2015年1月计算机组成原理期末复习ppt课件.ppt

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1、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值存储系统的层次结构存储系统的层次结构 为为了了解解决决存存储储容容量量、存存取取速速度度和和价价格格之之间间的的矛矛盾盾，计计算算机机中中通通常常采采用用多多级级存存储储器器体体系系结结构构，即即使使用用高高速速缓缓冲冲存存储储器器、主主存存储储器器和和外外存存储储器器。CPU能能直直接接访访问问的的存存储储器器称称为为内内存存储储器器，包包括括高高

2、速速缓缓冲冲存存储储器器和和主主存存储储器器。CPU不不能能直直接接访访问问外外存存储储器器，外外存存储储器器的的信信息息必必须须调调入入内内存存储储器器才才能被能被CPU处理。处理。高速缓冲存储器简称高速缓冲存储器简称cache，它是计算机系统中的一个高速它是计算机系统中的一个高速小容量半导体存储器。小容量半导体存储器。主存储器简称主存，是计算机主存储器简称主存，是计算机系统的主要存储器，用来存放系统的主要存储器，用来存放计算机运行期间的大量程序和计算机运行期间的大量程序和数据。数据。外存储器简称外存，它外存储器简称外存，它是大容量辅助存储器。是大容量辅助存储器。1资金是运动的价值，资金的价

3、值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 高速缓冲存储器高速缓冲存储器-主存层次：主存层次：CPU的处理速度比主存的存取速度快。为的处理速度比主存的存取速度快。为弥补主存速度的不足，在主存和弥补主存速度的不足，在主存和CPU之间增加一级高速缓冲存储器之间增加一级高速缓冲存储器(Cache)。其特点是速度高而容量小。它所存放的是主存中部分内容的复制，是当前。其特点是速度高而容量小。它所存放的是主存中部分内容的复制，是

4、当前最有可能被最有可能被CPU访问的信息。访问的信息。从整体看，从整体看，Cache-主存层次的存取速度接近于主存层次的存取速度接近于Cache的速度，而容量接的速度，而容量接近于主存的容量。近于主存的容量。Cache存储器全部由硬件调度，对程序员是存储器全部由硬件调度，对程序员是透明的透明的。主存主存-辅存层次：辅存层次：主存的存储量仍不能满足程序运行的要求，因此利用大主存的存储量仍不能满足程序运行的要求，因此利用大容量、低价格的外部存储器作为辅助存储器。当前要用到或经常用到的信息容量、低价格的外部存储器作为辅助存储器。当前要用到或经常用到的信息存储在主存，未用到或不常用到的信息存储在辅存，

5、需要时调往主存。主存存储在主存，未用到或不常用到的信息存储在辅存，需要时调往主存。主存和辅存一起构成了现在广泛使用的和辅存一起构成了现在广泛使用的“虚拟存储系统虚拟存储系统”。从整体看，主存从整体看，主存-辅存层次具有接近于主存的速度和接近于辅存的容量。辅存层次具有接近于主存的速度和接近于辅存的容量。虚拟存储系统需要由操作系统来调度，因此对系统程序员是不透明的，但对虚拟存储系统需要由操作系统来调度，因此对系统程序员是不透明的，但对应用程序员是透明的。应用程序员是透明的。2资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值

6、资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值存储器的性能指标存储器的性能指标存储容量：存储容量：存储器所包含的存储单元的总数称为存储容量。存储容量用字数存储器所包含的存储单元的总数称为存储容量。存储容量用字数或字节数表示。一个字节定义为或字节数表示。一个字节定义为8个二进制位，一个字包括个二进制位，一个字包括2个或个或4个字节。个字节。存取时间：存取时间：从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。例如：读出从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。例如：读出时间是指从时间是指从CPU向主存发出有效地址和读命

7、令开始，直到将被选单元的内容向主存发出有效地址和读命令开始，直到将被选单元的内容读出为止所用的时间；写入时间是指从读出为止所用的时间；写入时间是指从CPU向主存发出有效地址和写命令开向主存发出有效地址和写命令开始，直到信息写入被选中单元为止所用的时间。始，直到信息写入被选中单元为止所用的时间。存储周期：存储周期：连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。一般情况下，连续两次访问存储器操作之间所需要的最短时间。一般情况下，存储周期大于存取时间。这是因为对于任何一种存储器，在读写操作之后，存储周期大于存取时间。这是因为对于任何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢复内部状态的复原时间。总要有一

8、段恢复内部状态的复原时间。存储器带宽：存储器带宽：又称数据传输率，指单位时间内存储器可读写的数据量，用位又称数据传输率，指单位时间内存储器可读写的数据量，用位/秒或字节秒或字节/秒度量。由存取周期和字长决定。秒度量。由存取周期和字长决定。可靠性：可靠性：用平均无故障时间用平均无故障时间MTBF来衡量。来衡量。其它参数：其它参数：功耗、价格等。功耗、价格等。3资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的

9、时间价值静态随机读写存储器静态随机读写存储器SRAM 目前广泛使用的半导体存储器是目前广泛使用的半导体存储器是MOS型半导体存储器，可以分为静态型半导体存储器，可以分为静态MOS型存储器（型存储器（Static RAM）和动态）和动态MOS型存储器（型存储器（Dynamic RAM）。）。SRAM用一个触用一个触发器作为发器作为存储元存储元，在，在不断电时可以无限期不断电时可以无限期保存记忆的保存记忆的0或或1。地址线：地址线：译码后产生译码后产生字选择线（行线）。字选择线（行线）。数据线：数据线：决定存储单决定存储单元的字长。元的字长。控制线：控制线：指定对存储指定对存储器进行读操作还是写器

10、进行读操作还是写操作。操作。数据线数据线I/O0I/O1I/O2I/O3选择线选择线 0选择线选择线 1选择线选择线 2选择线选择线 63A0A1A2A3A4A54资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值地址译码方式地址译码方式5资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变

11、化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值SRAM存储器的结构存储器的结构 SRAM存储器由存储体、地址译码电路、读写电路和控制电路组成。存储器由存储体、地址译码电路、读写电路和控制电路组成。存存储储体体：存存储储体体是是存存储储单单元元的的集集合合。通通常常把把各各个个字字的的同同一一位位集集成成在在一一个个芯芯片片（32K1）中中，8个个片片子子就可以构成就可以构成32KB。地地址址译译码码器器：采采用用双双译译码码结结构构。32K个个存存储储单单元元排排列列成成256128的的矩矩阵阵。地地址址线线A0A7经经译译码码后后产产生生256条条行行

12、选选择择线线，A8A14经经译译码码后后产产生生128条条列列选选择线。择线。A0A1A2A3A4A5A6A7I/O0I/O7A8A9A10A11A12A13A146资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值逻辑符号逻辑符号 地地址址信信号号采采用用双双译译码码结结构构可可以以减减少少译译码码线线的的数数目目。每每个个行行线线和和列列线线的的交交叉叉点点控控制制一一个个存存储储单单元元，利利

13、用用256128条条译译码码线线可可以以控控制制256128个个存存储储单单元元。若若采采用用单单译译码码结结构构，则则需需要要32768条译码线。条译码线。控控制制电电路路：CS是是片片选选信信号号，WE是是写写允允许许信信号号，OE是是输输出出允允许许信信号号。CS有有效效(低低电电平平)时时，若若WE0，则则门门G1开开启启，门门G2关关闭闭，进进行行写写操操作作；若若OE0，WE1，则则门门G2开开启启，门门G1关关闭闭，进行读操作。进行读操作。写写读读7资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运

14、动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值SRAM存储实例存储实例8资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 RAM芯片通过地址线、数据线和控制线与外部连接。地址线是单向输芯片通过地址线、数据线和控制线与外部连接。地址线是单向输入的，数据线是双向的，既可输入也可输出。入的，数据线是双向的，既可输入也可输出。如容量为如

15、容量为10244位的芯片，位的芯片，有地址线有地址线10根，数据线根，数据线4根；根；单个芯片的存储容量往往不能满足要求，需要进行扩展。单个芯片的存储容量往往不能满足要求，需要进行扩展。位扩展：位扩展：如果存储器芯片的字数满足要求，而位数不够，需进行位扩展。方如果存储器芯片的字数满足要求，而位数不够，需进行位扩展。方法是将芯片的地址线、控制线并联，数据线分联。法是将芯片的地址线、控制线并联，数据线分联。存储器容量的扩展存储器容量的扩展9资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间

16、变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值字扩展：字扩展：如果存储器芯片的位数满足要求，而字数不够，需进行字扩展。方如果存储器芯片的位数满足要求，而字数不够，需进行字扩展。方法是将芯片的低位地址线、数据线、读写控制线并联，利用高位地址线经译法是将芯片的低位地址线、数据线、读写控制线并联，利用高位地址线经译码后作为片选信号。下图利用码后作为片选信号。下图利用4片片16K8芯片经字扩展组成芯片经字扩展组成64K8存储器。存储器。4个芯片的数据线与数据总线个芯片的数据线与数据总线D0D7相连，地址线与地址总线低位地址相连，地址线与地址总线低位地址A0A1

17、3相连，写允许信号相连，写允许信号WE与与CPU的的WE相连。高位地址相连。高位地址A14和和A15经译码器和经译码器和4个片选端相连。个片选端相连。10资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3 3、译码器的输出是高电平还是低电平？、译码器的输出是高电平还是低电平？2 2、地址译码器要如何选择？选择、地址译码器要如何选择？选择3 3：8 8译码，译码，2 2：4 4译码还是其他？译码还是

18、其他？若需要用若需要用16K16K的芯片组成的芯片组成80K80K的存储器呢？的存储器呢？1 1、要将多少位的低位地址线进行并联？、要将多少位的低位地址线进行并联？多少位的高位地址进行译码？多少位的高位地址进行译码？4 4、写出各个芯片的起始地址、写出各个芯片的起始地址5 5、当地址为、当地址为4001H4001H时，是如何选中需要的存储单元？时，是如何选中需要的存储单元？A0A0A13A13，A14A14，A15A15分别为多少？译码结果如何？分别为多少？译码结果如何？思考思考11资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资

19、金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 同一时刻同一时刻4个芯片中只能有一个芯片被选中。个芯片中只能有一个芯片被选中。A15A14=00选中第一片，选中第一片，A15A14=01选中第二片，选中第二片，。4个芯片的地址分配如下：个芯片的地址分配如下：A15A14 A13A0第一片第一片 最低地址最低地址 00 00 0000 0000 0000 0000 H 最高地址最高地址 00 11 1111 1111 1111 3FFF H第二片第二片 最低地址最低地址 01 00 0000 0000 00

20、00 4000 H 最高地址最高地址 01 11 1111 1111 1111 7FFF H第三片第三片 最低地址最低地址 10 00 0000 0000 0000 8000H 最高地址最高地址 10 11 1111 1111 1111 BFFF H第四片第四片 最低地址最低地址 11 00 0000 0000 0000 C000 H 最高地址最高地址 11 11 1111 1111 1111 FFFF H12资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数

21、，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值字位同时扩展：字位同时扩展：如果存储器芯片的位数和字数都不满足要求，就需要字位同如果存储器芯片的位数和字数都不满足要求，就需要字位同时扩展。用时扩展。用mn位芯片构成位芯片构成MN位存储器需要（位存储器需要（M/m)（N/n）个芯片。下）个芯片。下图用图用8片片16K4位芯片构成位芯片构成64K8位存储器。位存储器。13资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的

22、这部分资金就是原有资金的时间价值字位同时扩展法是以上两种方法的综合，需要完成数据线、字位同时扩展法是以上两种方法的综合，需要完成数据线、地址线、控制线的连接。先完成地址线、控制线的连接。先完成位扩展位扩展，按照位扩展的方式将，按照位扩展的方式将数据线低位、高位分别接不同芯片，这些位扩展后的芯片形成数据线低位、高位分别接不同芯片，这些位扩展后的芯片形成一组。按照一组。按照字扩展字扩展的方式对这些芯片组的地址线进行连接。注的方式对这些芯片组的地址线进行连接。注意译码器的选择。最后完成控制线（如读写信号）的连接。意译码器的选择。最后完成控制线（如读写信号）的连接。例例1：256K8的芯片组成的芯片组

23、成2M32的存储器的存储器14资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值256K8的芯片组成的芯片组成2M32的存储器的存储器15资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值例例2：为某为某

24、8位微机系统设计一个具有位微机系统设计一个具有40 KB RAM和和8 KB ROM的存储器。的存储器。RAM用用SRAM芯片芯片6264（8 K8位）组成，地址从位）组成，地址从0000 H开始；开始；ROM用用EPROM芯片芯片2732（4 K8位）组成，与位）组成，与RAM地址空间相连。地址空间相连。若芯片的存储容量不一致，如何连接相应的连接线？若芯片的存储容量不一致，如何连接相应的连接线？1 1、译码器如何选择？、译码器如何选择？2 2、8K8K需要多少根地址线？需要多少根地址线？4K4K需要多少根地址线？需要多少根地址线？3 3、4K4K芯片的地址范围是多少？芯片的地址范围是多少？4

25、K4K芯片的片选如何连接？芯片的片选如何连接？A15-A13 A12 A0 A15-A13 A12 A0 A15-A13 A12 A0 A15-A13 A12 A040K40K44K 101 0 0000 0000 0000 44K 101 0 0000 0000 0000 101 0 1111 1111 1111 101 0 1111 1111 1111 44K44K48K 101 1 0000 0000 0000 48K 101 1 0000 0000 0000 101 1 1111 1111 1111101 1 1111 1111 1111Y5A12CE000011101111Y5A12

26、CE00101010111116资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值17资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值例例3：CPU地址总线为地址总线为A15A0，数据总线为，数据总线为

27、D7D0，MREQ为允许访存，为允许访存，R/W为读写命令。为读写命令。地址空间分配如下：地址空间分配如下：08 K为系统程序区，由为系统程序区，由8K8的的ROM组成；组成；8 K32 K为用户程序区；为用户程序区；由由8K8的的RAM芯片组成，芯片组成，最后最后2K为系统程序区，为系统程序区，由一片由一片2K8的的RAM芯片。请设计存储器系统。芯片。请设计存储器系统。18资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分

28、资金就是原有资金的时间价值地址空间分配如下：地址空间分配如下：08 K为系统程序区，由为系统程序区，由ROM组成；组成；8 K32 K为用为用户程序区；最后户程序区；最后2K为系统程序区。为系统程序区。地址空间分配如下：地址空间分配如下：A15 A14 A13 A12 A11 A10 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 一片一片8 KB EPROM

29、 第一片第一片8 KB SRAM第二片第二片8 KB SRAM第三片第三片8 KB SRAM一片一片2 KB SRAM空（空（30 KB）19资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值 最后最后8K地址空间分配如下：地址空间分配如下：Y7A15 A14 A13 A12 A11 A10 A0 CE 0 1 1 1 0 0 0 00 1 1 1 0 0 1 10 1 1 1 0 1 0 00 1

30、 1 1 0 1 1 10 1 1 1 1 0 0 00 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 第一个第一个2 KB 空间空间第二个第二个2 KB 空间空间第三个第三个2 KB 空间空间第四个第四个2 KB 空间空间111020资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值最后最后2K的片选逻辑电路如何设计？的片选逻辑电路如何设计？1、与最后

31、与最后2K地址片选有关的信号有哪些？地址片选有关的信号有哪些？2、Y7A12A11CE110001001101010110相关的信号相关的信号都转化为全都转化为全0或者全或者全121资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值22资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而

32、变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值3 3、译码器的输出是高电平还是低电平？、译码器的输出是高电平还是低电平？2 2、地址译码器要如何选择？、地址译码器要如何选择？1 1、要将多少位的低位地址线进行并联？、要将多少位的低位地址线进行并联？多少位的高位地址进行译码？多少位的高位地址进行译码？4 4、写出各个芯片的起始地址、写出各个芯片的起始地址思考思考23资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推

33、移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值字位同时扩展：字位同时扩展：如果存储器芯片的位数和字数都不满足要求，就需要字位同如果存储器芯片的位数和字数都不满足要求，就需要字位同时扩展。用时扩展。用mn位芯片构成位芯片构成MN位存储器需要（位存储器需要（M/m)（N/n）个芯片。）个芯片。字位同时扩展法是以上两种方法的综合，需要完成数据线、字位同时扩展法是以上两种方法的综合，需要完成数据线、地址线、控制线的连接。地址线、控制线的连接。先完成位扩展先完成位扩展，按照位扩展的方式将，按照位扩展的方式将数据线低位、高位分别接不同芯片，这些位扩展后的芯片形成数据线低位、高位分别接不同芯片，这些位扩

34、展后的芯片形成一组。按照一组。按照字扩展字扩展的方式对这些芯片组的地址线进行连接。注的方式对这些芯片组的地址线进行连接。注意译码器的选择。最后完成控制线（如读写信号）的连接。意译码器的选择。最后完成控制线（如读写信号）的连接。24资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值例例4 4：某：某8 8位机器中，地址总线位机器中，地址总线1212根，数据总线根，数据总线8 8根（根（D D7 7D

35、D0 0）控制总线中与主存有关的有（访存允许，低电平有效，读写控制总线中与主存有关的有（访存允许，低电平有效，读写控制信号，高电平为读命令，低电平为写命令控制信号，高电平为读命令，低电平为写命令)。选片译码电。选片译码电路使用路使用2:42:4译码器，主存的地址空间分布如下：译码器，主存的地址空间分布如下：1)1)用用1K81K8位的位的ROMROM芯片构成一个地址空间为芯片构成一个地址空间为2KB2KB的系统程序区；的系统程序区；起始地址为起始地址为000H000H。2)2)用用2K42K4位的位的RAMRAM芯片构成芯片构成2KB2KB的用户程序区的用户程序区,与与ROMROM地址空间地址

36、空间 相连相连要求：要求：1)1)计算所需的芯片数目；计算所需的芯片数目；2 2）画出地址空间分布图；）画出地址空间分布图；3 3）画出主存和）画出主存和CPUCPU的连接逻辑图。的连接逻辑图。25资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1)1)系系统统程程序序区区大大小小2K82K8位位；用用户户程程序序区区2K82K8位。位。故需要芯片：故需要芯片：1K81K8位位ROM 2ROM 2

37、片；片；2K42K4位位RAMRAM芯片芯片2 2片。片。26资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1、需要多少地址线对、需要多少地址线对RAM芯片寻址？芯片寻址？用户程序区用户程序区2K82K8位位2 2、ROMROM芯片需要多少地址线？芯片需要多少地址线？1K81K8位位3 3、需要几位的地址译码作为片选？、需要几位的地址译码作为片选？4 4、地址线、地址线A A1010如何处理？如

38、何处理？5 5、RAMRAM区域对应着几个译码片选信号？区域对应着几个译码片选信号？A0 0A1010A0 0A9 9A1010、A111127资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值分析：使用分析：使用2 2：4 4译码器，译码的使能端译码器，译码的使能端OEOE连接连接MEMQMEMQ，将，将A A1010、A A1111进行译码；进行译码；ROMROM的地的地址线址线A A0 0A

39、A9 9，2 2片，其片，其CECE分别用分别用Y Y0 0、Y Y1 1连接；连接；RAMRAM芯片，芯片，2 2片，地址线片，地址线A A0 0A A1010，CECE分别用分别用Y Y2 2、Y Y3 3相与后连接；数据线相与后连接；数据线D D0 0D D7 7直接和直接和ROMROM相连，相连，分成两组分成两组D D0 0D D3 3、D D4 4D D7 7和和RAMRAM相连；相连；R/WR/W和和RAMRAM的读写控制端相连。的读写控制端相连。28资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运

40、动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值29资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值注意：A10既参加译码又作为片内地址寻址 A11 A10 A9 A8 A0 1 0 0 0 1 801H 1 1 0 0 1 B01H 801H与与B01H地址的后地址的后10位相同位相同译码片选Y2 Y3 同时用来片选RAM30资

41、金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值例5：P102.7地址空间0000H3FFFH为ROM。RAM（8K8）组成40K16，起始地址为6000H。31资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的

42、时间价值例5：P102.7解：存储器的地址空间分布如下图所示：ROM空空RAM1RAM2RAM3RAM4RAM516K8K8K8K8K8K8K0000H3FFFH4000H5FFFH6000HFFFFH8K=2000H32资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值RAM1 RAM5是是8K16的模块，需要两片的的模块，需要两片的8K8的的RAM采用位扩展的方法组成。采用位扩展的方法组成。存储

43、器的地址空间可以看做分为存储器的地址空间可以看做分为8组，每组组，每组8K，其中，其中ROM区区域看做域看做2组，所以需要采用组，所以需要采用3：8译码来控制片选信号。（也可译码来控制片选信号。（也可以采用将各个模块的起止地址写出，找出其中的规律进行译以采用将各个模块的起止地址写出，找出其中的规律进行译码。提示：采用地址线的高码。提示：采用地址线的高2位进行译码，就是将地址空间平位进行译码，就是将地址空间平均分为均分为4组，高组，高3位译码就是将地址空间平均分为位译码就是将地址空间平均分为8组）组）CPU的的R/W信号与信号与RAM的的WE连接，连接，ROM只读不写。只读不写。ROM区域的地址

44、空间有区域的地址空间有16K，16K=214，所以，所以ROM的片的片内寻址地址需要有内寻址地址需要有14位，位，A13既作为片内寻址，也用来译码既作为片内寻址，也用来译码片选。片选。ROM区域的地址空间有区域的地址空间有16K，译码后的结果对应着两组，因，译码后的结果对应着两组，因为低电平有效，所以采用与门来实现。为低电平有效，所以采用与门来实现。33资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间

45、价值CPUROMRAM18K16RAM28K16RAM38K16RAM48K16RAM58K1674LS138D0D15A0A12R/WA13Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7CSCSCSCSCSCSWEWEWEWEWEA14A15MREQ34资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值CPUROMRAM18K8RAM28K8RAM98K8RAM108K874LS138D0D15A

46、0A12R/WY0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7CSCSCSCSCSWEWEWEWED0D7D0D7D8D15D8D15A13A14A15MREQ35资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值存储器与存储器与CPU的连接完成数据线、地址线、控制线的连接的连接完成数据线、地址线、控制线的连接数据线：位扩展的方式，位数不够时将高位、低位数据线分数据线：位扩展的方式，位数不够时将高位、

47、低位数据线分别连接；数据线是双向的。别连接；数据线是双向的。控制线：读写信号并联接入控制线：读写信号并联接入CPU；译码器的片选信号也直接；译码器的片选信号也直接接入接入CPU的访存允许；存储器片选信号由高位地址的访存允许；存储器片选信号由高位地址经过译码器得到的结果给出，注意两种情况：一个经过译码器得到的结果给出，注意两种情况：一个译码结果对应多个芯片的片选，或几个译码结果对译码结果对应多个芯片的片选，或几个译码结果对应一个芯片的片选，有时还需要与低位一起经过门应一个芯片的片选，有时还需要与低位一起经过门电路后进行片选。电路后进行片选。地址线：高位进行译码，低位直接接入芯片，注意接入芯片地址

48、线：高位进行译码，低位直接接入芯片，注意接入芯片进行片内选址的地址位数，芯片多大，就需要多少进行片内选址的地址位数，芯片多大，就需要多少根片内地址。两种情况：位数不够或位数太多。地根片内地址。两种情况：位数不够或位数太多。地址线为单向的。址线为单向的。36资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache Cache是为了解决是为了解决CPU与主存速度不匹配而采

49、取的技术，其有效性利用与主存速度不匹配而采取的技术，其有效性利用了程序的局部性原理。了程序的局部性原理。程序的程序的局部性局部性有两个方面的含义：时间局部性和空间局部性。有两个方面的含义：时间局部性和空间局部性。时间时间局部局部性是指如果一个存储单元被访问，则可能该单元会很快被再次访问。这是因性是指如果一个存储单元被访问，则可能该单元会很快被再次访问。这是因为程序存在着循环。为程序存在着循环。空间空间局部性是指如果一个存储单元被访问，则该单元邻局部性是指如果一个存储单元被访问，则该单元邻近的单元也可能很快被访问。这是因为程序中大部分指令是顺序存储、顺序近的单元也可能很快被访问。这是因为程序中大

50、部分指令是顺序存储、顺序执行的，数据也是以向量、数组、树、表等形式簇聚地存储在一起的。执行的，数据也是以向量、数组、树、表等形式簇聚地存储在一起的。高速缓冲技术就是利用程序的局部性原理，把程序中正在使用的部分存高速缓冲技术就是利用程序的局部性原理，把程序中正在使用的部分存放在一个高速的容量较小的放在一个高速的容量较小的Cache中，使中，使CPU的访存操作大多数针对的访存操作大多数针对Cache进行，从而使程序的执行速度大大提高。进行，从而使程序的执行速度大大提高。37资金是运动的价值，资金的价值是随时间变化而变化的，是时间的函数，随时间的推移而增值，其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资