计算机组成原理第三章【存储系统】课后作业解析【MOOC答案】

喜欢ヅ旅行 2022-11-21 04:11 217阅读 0赞

***目   录***

第1题

第2题

第3题

第4题

第5题

--------------------

# 第1题 #

> 1
> 
> ( 26分 )
> 
> 解释概念：Cache、主存、辅存、虚存、RAM、SRAM、DRAM、ROM、MROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory(每个2分)。

> 得分指导：
> 
> Cache：高速缓冲存储器，位于CPU内部的一块小容量高速存储器，用于解决CPU和主存之间速度不匹配问题
> 
> 主存：主存储器，用于存放正在执行的程序和数据。CPU可以直接进行随机读写，访问速度较高
> 
> 辅存：辅助存储器，用于存放用户所有的程序和数据。CPU不可以直接进行读写，访问速度较慢
> 
> 虚存：虚拟存储器，辅存上用于模拟主内存存放正在运行的程序和数据的存储空间。
> 
> RAM：半导体随机存取存储器，信息能够随机读出和写入
> 
> SRAM：静态半导体随机存取存储器，用来做为Cache
> 
> DRAM：动态半导体随机存取存储器，用来做为主存
> 
> ROM：只读存储器，信息只能读出不能写入
> 
> MROM：掩膜式半导体只读存储器。由芯片制造商在制造时写入内容，以后只能读出而不能写入
> 
> PROM：可编程只读存储器，由用户根据需要确定写入内容，只能写入一次
> 
> EPROM：光擦可编程只读存储器。擦除依靠紫外线或者X射线照射芯片玻璃窗口通过电荷泄露来实现
> 
> EEPROM：电擦写可编程只读存储器。擦除依靠特定的擦除电压来实现
> 
> Flash Memory：闪速存储器。或称快擦型存储器。是EEPROM的升级产品

# 第2题 #

> 2
> 
> ( 14分 )
> 
> 某机字长为32位，其存储容量是64KB，按字编址它的寻址范围是多少？（4分）按字节编址它的寻址范围是多少？（4分）试画出主存按字地址和按字节地址的内存地址分配图（6分）。

> 得分指导：
> 
> 按字编址的寻址范围就是0000H～3FFFH
> 
> 按字节编址的寻址范围就是0000H～FFFFH
> 
> ![7dfef2b223b2c82c64ce2c2cd61c3e17.png][]

# 第3题 #

> 3
> 
> ( 20分 )
> 
> 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8片8K×8位的RAM芯片与CPU相连，试回答：
> 
> （1）用74138(3:8译码器)画出CPU与存储芯片的连接图(8分)；
> 
> （2）写出每片RAM的地址范围（8分）；
> 
> （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分）。

> 得分指导：
> 
> （1）
> 
> ![f83395d469cbb6771ba8cacb2f950902.png][]
> 
> （2）地址空间分配(每个1分)：
> 
>         RAM0：0000H——1FFFH
> 
>         RAM1：2000H——3FFFH
> 
>         RAM2：4000H——5FFFH
> 
>         RAM3：6000H——7FFFH
> 
>         RAM4：8000H——9FFFH
> 
>         RAM5：A000H——BFFFH
> 
>         RAM6：C000H——DFFFH
> 
>         RAM7：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：RAM5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，可能的情况有：
> 
> 1）RAM5的CS端与MREQ端错连或短路；
> 
> 2）RAM5的CS端与地线错连或短路。

# 第4题 #

> 4
> 
> ( 20分 )
> 
> 设主存按字编址，容量为256K字，Cache容量为2K字，块长为4个字（每个5分）。
> 
> （1）设计Cache地址格式。
> 
> （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。

> 得分指导：
> 
> ![8de1c0096c9287a653edb163a237d653.png][]

# 第5题 #

> 5
> 
> ( 20分 )
> 
> 设主存和Cache均按字节编址，主存容量为1MB，采用直接映射方式的Cache容量为16KB，块长为4，每字32位。试问主存地址为ABCDEH的存储单元在Cache中的什么位置？

> 得分指导：
> 
> ![0390fcfabf01db013acf3082c6546076.png][]

[7dfef2b223b2c82c64ce2c2cd61c3e17.png]: /images/20221120/e4a1e337460f4003bd1574983536776a.png
[f83395d469cbb6771ba8cacb2f950902.png]: /images/20221120/94e89520896848529b5dab734180589a.png
[8de1c0096c9287a653edb163a237d653.png]: /images/20221120/444d0060001940328b9bd5c301a02957.png
[0390fcfabf01db013acf3082c6546076.png]: /images/20221120/96ad86fdc92c451ea038547c5013940b.png