计算机组成原理 第三章【存储系统】课后作业解析【MOOC答案】
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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
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)
(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:
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:
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