计算机组成原理第二版唐朔飞课后习题答案.doc

内容发布更新时间 : 2024/12/23 13:58:32星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

C2=1⊕B7⊕B5⊕B4⊕B2⊕B1=1⊕1⊕0⊕1⊕0⊕1=0 C3=1⊕B6⊕B5⊕B4=1⊕0⊕0⊕1=0 C4=1⊕B3⊕B2⊕B1=1⊕1⊕0⊕1=1

故传送的汉明码为10100011101,若第6位(B5)出错,即接收的码字为10100111101,则

P1=1⊕C1’⊕B7’⊕B6’⊕B4’⊕B3’⊕B1’=1⊕1⊕1⊕0⊕1⊕1⊕1=0 P2=1⊕C2’⊕B7’⊕B5’⊕B4’⊕B2’⊕B1’=1⊕0⊕1⊕1⊕1⊕0⊕1=1 P3=1⊕C3’⊕B6’⊕B5’⊕B4’=1⊕0⊕0⊕1⊕1=1 P4=1⊕C4’⊕B3’⊕B2’⊕B1’=1⊕1⊕1⊕0⊕1=0

P4P3P2P1=0110说明第6位出错,对第6位取反即完成纠错。

21. 为什么在汉明码纠错过程中,新的检测位P4P2P1的状态即指出了编码中错误的信息位?

答:汉明码属于分组奇偶校验,P4P2P1=000,说明接收方生成的校验位和收到的校验位相同,否则不同说明出错。由于分组时校验位只参加一组奇偶校验,有效信息参加至少两组奇偶校验,若果校验位出错,P4P2P1的某一位将为1,刚好对应位号4、2、1;若果有效信息出错,将引起P4P2P1中至少两位为1,如B1出错,将使P4P1均为1,P2=0,P4P2P1=101,

22. 某机字长16位,常规的存储空间为64K字,若想不改用其他高速的存储芯片,而使访存速度提高到8倍,可采取什么措施?画图说明。

解:若想不改用高速存储芯片,而使访存速度提高到8倍,可采取八体交叉存取

技术,8体交叉访问时序如下图:

启动存储体0启动存储体1启动存储体2启动存储体3启动存储体4启动存储体5启动存储体6启动存储体7单体访存周期

23. 设CPU共有16根地址线,8根数据线,并用M/IO作为访问存储器或I/O的控制信号(高电平为访存,低电平为访I/O),WR(低电平有效)为写命令,

RD(低电平有效)为读命令。设计一个容量为

64KB的采用低位交叉编址的8

Ai A0...RAMOECEWE...体并行结构存储器。现有下图所示的存储器芯片和138译码器。Dn D0

画出CPU和存储器芯片(芯片容量自定)的连接图,并写出图中每个存储芯片的地址范围(用十六进制数表示)。

解:8体低位交叉并行存储器的每个存储体容量为64KB/8=8KB,因此应选择8KBRAM芯片,芯片地址线12根(A0-A12),数据线8根(D0-D7),用138译码器进行存储体的选择。设计如下:

+5V。G1G2A。Y7MREQA0A1A2A15.G2BABC74138。。。。Y3Y2Y1Y0..........RAM1......RAM2......RAM3...A3.....RAM0......A0 A12CEOEWED0 D7A0 A12CEA0 A12CEOEWED0 D7A0 A12CEOEWED0 D7A0 A12CEOEWED0 D7CPUD0OEWED0 D7RAM7..................D7..WRRD..........

24. 一个4体低位交叉的存储器,假设存储周期为T,CPU每隔1/4存取周期启动一个存储体,试问依次访问64个字需多少个存取周期?

解:4体低位交叉的存储器的总线传输周期为τ,τ=T/4,依次访问64个字所需时间为:

t=T+(64-1) τ=T+63T/4=16.75T

25. 什么是“程序访问的局部性”?存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理?

答:程序运行的局部性原理指:在一小段时间内,最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问;在空间上,这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区;在访问顺序上,指令顺序执行比转移执行的可能性大 (大约 5:1 )。存储系统中Cache-主存层次和主存-辅存层次均采用了程序访问的局部性原理。

26. 计算机中设置Cache的作用是什么?能否将Cache的容量扩大,最后取代

主存,为什么?

答:计算机中设置Cache的作用是解决CPU和主存速度不匹配问题。

不能将Cache的容量扩大取代主存,原因是:(1)Cache容量越大成本越高,难以满足人们追求低价格的要求;(2)如果取消主存,当CPU访问Cache失败时,需要将辅存的内容调入Cache再由CPU访问,造成CPU等待时间太长,损失更大。

27. Cache做在CPU芯片内有什么好处?将指令Cache和数据Cache分开又有什么好处?

答:Cache做在CPU芯片内主要有下面几个好处:

(1)可提高外部总线的利用率。因为Cache在CPU芯片内,CPU访问Cache时不必占用外部总线。

(2)Cache不占用外部总线就意味着外部总线可更多地支持I/O设备与主存的信息传输,增强了系统的整体效率。

(3)可提高存取速度。因为Cache与CPU之间的数据通路大大缩短,故存取速度得以提高。

将指令Cache和数据Cache分开有如下好处:

1)可支持超前控制和流水线控制,有利于这类控制方式下指令预取操作的完成。

2)指令Cache可用ROM实现,以提高指令存取的可靠性。

3)数据Cache对不同数据类型的支持更为灵活,既可支持整数(例32位),也可支持浮点数据(如64位)。

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