第09讲——习题课一(第1-4章典型题分析讲解)

《第09讲——习题课一(第1-4章典型题分析讲解)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、计算机组成原理课程教案（第9次课）章节名称习题课一(第1-4章典型题分析讲解)课时安排第5周2学时授课方式习题课教学环境及教具准备有投影仪的教室PPT多媒体教学课件教学目的通过第1-4章典型题分析讲解，让学生巩固所学知识，并能梳理知识点，达到举一反三的学习目的教学内容1.9画出主机框图，分别以存数指令“STAM”和加法指令“ADDM”（M均为主存地址）为例，在图中按序标出完成该指令（包括取指令阶段）的信息流程。假设主存容量为256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，指出图中各寄存器的位数。解：主机框图如图1.2所示（省略了在图中标出信息流程）。

2、图1.2细化的计算机组成框图（1）STAM指令：PC→MAR，MAR→M，M→MDR，MDR→IR，OP(IR)→CU，PC+1→PC,Ad(IR)→MAR，ACC→MDR，MDR→M，WR（2）ADDM指令：PC→MAR，MAR→M，M→MDR，MDR→IR，OP(IR)→CU，Ad(IR)→MAR，RD，M→MDR，MDR→X，+，ALU→ACC假设主存容量256M*32位，在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件下，ACC、X、IR、MDR寄存器均为32位，PC和MAR寄存器均为28位。3.12设数据总线上接有A、B、C、D四个寄存器，要求选用合适的74系列

3、芯片，完成下列逻辑设计：（1）设计一个电路，在同一时间实现D→A、D→B和D→C寄存器间的传送；（2）设计一个电路，实现下列操作：T0时刻完成D→总线；T1时刻完成总线→A；T2时刻完成A→总线；T3时刻完成总线→B。解：（1）由T打开三态门将D寄存器中的内容送至总线bus，由cp脉冲同时将总线上的数据打入到A、B、C寄存器中。T和cp的时间关系如图3.4所示。图3.4同一时间实现D→A、D→B和D→C寄存器间的传送（2）三态门1受T0＋T1控制，以确保T0时刻D→总线，以及T1时刻总线→接收门1→A。三态门2受T2＋T3控制，以确保T2时刻A→总线，以及T3时刻

4、总线→接收门2→B。T0、T1、T2、T3波形图如图3.5所示。图3.5实现D→A→B寄存器间的传送4.16设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用（低电平有效）作访存控制信号，作读写命令信号（高电平为读，低电平为写）。现有8片8K×8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：（1）用74138译码器画出CPU与存储芯片的连接图；（2）写出每片RAM的地址范围；（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片都有与其相同的数据，分析故障原因。（4）根据（1）的连接图，若出现地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将出现什么后果？解：

5、（1）CPU与存储器芯片连接逻辑图如图4.3：图4.3CPU与存储器芯片连接逻辑图（2）地址空间分配图：RAM0:0000H-1FFFHRAM1:2000H-3FFFHRAM2:4000H-5FFFHRAM3:6000H-7FFFHRAM4:8000H-9FFFHRAM5:A000H-BFFFHRAM6:C000H-DFFFHRAM7:E000H-FFFFH（3）如果运行时发现不论往哪片RAM写入数据后，以A000H为起始地址的存储芯片(RAM5)都有与其相同的数据，则根本的故障原因为：该存储芯片的片选输入端很可能总是处于低电平。假设芯片与译码器本身都是好的，可能

6、的情况有：1）该片的-CS端与-WE端错连或短路；2）该片的-CS端与CPU的-MREQ端错连或短路；3）该片的-CS端与地线错连或短路。（4）如果地址线A13与CPU断线，并搭接到高电平上，将会出现A13恒为“1”的情况。此时存储器只能寻址A13=1的地址空间(奇数片)，A13=0的另一半地址空间（偶数片）将永远访问不到。若对A13=0的地址空间（偶数片）进行访问，只能错误地访问到A13=1的对应空间(奇数片)中去。4.28设主存容量为256K字，Cache容量为2K字，块长为4。（1）设计Cache地址格式，Cache中可装入多少块数据？（2）在直接映射方式下

7、，设计主存地址格式。（3）在四路组相联映射方式下，设计主存地址格式。（4）在全相联映射方式下，设计主存地址格式。（5）若存储字长为32位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式。解：根据Cache容量为2K=211字，得Cache字地址11位。根据块长为4，且访存地址为字地址，得字块内地址为2位，即b=2，且Cache共有211/4=29块，即c=9。根据256K=218字，得主存字地址为18位。（1）Cache中可装入512块数据。（2）在直接映射方式下主存字块标记为18-11=7。主存地址格式如下：主存字块标记（7位）Cache字块地址（9位）

8、字块内地址