第五章
5.1 说明主存储器的组成，并比较SRAM和DRAM有什么不同之处？为什么DRAM的地址一般要分两次接收？
略。
5.2 有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内是128×128结构）构成，存储器读/写周期为500ns，问：
（1）需要多少片DRAM芯片？
（2）采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？
（3）如果用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少时间？ 答：（１）64;
（２）15.625微秒 （３）64微秒
5.3 某机字长16 位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址，CPU 的控制信号线有：MREQ#（存储器访问请求，低电平有效），R/W#（读写控制，低电平为写信号，高电平为读信号）。试问：
（1）该机可以配备的最大主存容量为 。
（2）该机主存采用64K×1bit的DRAM芯片（内部为4个128×128阵列）构成最大主存空间，则共需 个芯片；若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为 。
（3）若为该机配备2K×16位的Cache，每块8字节，采用2路组相联映象，试写出对主存地址各个字段的划分（标出各个字段的位数）；若主存地址为462EH，则该地址可映象到Cache的哪一组？
（4）已知该机已有8K×16位的ROM存储器，地址处于主存的最高端；现在再用若干个16K×8位的SRAM芯片形成128K×16位的RAM存储区域，起始地址为00000H，假设SRAM芯片有CS#（片选，低电平有效）和WE#（写使能，低电平有效）信号控制端；试写出RAM、ROM的地址范围，并画出SRAM、ROM与CPU的连接图，请标明SRAM芯片个数、译码器的输入输出线、地址线、数据线、控制线及其连接。
答：（１）256KW
（２）64, 15.625微秒
（３） 高位字块标记(８位) 组地址(８位) 块内地址(２位) （４）略
5.4 设有一个4体交叉存储器，在使用时经常遇到连续访问同一个存储
1
体的情况，会产生怎样的结果？
答：存储器带宽降低。
5.5 某计算机的存储系统由Cache、主存和用于虚拟存储的磁盘组成。CPU总是从Cache中获取数据。若所访问的字在Cache中，则存取它只需要20ns，将所访问的字从主存装入Cache需要60ns，而将它从磁盘装入主存则需要1200?s。假定Cache的命中率为90%，主存的命中率为60%，计算该系统访问一个字的平均存取时间。
答：48.0098?s
5.6 CPU执行一段时间时，cache完成存取的次数为3900次，主存完成的存取次数为100次，已知cache的存储周期为40ns，主存的存储周期为240ns。求cache/主存系统的效率和平均访问时间？
答：e=8/9=89% Ta=45ns
5.7 某处理器包含一片内Cache，容量为8K字节，且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。当Cache未命中时，以分组方式从主存读取4个字到Cache，假定主存容量为16M字节。请说明：
（1）Cache共分多少组？
（2）写出主存的字节地址的格式，并说明地址格式中的不同字段的作用和位数；
答：(1) 128组;
(2) 高位字块标记(13位) 组地址(7位) 块内地址(4位)
5.8 计算机主存容量为256K字，Cache为8K字。主存与Cache之间按组相联映射，Cache的每组有4个行，每行有64个字。假设开始时Cache为空，CPU按顺序从主存地址为0，1，2，… ，8447单元执行“取“操作（不命中时，采用将主存中含有该字的块送入Cache后，再从Cache中把需要的字读出送CPU的方法），然后又重复执行20次。设Cache存取时间为主存的1/10。替换使用LRU算法，请计算上述操作总的存取时间与不用Cache相比，速度提高多少倍？
答：约4.965倍
5.9 简述虚拟存储器的含义和作用。 略。
习题六
6．1 指令包括哪几部分？各表示什么含意？ 略
2
6．2 在一地址指令、二地址指令中，如何指定二个操作数地址？如何存放操作结果？
略。
简述指令操作码的扩展技术的基本方法。 略。
某机器字长16位，采用单字长指令，每个地址码6位。试采用操作码扩展技术，设计14条二地址指令，80条一地址指令，60条零地址指令。请给出指令编码示意图。
6．3 6．4
1．（7分） ? 14条双地址指令： 操作码（4位） 地址码A1(6位) 地址码A2(6位) 操作码: 000000～001101
? 80条单地址指令： 操作码（10位） 地址码A（6位） 操作码:1110××××××（64条中可选择前63条） 1111××××××（64条中可选择前17条） ? 60条零地址指令： 操作码（16位） 操作码: 1111111111××××××（64条中选择60个编码即可）
其他编码方案，只要符合操作码扩展技术都可以 6．5 6．6
什么是指令字长？什么是机器字长？它们之间有何关系？ 略：
确定寻址方式的目的是什么？ 略
6．7
请说明间接寻址和直接寻址的不同。
略。 6．8 略。 6．9
单项选择题
简述变址寻址和基址寻址的主要区别。
（1）寄存器间接寻址方式中，操作数在（ ）中。
A. 程序计算器 B. 堆栈 C. 寄存器 D. 主存
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答：D
（2）堆栈常用于（ ）。
A. 数据移位 B. 程序转移 C. 保护程序现场 D. 输入、输出 答：C
（3）单地址指令中，为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的一
个操作数外，另一个数常需采用（ ）。
A．堆栈寻址 B. 立即寻址 C. 隐含寻址 D. 间接寻址
答：C
（4）用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为（ ）
A．直接寻址 B. 间接寻址 C. 寄存器直接寻址 D. 寄存器间
接寻址
（5）指令中采用不同的寻址方式，其主要目的是（ ）。
A. 可以实现操作码的扩展 B. 实现存储程序和程序控制 C. 缩短指令长度、扩大寻址空间、提高编程的灵活性。 D. 降低指令译码的难度。 答：C
（6）指令寻址和数据寻址的不同在于（ ）。 A. 前者是访问存储器，后者是访问寄存器。 B. 前者是确定程序转移地址，后者取操作数。 C. 前者是确定程序顺序执行，后者是取操作数地址。 D. 前者是短指令，后者是长指令。 答：C
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（7）变址寻址方式中，操作数的有效地址为（ ）。
A. 程序计数器的内容加上形式地址。 B. 基址寄存器的内容加上形式地址。
C. 变址寄存器的内容加上形式地址。 D. 变址寄存器的内容加上基址寄存器的内容 答：Ｃ
（8）CISC指令系统与RISC指令系统相比具有（ ）等特点。 A. 前者指令条数少，后者指令条数多。 B. 前者执行速度慢，后者执行速度快。
C. 前者有利于编译生成优化代码，后者不便于编译。 D. 前者指令功能简单，后者指令功能复杂。 答：B
6．10 某机16位字长指令格式如下：
M OP D 5位 3位 8位
其中：D是形式地址，采用补码表示（包括一位符号位）；
M是寻址方式 M=0 立即寻址；
M=1 直接寻址（这时D为地址，是无符号数）； M=2 间接寻址；
M=3 变址寻址（变址寄存器RI，16位）；
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