存储器12. 画出用 1024×4 位的存储芯片组成一个容量为 64K×8 位的存储器逻辑框图要求将 64K 分成 4 个页面，每个页面分 16 组，指出共需多少片存储芯片解：设采用 SRAM 芯片，则：总片数 = （64K×8 位） / （1024×4 位）= 64×2 = 128 片题意分析：本题设计的存储器结构上分为总体、页面、组三级，因此画图时也应分三级画首先应确定各级的容量：页面容量 = 总容量 / 页面数 = 64K×8 / 4 = 16K×8 位，4 片 16K×8字串联成 64K×8 位组容量 = 页面容量 / 组数 = 16K×8 位 / 16 = 1K×8 位，16 片 1K×8位字串联成 16K×8 位组内片数 = 组容量 / 片容量 = 1K×8 位 / 1K×4 位 = 2 片，两片 1K×4位芯片位并联成 1K×8 位存储器逻辑框图：（略） 14. 某 8 位微型机地址码为 18 位，若使用 4K×4 位的 RAM 芯片组成模块板结构的存储器，试问：（1）该机所允许的最大主存空间是多少？（2）若每个模块板为 32K×8 位，共需几个模块板？（3）每个模块板内共有几片 RAM 芯片？（4）共有多少片 RAM？（5）CPU 如何选择各模块板？解：（1）该机所允许的最大主存空间是：2 18 × 8 位 = 256K×8 位 = 256KB（2）模块板总数 = 256K×8 / 32K×8 = 8 块（3）板内片数 = 32K×8 位 / 4K×4 位 = 8×2 = 16 片（4）总片数 = 16 片×8 = 128 片（5）CPU 通过最高 3 位地址译码输出选择模板，次高 3 位地址译码输出选择芯片。
地址格式分配如下：模板号 （ 3 位 ） 芯片号 （ 3 位 ） 片内地址 （ 1 2 位 ）15. 设 CPU 共有 16 根地址线，8 根数据线，并用 （低电平有效）作访MREQ存控制信号， 作读写命令信号（高电平为读，低电平为写） 现有下列存W/R储芯片：ROM（2K×8 位，4K×4 位，8K×8 位） ，RAM （1K×4 位，2K×8 位，4K×8 位） ，及 74138 译码器和其他门电路（门电路自定） 试从上述规格中选用合适芯片，画出 CPU 和存储芯片的连接图要求：（1）最小 4K 地址为系统程序区， 4096~16383 地址范围为用户程序区2）指出选用的存储芯片类型及数量3）详细画出片选逻辑解：（1）地址空间分配图：系统程序区（ROM 共 4KB）：0000H-0FFFH用户程序区（RAM 共 12KB）：1000H-3FFFH（ 2）选片：ROM ：选择 4K×4 位芯片 2 片，位并联RAM：选择 4K×8 位芯片 3 片，字串联(RAM1 地址范围为:1000H-1FFFH,RAM2 地址范围为 2000H-2FFFH, RAM3 地址范围为:3000H-3FFFH) （ 3）各芯片二进制地址分配如下：A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0ROM1,2 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0RAM1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0RAM2 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0RAM3 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1CPU 和存储器连接逻辑图及片选逻辑如下图(3)所示：C P UR O M 1 R A M 1 R A M 2 R A M 37 4 1 3 8R O M 2D 0D 3D 4D 7A 1 1A 0A 1 5A 1 4A 1 3A 1 2G 1ABC. . .. . .. . .. . .. . .O EO EC S C SR / W R / W R / W C S. . . . . . . . . . . . . . .......R / WM R E QP D / P R O GG 2 BG 2 AY 7Y 3Y 2Y 1Y 0...图（3）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28. 设主存容量为 256K 字，Cache 容量为 2K 字，块长为 41）设计 Cache 地址格式，Cache 中可装入多少块数据？（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5）若存储字长为 32 位，存储器按字节寻址，写出上述三种映射方式下主存的地址格式解：（1）Cache 容量为 2K 字，块长为 4，Cache 共有2K/4=211/22=29=512 块，Cache 字地址 9 位，字块内地址为 2 位因此，Cache 地址格式设计如下：Cache 字块地址（9 位） 字块内地址（2位）（2）主存容量为 256K 字=2 18 字，主存地址共 18 位，共分 256K/4=216块，主存字块标记为 18-9-2=7 位直接映射方式下主存地址格式如下：主存字块标记（7 位） Cache 字块地址（9 位） 字块内地址（2位）（3）根据四路组相联的条件，一组内共有 4 块，得 Cache 共分为512/4=128=27 组，主存字块标记为 18-7-2=9 位，主存地址格式设计如下：主存字块标记（9 位） 组地址（7 位） 字块内地址（2位）（4）在全相联映射方式下，主存字块标记为 18-2=16 位，其地址格式如下：主存字块标记（16 位） 字块内地址（2位）（5）若存储字长为 32 位，存储器按字节寻址，则主存容量为256K*32/4=221B，Cache 容量为 2K*32/4=214B，块长为 4*32/4=32B=25B，字块内地址为 5 位，在直接映射方式下，主存字块标记为 21-9-5=7 位，主存地址格式为：主存字块标记（7 位） Cache 字块地址（9 位） 字块内地址（5位）在四路组相联映射方式下，主存字块标记为 21-7-5=9 位，主存地址格式为：主存字块标记（9 位） 组地址（7 位） 字块内地址（5位）在全相联映射方式下，主存字块标记为 21-5=16 位，主存地址格式为：主存字块标记（16 位） 字块内地址（5位）30. 一个组相连映射的 CACHE 由 64 块组成，每组内包含 4 块。
主存包含4096 块，每块由 128 字组成，访存地址为字地址试问主存和高速存储器的地址各为几位？画出主存地址格式解：cache 组数： 64/4=16 ，Cache 容量为： 64*128=213 字，cache 地址13 位主存共分 4096/16=256 区，每区 16 块主存容量为：4096*128=2 19 字，主存地址 19 位，地址格式如下：主存字块标记（8位）组地址（4 位） 字块内地址（7 位）第 6 章 计算机的运算方法19. 设机器数字长为 8 位（含 1 位符号位） ，用补码运算规则计算下列各题 1）A=9/64， B=-13/32，求 A+B 2）A=19/32，B=-17/128 ，求 A-B 3）A=-3/16，B=9/32 ，求 A+B 4）A=-87 ，B=53，求 A-B 5）A=115，B=-24，求 A+B 解：（1）A=9/64= 0.001 0010B, B= -13/32= -0.011 0100B[A]补=0.001 0010, [B]补=1.100 1100[A+B]补= 0.0010010 + 1.1001100 = 1.1011110 ——无溢出A+B= -0.010 0010B = -17/64（ 2）A=19/32= 0.100 1100B, B= -17/128= -0.001 0001B[A]补=0.100 1100, [B]补=1.110 1111 , [-B]补=0.001 0001[A-B]补= 0.1001100 + 0.0010001= 0.1011101 ——无溢出A-B= 0.101 1101B = 93/128B（3）A= -3/16= -0.001 1000B, B=9/32= 0.010 0100B[A]补=1.110 1000, [B]补= 0.010 0100[A+B]补= 1.1101000 + 0.0100100 = 0.0001100 —— 无溢出A+B= 0.000 1100B = 3/32（4） A= -87= -101 0111B, B=53=110 101B[A]补=1 010 1001, [B]补=0 011 0101, [-B]补=1 100 1011[A-B]补= 1 0101001 + 1 1001011 = 0 1110100 —— 溢出（5）A=115= 111 0011B, B= -24= -11 000B[A]补 =0 1110011, [B]补=1，110 1000[A+B]补= 0 1110011 + 1 1101000 = 0 1011011——无溢出A+B= 101 1011B = 9120. 用原码一位乘、两位乘和补码一位乘（Booth 算法） 、两位乘计算 x·y。
1）x= 0.110 111，y= -0.101 110；（2）x= -0.010 111，y= -0.010 101；（3）x= 19，y= 35；（4）x= 0.110 11， y= -0.111 01解：先将数据转换成所需的机器数，然后计算，最后结果转换成真值1）[x] 原 =0.110111，[y] 原 =1.101110，x*=0.110111 ， y*=0.101110原码一位乘：部分积 乘数 y* 说明0.000 000+0.000 000101 110 部分积初值为 0，乘数为 0 加 00.000 000 0.000 000+0.110 111010 111右移一位乘数为 1，加上 x*0.110 1110.011 011+0.110 111101 011右移一位乘数为 1，加上 x* 1.010 0100.101 001+0.110 111010 101右移一位乘数为 1，加上 x*1.100 0000.110 000+0.000 000001 010右移一位乘数为 0，加上 00.110 0000.011 000+0.110 111000 101右移一位乘数为 1，加上 x*1.001 1110.100 111 100 010右移一位即 x*×y*=0.100 111 100 010，z0=x0 y0=0 1=1，[x×y]原 =1.100 111 100 010，x·y= -0. 100 111 100 010原码两位乘：[-x*] 补 =1.001 001，2x*=1.101 110部分积 乘数 y* Cj 说明000 . 000 000+001 . 101 11000 101 1100 部分积初值为 0，C j=0根据 yn-1ynCj=100，加 2x*，保持 Cj。