【正文】 意：字長32位，不是16位。解：存儲容量是64KB時，按字節(jié)編址的尋址范圍就是64K，如按字編址，其尋址范圍為：64K / （32/8）= 16K主存字地址和字節(jié)地址的分配情況：（略）。答：略。解：刷新：對DRAM定期進行的全部重寫過程；刷新原因：因電容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰減需要及時補充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三種：集中式、分散式、異步式。分散式：在每個讀/寫周期之后插入一個刷新周期，無CPU訪存死時間。10. 半導體存儲器芯片的譯碼驅(qū)動方式有幾種？解：半導體存儲器芯片的譯碼驅(qū)動方式有兩種：線選法和重合法。這種方法通過行、列譯碼信號的重合來選址，也稱矩陣譯碼。11. 一個8K8位的動態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構排列成256256形式。要求將64K分成4個頁面，每個頁面分16組，指出共需多少片存儲芯片。首先應確定各級的容量：頁面容量 = 總?cè)萘?/ 頁面數(shù) = 64K8 / 4 = 16K8位，4片16K8字串聯(lián)成64K8位組容量 = 頁面容量 / 組數(shù) 13. 設有一個64K8位的RAM芯片，試問該芯片共有多少個基本單元電路（簡稱存儲基元）？欲設計一種具有上述同樣多存儲基元的芯片，要求對芯片字長的選擇應滿足地址線和數(shù)據(jù)線的總和為最小，試確定這種芯片的地址線和數(shù)據(jù)線，并說明有幾種解答。解：設地址線根數(shù)為a，數(shù)據(jù)線根數(shù)為b，則片容量為：2ab = 219；b = 219a；若a = 19，b = 1，總和 = 19+1 = 20； a = 18，b = 2，總和 = 18+2 = 20； a = 16，b = 8，總和 = 16+8 = 24； 片字數(shù)減片位數(shù)均按2的冪變化。14. 某8位微型機地址碼為18位，若使用4K4位的RAM芯片組成模塊板結(jié)構的存儲器，試問：（1）該機所允許的最大主存空間是多少？（2）若每個模塊板為32K8位，共需幾個模塊板？（3）每個模塊板內(nèi)共有幾片RAM芯片？（4）共有多少片RAM？（5）CPU如何選擇各模塊板？解：（1）該機所允許的最大主存空間是：218 8位 = 256K8位 = 256KB（2）模塊板總數(shù) = 256K8 / 32K8 = 8塊（3）板內(nèi)片數(shù) = 32K8位 / 4K4位 = 82 = 16片（4）總片數(shù) = 16片8 = 128片（5）CPU通過最高3位地址譯碼輸出選擇模板，次高3位地址譯碼輸出選擇芯片。現(xiàn)有下列存儲芯片：ROM（2K8位，4K4位，8K8位），RAM（1K4位，2K8位，4K8位），及74138譯碼器和其他門電路（門電路自定）。要求：（1）最小4K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，4096~16383地址范圍為用戶程序區(qū)；（2）指出選用的存儲芯片類型及數(shù)量；（3）詳細畫出片選邏輯。 （2）選片：ROM：選擇4K4位芯片2片，位并聯(lián) （3）各芯片二進制地址分配如下：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0ROM1,200000000000000000000011111111111RAM100010000000000000001111111111111RAM200100000000000000010111111111111RAM300110000000000000011111111111111CPU和存儲器連接邏輯圖及片選邏輯如下圖(3)所示：圖（3）16. CPU假設同上題，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與存儲芯片的連接圖；（2）寫出每片RAM的地址范圍；（3）如果運行時發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM寫入數(shù)據(jù)后，以A000H為起始地址的存儲芯片都有與其相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。 假設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端錯連或短路；2）該片的CS端與CPU的MREQ端錯連或短路；3）該片的CS端與地線錯連或短路。此時存儲器只能尋址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）將永遠訪問不到。17. 寫出1100、110111111對應的漢明碼。當有效信息為1101時，c3c2c1=100,漢明碼為0011101。當有效信息為1111時，c3c2c1=010,漢明碼為0110111。解：若想不改用高速存儲芯片，而使訪存速度提高到8倍，可采取八體交叉存取技術，8體交叉訪問時序如下圖：18. 什么是“程序訪問的局部性”？存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理？解：程序運行的局部性原理指：在一小段時間內(nèi)，最近被訪問過的程序和數(shù)據(jù)很可能再次被訪問；在空間上，這些被訪問的程序和數(shù)據(jù)往往集中在一小片存儲區(qū)；在訪問順序上，指令順序執(zhí)行比轉(zhuǎn)移執(zhí)行的可能性大 (大約 5:1 )。25. Cache做在CPU芯片內(nèi)有什么好處？將指令Cache和數(shù)據(jù)Cache分開又有什么好處？答：Cache做在CPU芯片內(nèi)主要有下面幾個好處：1）可提高外部總線的利用率。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設備與主存的信息傳輸，增強了系統(tǒng)的整體效率。因為Cache與CPU之間的數(shù)據(jù)通路大大縮短,故存取速度得以提高。2）指令Cache可用ROM實現(xiàn)，以提高指令存取的可靠性。補充：Cache結(jié)構改進的第三個措施是分級實現(xiàn)，如二級緩存結(jié)構，即在片內(nèi)Cache（L1）和主存之間再設一個片外Cache（L2），片外緩存既可以彌補片內(nèi)緩存容量不夠大的缺點，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。主存包含4096塊，每塊由128字組成，訪存地址為字地址。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：主存字塊標記（8位）組地址（4位）字塊內(nèi)地址（7位）第 六 章12. 設浮點數(shù)格式為：階碼5位（含1位階符），尾數(shù)11位（含1位數(shù)符）。要求如下：（1）階碼和尾數(shù)均為原碼。（3）階碼為移碼，尾數(shù)為補碼。 將十進制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進制：x1= 51/128= = 21 * 011B x2= 27/1024= = 25*(）則以上各數(shù)的浮點規(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．設機器數(shù)字長為16位，寫出下列各種情況下它能表示的數(shù)的范圍。 （1）無符號數(shù)； （2）原碼表示的定點小數(shù)。 （4）補碼表示的定點整數(shù)。 （6）浮點數(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）。 （7）浮點數(shù)格式同（6），機器數(shù)采用補碼規(guī)格化形式，分別寫出其對應的正數(shù)和負數(shù)的真值范圍。 231最小負數(shù)= 0，11 111； 111 111，即 （129）180。231 —— 29180。231最小正數(shù)= 1，11 111； 000 001，即 29180。231 ——（129）180。232最小負數(shù)=0，11 111； 000 000，即 1180。231 —— 21180。231 最小正數(shù)=1，00 000； 000 000，即 21180。232 ——（129）180。 [x1]原= 1010；[y1]補= 0100；[z1]反= 1111； [x3]原= 1001；[y3]補= 1001；[z3]反= 1001。 解：（1）A=9/64= 0010B, B= 13/32= 0100B （2）A=19/32= 1100B, B= 17/128= 0001B [A]補= 1100, [B]補= 1111 , [B]補= 0001 [AB]補= + = ——無溢出 AB= 1101B = 93/128B（3）A= 3/16= 1000B, B=9/32= 0100B [A]補= 1000, [B]補= 0100 [A+B]補= + = —— 無溢出A+B= 1100B = 3/32 （4） A= 87= 101 0111B, B=53=110 101B y]補. （2）x=2011（ 010），y=2010（ 111）； 解：先將x、y轉(zhuǎn)換成機器數(shù)形式： （1）x=2011 100，y=2010（ 100）[x]補=1，101； 100, [y]補=1，110； 100 [Ex]補=1,101, [y]補=1,110, [Mx]補= 100, [My]補= 100 1）對階：[DE]補=[Ex]補+[Ey]補 = 11,101+ 00,010=11,111 0，應Ex向Ey對齊，則：[Ex]補+1=11，101+00，001=11，110 = [Ey]補[x]補=1，110； 110 2）尾數(shù)運算： [x+y]補=11，110； 010 = 11，011； 000 （尾數(shù)左規(guī)3次，階碼減3） 4）舍入：無5）溢出：無則：x+y=2101（ 000） xy =2010 010（2）x=2011（）,y=2010（） [x]補=1，101； 110, [y]補=1，110； 0011） 對階：過程同(1)的1），則[x]補=1，110； 111 [Mx]補+[My]補= + （1）= （1） [x+y]補=00，101； 011（1），已是規(guī)格化數(shù) （1）畫出按兩種分組方案的單重分組并行進位鏈框圖，并比較哪種方案運算速度快。 （2）畫出按兩種分組方案的雙重分組并行進位鏈框圖，并對這兩種方案進行比較。 （3）用74181和74182畫出單重和雙重分組的并行進位鏈框圖。 5—5—3—3分組的16位單重分組并行進位鏈框圖如下：（2）4—4—4—。 3=；3=；可見，兩種分組方案最長加法時間相同。（3）單重分組16位并行加法器邏輯圖如下（正邏輯）：注意： 1）74181芯片正、負邏輯的引腳表示方法； 3）181芯片只有最高、最低兩個進位輸入/輸出端，組內(nèi)進位無引腳； 5）單重分組跳躍進位只用到181，使用182的一定是雙重以上分組跳躍進位； 第 章1. 什么叫機器指令？什么叫指令系統(tǒng)？為什么說指令系統(tǒng)與機器的主要功能以及與硬件結(jié)構之間存在著密切的關系？答：參考P300。3. 什么是指令字長、機器字長和存儲字長？答：略。答：零地址指令的操作數(shù)來自ACC，為隱含約定。5. 對于二地址指令而言，操作數(shù)的物理地址可安排在什么地方？舉例說明。8. 某機指令字長16位，每個操作數(shù)的地址碼為6位，設操作碼長度固定，指令分為零地址、一地址和二地址三種格式。此時，K= 24 （N/26 + M/212 ）； 當（N/26 + M/212