁盘，每台有4个记录面，每个记录面最多可容纳512个磁道，每道有16个扇区。