【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 U假設(shè)同上題，現(xiàn)有8片8K8位的RAM芯片與CPU相連，試回答：（1）用74138譯碼器畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖；（2）寫出每片RAM的地址范圍；（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。（4）根據(jù)（1）的連接圖，若出現(xiàn)地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將出現(xiàn)什么后果？解：（1）CPU與存儲(chǔ)器芯片連接邏輯圖：（2）地址空間分配圖： RAM0:0000H1FFFH RAM1:2000H3FFFH RAM2:4000H5FFFH RAM3:6000H7FFFH RAM4:8000H9FFFH RAM5:A000HBFFFH RAM6:C000HDFFFH RAM7:E000HFFFFH（3）如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片(RAM5)都有與其相同的數(shù)據(jù)，則根本的故障原因?yàn)椋涸摯鎯?chǔ)芯片的片選輸入端很可能總是處于低電平。假設(shè)芯片與譯碼器本身都是好的，可能的情況有：1）該片的CS端與WE端錯(cuò)連或短路；2）該片的CS端與CPU的MREQ端錯(cuò)連或短路；3）該片的CS端與地線錯(cuò)連或短路。（4）如果地址線A13與CPU斷線，并搭接到高電平上，將會(huì)出現(xiàn)A13恒為“1”的情況。此時(shí)存儲(chǔ)器只能尋址A13=1的地址空間(奇數(shù)片)，A13=0的另一半地址空間（偶數(shù)片）將永遠(yuǎn)訪問(wèn)不到。若對(duì)A13=0的地址空間（偶數(shù)片）進(jìn)行訪問(wèn)，只能錯(cuò)誤地訪問(wèn)到A13=1的對(duì)應(yīng)空間(奇數(shù)片)中去。17. 寫出1100、110111111對(duì)應(yīng)的漢明碼。解：有效信息均為n=4位，假設(shè)有效信息用b4b3b2b1表示校驗(yàn)位位數(shù)k=3位，（2k=n+k+1）設(shè)校驗(yàn)位分別為ccc3，則漢明碼共4+3=7位，即：c1c2b4c3b3b2b1校驗(yàn)位在漢明碼中分別處于第4位c1=b4⊕b3⊕b1c2=b4⊕b2⊕b1c3=b3⊕b2⊕b1當(dāng)有效信息為1100時(shí)，c3c2c1=011,漢明碼為1110100。當(dāng)有效信息為1101時(shí)，c3c2c1=100,漢明碼為0011101。當(dāng)有效信息為1110時(shí)，c3c2c1=101,漢明碼為1011110。當(dāng)有效信息為1111時(shí)，c3c2c1=010,漢明碼為0110111。18. 已知收到的漢明碼（按配偶原則配置）為1100100、1100111100000、1100001，檢查上述代碼是否出錯(cuò)？第幾位出錯(cuò)？解：假設(shè)接收到的漢明碼為：c1’c2’b4’c3’b3’b2’b1’糾錯(cuò)過(guò)程如下：P1=c1’⊕b4’⊕b3’⊕b1’P2=c2’⊕b4’⊕b2’⊕b1’P3=c3’⊕b3’⊕b2’⊕b1’如果收到的漢明碼為1100100，則p3p2p1=011，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第3位（b4’）出錯(cuò)，有效信息為：1100如果收到的漢明碼為1100111，則p3p2p1=111，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第7位（b1’）出錯(cuò)，有效信息為：0110如果收到的漢明碼為1100000，則p3p2p1=110，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第6位（b2’）出錯(cuò)，有效信息為：0010如果收到的漢明碼為1100001，則p3p2p1=001，說(shuō)明代碼有錯(cuò)，第1位（c1’）出錯(cuò)，有效信息為：000122. 某機(jī)字長(zhǎng)16位，常規(guī)的存儲(chǔ)空間為64K字，若想不改用其他高速的存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取什么措施？畫圖說(shuō)明。解：若想不改用高速存儲(chǔ)芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取八體交叉存取技術(shù)，8體交叉訪問(wèn)時(shí)序如下圖：18. 什么是“程序訪問(wèn)的局部性”？存儲(chǔ)系統(tǒng)中哪一級(jí)采用了程序訪問(wèn)的局部性原理？答：程序運(yùn)行的局部性原理指：在一小段時(shí)間內(nèi)，最近被訪問(wèn)過(guò)的程序和數(shù)據(jù)很可能再次被訪問(wèn)；在空間上，這些被訪問(wèn)的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲(chǔ)區(qū)；在訪問(wèn)順序上，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大 (大約 5:1 )。存儲(chǔ)系統(tǒng)中Cache—主存層次采用了程序訪問(wèn)的局部性原理。25. Cache做在CPU芯片內(nèi)有什么好處？將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開(kāi)又有什么好處？答：Cache做在CPU芯片內(nèi)主要有下面幾個(gè)好處：1）可提高外部總線的利用率。因?yàn)镃ache在CPU芯片內(nèi)，CPU訪問(wèn)Cache時(shí)不必占用外部總線。2）Cache不占用外部總線就意味著外部總線可更多地支持I/O設(shè)備與主存的信息傳輸，增強(qiáng)了系統(tǒng)的整體效率。3）可提高存取速度。因?yàn)镃ache與CPU之間的數(shù)據(jù)通路大大縮短,故存取速度得以提高。將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開(kāi)有如下好處：1）可支持超前控制和流水線控制，有利于這類控制方式下指令預(yù)取操作的完成。2）指令Cache可用ROM實(shí)現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。3）數(shù)據(jù)Cache對(duì)不同數(shù)據(jù)類型的支持更為靈活，既可支持整數(shù)（例32位），也可支持浮點(diǎn)數(shù)據(jù)（如64位）。補(bǔ)充：Cache結(jié)構(gòu)改進(jìn)的第三個(gè)措施是分級(jí)實(shí)現(xiàn)，如二級(jí)緩存結(jié)構(gòu)，即在片內(nèi)Cache（L1）和主存之間再設(shè)一個(gè)片外Cache（L2），片外緩存既可以彌補(bǔ)片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點(diǎn)，又可在主存與片內(nèi)緩存間起到平滑速度差的作用，加速片內(nèi)緩存的調(diào)入調(diào)出速度。30. 一個(gè)組相連映射的CACHE由64塊組成，每組內(nèi)包含4塊。主存包含4096塊，每塊由128字組成，訪存地址為字地址。試問(wèn)主存和高速存儲(chǔ)器的地址各為幾位？畫出主存地址格式。解：cache組數(shù)：64/4=16 ，Cache容量為：64*128=213字，cache地址13位主存共分4096/16=256區(qū)，每區(qū)16塊主存容量為：4096*128=219字，主存地址19位，地址格式如下：主存字塊標(biāo)記（8位）組地址（4位）字塊內(nèi)地址（7位）第六章 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算方法12. 設(shè)浮點(diǎn)數(shù)格式為：階碼5位（含1位階符），尾數(shù)11位（含1位數(shù)符）。寫出51/1227/1024所對(duì)應(yīng)的機(jī)器數(shù)。要求如下：（1）階碼和尾數(shù)均為原碼。（2）階碼和尾數(shù)均為補(bǔ)碼。（3）階碼為移碼，尾數(shù)為補(bǔ)碼。 解：據(jù)題意畫出該浮點(diǎn)數(shù)的格式：階符1位階碼4位數(shù)符1位尾數(shù)10位 將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制：x1= 51/128= = 21 * 011B x2= 27/1024= = 25*(）則以上各數(shù)的浮點(diǎn)規(guī)格化數(shù)為：（1）[x1]浮=1，0001； 011 000 0 [x2]浮=1，0101； 110 000 0（2）[x1]浮=1，1111； 011 000 0 [x2]浮=1，1011； 010 000 0（3）[x1]浮=0，1111； 011 000 0 [x2]浮=0，1011； 010 000 0 16．設(shè)機(jī)器數(shù)字長(zhǎng)為16位，寫出下列各種情況下它能表示的數(shù)的范圍。設(shè)機(jī)器數(shù)采用一位符號(hào)位，答案均用十進(jìn)制表示。 （1）無(wú)符號(hào)數(shù)； （2）原碼表示的定點(diǎn)小數(shù)。 （3）補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)小數(shù)。 （4）補(bǔ)碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。 （5）原碼表示的定點(diǎn)整數(shù)。 （6）浮點(diǎn)數(shù)的格式為：階碼6位（含1位階符），尾數(shù)10位（含1位數(shù)符）。分別寫出其正數(shù)和負(fù)數(shù)的表示范圍。 （7）浮點(diǎn)數(shù)格式同（6），機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼規(guī)格化形式，分別寫出其對(duì)應(yīng)的正數(shù)和負(fù)數(shù)的真值范圍。解：（1）無(wú)符號(hào)整數(shù)：0 —— 216 1，即：0—— 65535；無(wú)符號(hào)小數(shù)：0 —— 1 216 ，即：0 —— ；（2）原碼定點(diǎn)小數(shù)：1 + 215——1 215 ，即： —— （3）補(bǔ)碼定點(diǎn)小數(shù)： 1——1 215 ，即：1——（4）補(bǔ)碼定點(diǎn)整數(shù)：215——215 1 ，即：32768——32767（5）原碼定點(diǎn)整數(shù)：215 + 1——215 1，即：32767——32767（6）據(jù)題意畫出該浮點(diǎn)數(shù)格式，當(dāng)階碼和尾數(shù)均采用原碼，非規(guī)格化數(shù)表示時(shí)：最大負(fù)數(shù)= 1，11 111； 000 001 ，即 29180。231最小負(fù)數(shù)= 0，11 111； 111 111，即 （129）180。231則負(fù)數(shù)表示范圍為：（129）180。231 —— 29180。231最大正數(shù)= 0，11 111； 111 111，即 （129）180。231最小正數(shù)= 1，11 111； 000 001，即 29180。231則正數(shù)表示范圍為：29180。231 ——（129）180。231（7）當(dāng)機(jī)器數(shù)采用補(bǔ)碼規(guī)格化形式時(shí)，若不考慮隱藏位，則最大負(fù)數(shù)=1，00 000； 111 111，即 21180。232最小負(fù)數(shù)=0，11 111； 000 000，即 1180。231則負(fù)數(shù)表示范圍為：1180。231 —— 21180。232最大正數(shù)=0，11 111； 111 111，即 （129）180。231 最小正數(shù)=1，00 000； 000 000，即 21180。2