组成原理复习1 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/17 7:21:49星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

计算部分复习

运算方法和运算器

1、用补码运算方法求X+Y。

(1) X=0.1001,Y=0.1100 (2)X=-0.0100,Y=0.1001

解析:

采用补码实现加减法可简化运算,运算时无需单独处理符号位,符号位和数值位同时参与运算,即可得到结果的补码形式。但要注意检测运算的溢出,常用的检测方法是采用双符号位法。

(1)[X]补=00.1001 (2)[X]补=11.1100 + [Y]补=00.1100 +[Y]补=00.1001 [X+Y]补=01.0101 [X+Y]补=00.0101

(1)两个符号位的组合为“01”,结果发生上溢; (2)两个符号位的组合为“00”,结果正确,X+Y=+0.0101

2、用补码运算方法求X-Y。

(1) X=-0.0100,Y=0.1001 (2)X=-0.1011,Y=-0.1010

解析:

由[Y]补求[-Y]补的方法是:连符号位在内,将[Y]补按位取反,末位加1,即得到[-Y]补。补码减法运算实际上还是做加法运算,把X-Y变成[X]补+[-Y]补。本例仍使用双符号位法检测溢出。

(1)[X]补=11.1100 (2) [X]补=11.0101 + [-Y]补=11.0111 + [-Y]补=00.1010 [X-Y]补=11.0011 [X-Y]补=11.1111

(1)两个符号位的组合为“11”,结果正确,X-Y=-0.1101; (2)两个符号位的组合为“11”,结果正确,X-Y=-0.0001.

存储器

3、某机主存储器有16位地址,每个存储单元有8位,问:

①如果用1K×4位的RAM芯片构成该存储器,需要多少片芯片? ②该存储器能存放多少字节的信息? ③片选逻辑需要多少位地址?

解析:

①存储器有16位地址,所以容量为64K个存储单元,每存储单元占8位。因此需要的芯片数为:(64K / 1K)×(8 / 4)= 64×2 = 128(片)。 ②该存储器能存放64K字节的信息。

③存储器在字方向上扩展了64=26倍,因而片选逻辑需要6位地址。存储器共16位地址,

而芯片共有1K=1024=210个单元,所以芯片内地址位数为10位, 剩下16-10=6位地址正好用于片选逻辑。

4、用64K×1位的DRAM芯片构成256K×8位的存储器,要求: ①计算所需芯片数

②采用异步刷新方式,如每单元刷新间隔不超过2ms,则刷新信号周期是多少? ③如采用集中刷新方式,存储器刷新一遍最少用多少读/写周期?

解析:

① 该存储器所需芯片数:(256K / 64K)×(8 / 1)= 32(片)。

② DRAM芯片的容量为64K×1位,假定芯片内部只有一个位平面,则存储阵列的结构为256×256,则存储器刷新一遍至少需要256次刷新操作。若采用异步刷新方式,则相邻两次刷新的时间]间隔为2ms/256≈7.8μs,所以,刷新信号周期应为7.8μs。 ③ 若采用集中刷新方式,则存储器刷新一遍最少用256个读/写周期。

注1:DRAM芯片的内部结构可从手册中查出。如不知芯片的内部结构,按惯例可将芯片按n×n的结构处理,本例是64 K×1的芯片,则存储器刷新一遍需要256次刷新操作。 注2:若由四个128×128的矩阵构成,则刷新时4个存储矩阵同时对128个记忆单元进行操作。整个存储器刷新一遍只需要128次刷新操作。

5、某计算机主存8M字节,分成4096个主存块,Cache有64K字节,采用直接映射方式。请问:

① Cache有多少个字块?

② Cache的字块内地址为多少位? ③ Cache的字块地址为多少位?

解析:

假设主存按字节编址,则:

① 每字块大小为:8MB / 4096 = 2K字节,故 Cache有64KB / 2KB = 32个字块。 ② 由于每字块大小为2KB,故Cache的字块内地址为11位。

③ 因为采用直接映射技术,Cache共有32个字块,故Cache 的字块地址为5位。

12、某机器中,已知配有一个地址空间为0000H~3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片(8K×8)形成40K×16位的RAM区域,起始地为6000H。假设RAM芯片有和信号控制端。CPU的地址总线为A15~A0,数据总线为D15~D0 ,控制信号为WR(读/写)、

MREQ(访存),要求:①画出地址译码方案。②将ROM与RAM同CPU连接。

12、解:

①地址译码方案:

0000~3FFF:ROM 16K 4000~5FFF:空闲 8K 6000~FFFF:RAM 40K ②ROM与RAM同CPU连接图如图3-4-1所示。

MREQA15~A1374138Y0Y1Y3……A12~A0R/WCPUCS8Kx16ROMCS8Kx16ROMCS8Kx8RAM(1)D15~D8CS8Kx8RAM(2)D7~D0CS8Kx8RAM(9)D15~D8CS8Kx8RAM(10)D7~D0Y7……D15~D0

图3-4-1 CPU与存储器连接图

13、用32K×8位的EPROM芯片组成128K×l6位的只读存储器,试问: ①数据寄存器多少位? ②地址寄存器多少位?

③共需多少个EPROM芯片? ④画出此存储器的组成框图。 13、解:

①数据寄存器16位。 ②地址寄存器17位。 ③共需8个EPROM芯片 ④组成框图如图3-4-2所示。