唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件

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.s。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:256×0.1ps=25.6s采用分散刷新方式刷新间隔为:256×(0.1s+0.1s)=51.2s采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms第4章存储器115.设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ(低电平有效)作访存控制信号,R/W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(K×8位,4K×4位,8K×8位),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。15.设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ2解:(1)地址空间分配图:系统程序区(ROM共4KB):0000H-0FFH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KX8位芯片3片,字串联(RAM地址范围为:1000H-1FFFH,RAM2地址范围为2000H-2FFFH,RAM3地址范围为:3000H-3FFH)(3)各芯片二进制地址分配如下:A15A14A13A12A1A10A9ASA7A6A5A4A3A2AIAOROM1.2RAMI0000000000000000011RAM解:(1)地址空间分配图:3CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图所示:74138CPUROMIROM2RAMIRAM2RAM3CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图所示:420.欲传送的二进制代码为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⊕Bl=11e01e1e1=1C2=1eB7⊕B5⊕B4⊕B2⊕Bl=1e1e01e0由1=0C3=1⊕B6⊕B5⊕B4=1⊕0由0⊕1=0C4=1B3⊕B2⊕B1=11⊕0⊕1=1故传送的汉明码为10100011101,若第6位(B5)出错,即接收的码字为10100111101,则20.欲传送的二进制代码为1001101,用奇校验来5Pl=1⊕C1⊕B7’⊕B6’⊕B4’⊕B3’⊕B1’=1e1G1⊕0⊕1e1e1=0P2=1⊕C2’⊕B7’⊕B5’⊕B4’⊕B2’B1’=1e01⊕1由1e0e1=1P3=1⊕C3’⑥B6’⊕B5’⊕B4’=10⊕0⊕1⊕1=1P4=1⊕C4’⊕B3’⊕B2’⊕B1,=1⊕110e1=0P4P3P2P1=0110说明第6位出错,对第6位取反即完成纠错。Pl=1⊕C1⊕B7’⊕B6’⊕B4’⊕B3’⊕B1’=1e628.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,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=211229=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)28.设主存容量为256K字,Cache容量为2K字,7(2)主存容量为256K字=28字,主存地址共18位,共分256K/4=216块,主存字块标记为18-92=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)(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:匚主存字块标记⑦9位)组地址(7位)字块内地址(2位(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)(2)主存容量为256K字=28字,主存地址共18位,8(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,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(7位)Cache字块地址(9位)字块内地址(5位)在四路组相联映射方式下,主存字块标记为21-75=9位,主存地址格式为:主存字块标记(9位)组地址(7位)字块内地址(5位)在全相联映射方式下,主存字块标记为21-5=16位,主存地址格式为主存字块标记(16位)字块内地址(5位)(5)若存储字长为32位,存储器按字节寻址,则932.设某机主存容量为AMB,Cache容量为16KB,每字块有8个字,每字32位,设计一个四路组相联映射(即Cache每组内共有4个字块)的Cache组织。(1)画出主存地址字段中各段的位数。(2)设Cache的初态为空,CPU依次从主存第0,1,2,…,89号单元读出90个字(主存一次读出一个字),并重复按此次序读8次,问命中率是多少?(3)若Cache的速度是主存的6倍,试问有Cache和无Cache相比,速度约提高多少倍?32.设某机主存容量为AMB,Cache容量为16KB,10唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件11唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件12唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件13唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件14唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件15唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件16唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件17唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件18唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件19唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件20唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件21唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件22唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件23唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件24唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件25唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件26唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件27唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件28唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件29唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件30唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件31唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件32唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件33唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件34唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件35唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件36唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件37唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件38唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件39唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件40唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件41唐朔飞-计算机组成原理习题答案课件42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.s。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:256×0.1ps=25.6s采用分散刷新方式刷新间隔为:256×(0.1s+0.1s)=51.2s采用异步刷新方式刷新间隔为:2ms第4章存储器4315.设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ(低电平有效)作访存控制信号,R/W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(K×8位,4K×4位,8K×8位),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。15.设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用MREQ44解:(1)地址空间分配图:系统程序区(ROM共4KB):0000H-0FFH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KX8位芯片3片,字串联(RAM地址范围为:1000H-1FFFH,RAM2地址范围为2000H-2FFFH,RAM3地址范围为:3000H-3FFH)(3)各芯片二进制地址分配如下:A15A14A13A12A1A10A9ASA7A6A5A4A3A2AIAOROM1.2RAMI0000000000000000011RAM解:(1)地址空间分配图:45CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图所示:74138CPUROMIROM2RAMIRAM2RAM3CPU和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图所示:4620.欲传送的二进制代码为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⊕Bl=11e01e1e1=1C2=1eB7⊕B5⊕B4⊕B2⊕Bl=1e1e01e0由1=0C3=1⊕B6⊕B5⊕B4=1⊕0由0⊕1=0C4=1B3⊕B2⊕B1=11⊕0⊕1=1故传送的汉明码为10100011101,若第6位(B5)出错,即接收的码字为10100111101,则20.欲传送的二进制代码为1001101,用奇校验来47Pl=1⊕C1⊕B7’⊕B6’⊕B4’⊕B3’⊕B1’=1e1G1⊕0⊕1e1e1=0P2=1⊕C2’⊕B7’⊕B5’⊕B4’⊕B2’B1’=1e01⊕1由1e0e1=1P3=1⊕C3’⑥B6’⊕B5’⊕B4’=10⊕0⊕1⊕1=1P4=1⊕C4’⊕B3’⊕B2’⊕B1,=1⊕110e1=0P4P3P2P1=0110说明第6位出错,对第6位取反即完成纠错。Pl=1⊕C1⊕B7’⊕B6’⊕B4’⊕B3’⊕B1’=1e4828.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,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=211229=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)28.设主存容量为256K字,Cache容量为2K字,49(2)主存容量为256K字=28字,主存地址共18位,共分256K/4=216块,主存字块标记为18-92=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)(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:匚主存字块标记⑦9位)组地址(7位)字块内地址(2位(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)(2)主存容量为256K字=28字,主存地址共18位,50(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,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(7位)Cache字块地址(9位)字块内地址(5位)在四路组相联映射方式下,主存字块标记为21-75=9位,主存地址格式为:主存字块标记(9位)组地址(7位)字块内地址(5位)在全相联映射方式下,主存字块标记为21-5=16位,主存地址格式为主存字块标记(16位)字块内地址(5位)(5)若存储字长为32位,存储器按字节寻址,则5132.设某机主存容量为AMB,Cache容量为16KB,每字块有8个字,每字32位,设计一个四路组相联映射(即Cache每组内共有4个字块)的Cache组织。(1)画出主存地址字段中各段的位数。(2)设Cache的初态为空,CPU依次从主存第0,1,2,…,89号单元读出90个字(主存一次读出一个字),并重复按此次序读8次,问命中率是多少?(3)若Cache的速度是主存的6倍,试问有Cache和无Cache相比,速度约提高多少倍?32.设某机主存容量为AMB,Cache容量为16KB,52唐朔飞-计算机组