唐朔飞计算机组成原理习题答案

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1、第4章存储器11.一个8K×8位的动态RAM芯片,其内部结构排列成256×256形式,存取周期为0.1μs。试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少?解:采用分散刷新方式刷新间隔为:2ms,其中刷新死时间为:256×0.1μs=25.6μs采用分散刷新方式刷新间隔为:256×(0.1μs+0.1μs)=51.2μs采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms15.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)。现有下列存储芯片:ROM(2K×8位,4K×4位,8K×8位

2、),RAM(1K×4位,2K×8位,4K×8位),及74138译码器和其他门电路(门电路自定)。试从上述规格中选用合适芯片,画出CPU和存储芯片的连接图。要求:(1)最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区。(2)指出选用的存储芯片类型及数量。(3)详细画出片选逻辑。解:(1)地址空间分配图:系统程序区(ROM共4KB):0000H-0FFFH用户程序区(RAM共12KB):1000H-3FFFH(2)选片:ROM:选择4K×4位芯片2片,位并联RAM:选择4K×8位芯片3片,字串联(RAM1地址范围为:1000H-1F

3、FFH,RAM2地址范围为2000H-2FFFH,RAM3地址范围为:3000H-3FFFH)(3)各芯片二进制地址分配如下:A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0ROM1,200000000000000000000011111111111RAM100010000000000000001111111111111RAM200100000000000000010111111111111RAM300110000000000000011111111111111CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图所示:20.欲传送

4、的二进制代码为1001101,用奇校验来确定其对应的汉明码,若在第6位出错,说明纠错过程。解:欲传送的二进制代码为1001101,有效信息位数为n=7位,则汉明校验的校验位为k位,则:2k>=n+k+1,k=4,进行奇校验设校验位为C1C2C3C4,汉明码为C1C2B7C3B6B5B4C4B3B2B1,C1=1⊕B7⊕B6⊕B4⊕B3⊕B1=1⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=1C2=1⊕B7⊕B5⊕B4⊕B2⊕B1=1⊕1⊕0⊕1⊕0⊕1=0C3=1⊕B6⊕B5⊕B4=1⊕0⊕0⊕1=0C4=1⊕B3⊕B2⊕B1=1⊕1⊕0⊕1=1故传送的汉明码为1010

5、0011101,若第6位(B5)出错,即接收的码字为10100111101,则P1=1⊕C1’⊕B7’⊕B6’⊕B4’⊕B3’⊕B1’=1⊕1⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=0P2=1⊕C2’⊕B7’⊕B5’⊕B4’⊕B2’⊕B1’=1⊕0⊕1⊕1⊕1⊕0⊕1=1P3=1⊕C3’⊕B6’⊕B5’⊕B4’=1⊕0⊕0⊕1⊕1=1P4=1⊕C4’⊕B3’⊕B2’⊕B1’=1⊕1⊕1⊕0⊕1=0P4P3P2P1=0110说明第6位出错,对第6位取反即完成纠错。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

6、中可装入多少块数据?(2)在直接映射方式下,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:(1)Cache容量为2K字,块长为4,Cache共有2K/4=211/22=29=512块,Cache字地址9位,字块内地址为2位,因此,Cache地址格式设计如下:Cache字块地址(9位)字块内地址(2位)(2)主存容量为256K字=218字,主存地址共18位,共分256K/4=216块,主存字块标记为1

7、8-9-2=7位。直接映射方式下主存地址格式如下:主存字块标记(7位)Cache字块地址(9位)字块内地址(2位)主存字块标记(9位)组地址(7位)字块内地址(2位)(3)根据四路组相联的条件,一组内共有4块,得Cache共分为512/4=128=27组,主存字块标记为18-7-2=9位,主存地址格式设计如下:(4)在全相联映射方式下,主存字块标记为18-2=16位,其地址格式如下:主存字块标记(16位)字块内地址(2位)(5)若存储字长为32位,存储器按字节寻址,则主存容量为256K*32/4=221B,Cache容量为2K*32/4=214B

8、,块长为4*32/4=32B=25B,字块内地址为5位,在直接映射方式下,主存字块标记为21-9-5=7位,主存地址格式为:主存字块标记

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