计算机组成原理第3章习题参考答案解析.doc
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在计算机组成原理中,存储器的设计与组织是一个关键部分。以下是对给定文件中习题解答的详细解析: 1. 对于一个具有20位地址和32位字长的存储器: - (1) 存储容量计算:20位地址可以表示2^20个地址,即1048576个存储单元,每个存储单元32位,所以总共能存储32 * 1048576 = 33554432位,换算成字节是4194304字节,即4MB。 - (2) 使用512K×8位SRAM芯片组成时,每个芯片存储容量为512K * 8位 = 4194304位。要构成32位字长,每4片组合成一个32位存储单元,因此需要的芯片数量为4194304 / (4 * 4194304) = 2^10 = 1024片。 - (3) 由于1024片芯片可以分为2^10组,所以需要10位地址进行芯片选择,但题目中提到只需一位最高位地址,这意味着剩下的9位地址可能用于内部寻址。 2. 对于64位机主存,地址码为26位,使用4M×8位DRAM芯片: - (1) 存储器最大容量为2^26 * 8位 = 67108864位。若每个存条为16M×64位,即16 * 2^20 * 64位,所以需要存条数为67108864 / (16 * 2^20 * 64) = 2个存条。 - (2) 每个存条包含的DRAM芯片数为16M / 4M = 4个。 - (3) 主存共需67108864 / (4M * 8) = 2^12 = 4096个DRAM芯片。CPU通过最高两位地址A24和A25进行存条选择。 3. 用16K×8位DRAM芯片构建64K×32位存储器: - (1) 需要的芯片数量为64K * 32位 / (16K * 8位) = 16个芯片,每4片形成一个32位字,所以需要4组。地址线A0至A13用于内部地址,A14和A15通过2:4译码器选择4组中的某一组。 - (2) 对于刷新策略,采用异步刷新方式较为合适,因为集中式刷新会导致较长时间的不可访问,而分散式刷新可能与CPU访问需求冲突。采用异步刷新,两次刷新最大间隔为15.5μs,全部刷新时间约1.984ms。 4. 1024K×32位存储器由128K×8位DRAM芯片组成: - (1) 需要的芯片数量为1024K * 32位 / (128K * 8位) = 8片,每4片组成一组,共2组。 - (2) 组成框图未提供,通常会包括2:1的字长扩展和4:1的容量扩展,地址线A0至A11用于内部寻址,A12至A19通过2:4译码器选择4组之一。 - (3) 刷新信号周期为8ms / 512 = 15.5μs。 5. 使用256K×16位SRAM芯片构建1024K×32位存储器: - 需要8片芯片,分为4组,每组2片,地址线A19至A0分别对应20位地址,A17至A0对应18位地址,通过字长位数扩展和字单元数扩展结合实现。 - 控制端CS用于片选,W/R用于读写操作,W/R=1为读,W/R=0为写。 综上所述,这些习题主要涵盖了存储器容量计算、存储器组织、地址线分配、芯片扩展、以及刷新策略等计算机组成原理的重要概念。理解这些知识点对于掌握计算机硬件系统的基础至关重要。
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