《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》練習(xí)題五

《計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)》練習(xí)題五一、簡(jiǎn)答題說(shuō)明計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可分為：微程序機(jī)器級(jí)，傳統(tǒng)機(jī)器級(jí)（或稱機(jī)器語(yǔ)言級(jí)），操作系統(tǒng)機(jī)器級(jí)，匯編語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器級(jí)，應(yīng)用語(yǔ)言機(jī)器級(jí)。DRAM存儲(chǔ)器為什么要刷新？DRAM存儲(chǔ)器采用何種方式刷新？有哪幾種常用的刷新方式？DRAM存儲(chǔ)元是通過(guò)柵極電容存儲(chǔ)電荷來(lái)暫存信息。由于存儲(chǔ)的信息電荷終究是有泄漏的，電荷數(shù)又不能像SRAM存儲(chǔ)元那樣由電源經(jīng)負(fù)載管來(lái)補(bǔ)充，時(shí)間一長(zhǎng)，信息就會(huì)丟失。為此必須設(shè)法由外界按一定規(guī)律給柵極充電，按需要補(bǔ)給柵極電容的信息電荷，此過(guò)程叫“刷新”。DRAM采用讀出方式進(jìn)行刷新。因?yàn)樽x出過(guò)程中恢復(fù)了存儲(chǔ)單元的MOS柵極電容電荷，并保持原單元的內(nèi)容，所以讀出過(guò)程就是再生過(guò)程。常用的刷新方式由三種：集中式、分散式、異步式。一個(gè)較完整的指令系統(tǒng)應(yīng)包括哪幾類指令？包括：數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、程序控制指令、輸入輸出指令、堆棧指令、字符串指令、特權(quán)指令等。請(qǐng)說(shuō)明SRAM的組成結(jié)構(gòu)，與SRAM相比，DRAM在電路組成上有什么不同之處？SRAM存儲(chǔ)器由存儲(chǔ)體、讀寫電路、地址譯碼電路、控制電路組成，DRAM還需要有動(dòng)態(tài)刷新電路。二、計(jì)算題1、已知某RAM芯片的存儲(chǔ)容量為16KB，ROM芯片的存儲(chǔ)容量為4K×8位，問(wèn)每種存儲(chǔ)芯片的地址線和數(shù)據(jù)線分別為多少？解：RAM芯片：地址線14根，數(shù)據(jù)線8根ROM芯片：地址線12根，數(shù)據(jù)線8根2、分別用8KB和16K×8位的RAM芯片構(gòu)成48KB的存儲(chǔ)器，各需要多少片？解：8KB芯片：6片、16K×8位芯片：3片3、已知Intel6264RAM芯片的存儲(chǔ)容量為8KB,要求選用5片6264RAM芯片接在系統(tǒng)中，地址范圍從F0000H開始，選用74LS138三一八譯碼器及邏輯門電路，通過(guò)全譯碼方式譯碼產(chǎn)生片選，試設(shè)計(jì)出譯碼電路，并計(jì)算出每個(gè)片選的地址范圍。解:M口出MMlV，F(xiàn)印機(jī)用JFFF汗HF@001MFFF

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FfinOO徐FTfFF*F即加HJFgFFF三、應(yīng)用題1. （10分）已知某機(jī)采用微程序控制方式，其存儲(chǔ)器容量為512×48（位），微程序在整個(gè)控制存儲(chǔ)器中實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移，可控制微程序的條件共4個(gè)，微指令采用水平型格式，后繼微指令地址采用斷定方式，如圖所示：微命令字段判別測(cè)試字段下地址字段I-操作控制一順序控制（1）微指令中的三個(gè)字段分別應(yīng)多少位？（2） 畫出對(duì)應(yīng)這種微指令格式的微程序控制器邏輯框圖o.解：（1）假設(shè)判別測(cè)試字段中每一位為一個(gè)判別標(biāo)志，那么由于有4個(gè)轉(zhuǎn)移條件，故該字段為4位，（如采用字段譯碼只需3位），下地址字段為9位，因?yàn)榭刂迫萘繛?12單元，微命令字段是（48-4-9）=35位。（2）對(duì)應(yīng)上述微指令格式的微程序控制器邏輯框圖B1.2如下：其中微地址寄存器對(duì)應(yīng)下地址字段，P字段即為判別測(cè)試字段，控制字段即為微命令子段，后兩部分組成微指令寄存器。地址轉(zhuǎn)移邏輯的輸入是指令寄存器OP碼，各狀態(tài)條件以及判別測(cè)試字段所給的判別標(biāo)志（某一位為1）,其輸出修改微地址寄存器的適當(dāng)位數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)微程序的分支轉(zhuǎn)移。圖B1.2. （10分）某機(jī)用于生產(chǎn)過(guò)程中的溫度數(shù)據(jù)采集，每個(gè)采集器含有8位數(shù)據(jù)緩沖寄存器一個(gè)，比較器一個(gè)，能與給定范圍比較，可發(fā)出“溫度過(guò)低”或“溫度過(guò)高”的信號(hào)，如圖BLl所示。主機(jī)采用外設(shè)單獨(dú)編址，四個(gè)采集器公用一個(gè)設(shè)備碼，共用一個(gè)接口，允許采用兩種方式訪問(wèn)：定期巡回檢測(cè)方式，主機(jī)可編程指定訪問(wèn)該設(shè)備中的某一采集器。（2）中斷方式，當(dāng)采集溫度比給定范圍過(guò)底或過(guò)高時(shí)能提出隨機(jī)中斷請(qǐng)求，主機(jī)應(yīng)能判別是哪一個(gè)采集器請(qǐng)求，是溫度過(guò)低或過(guò)高。請(qǐng)擬定該接口中有哪些主要部件（不要求畫出完整的連線圖），并概略說(shuō)明在兩種方式下的工作原理。這局過(guò)低1I緩凈寄存器一^lJ∑?允許最高溫度謖度做胃2.解：數(shù)據(jù)采集接口方案設(shè)計(jì)如圖B1.4所示?，F(xiàn)結(jié)合兩種工作方式說(shuō)明上述部件的工作。（1）定期檢尋方式主機(jī)定期以輸出指令DOA、設(shè)備碼；（或傳送指令）送出控制字到A寄存器，其中用四位分別指定選中的緩沖寄存器（四個(gè)B寄存器分別與四個(gè)采集器相應(yīng)）。然后,主機(jī)以輸入指令DIA、設(shè)備碼；（或傳送指令）取走數(shù)據(jù)。（2）中斷方式比較結(jié)果形成狀態(tài)字A,共8位，每二位表示一個(gè)采集器狀態(tài)：00正常，01過(guò)低，10過(guò)高。有任一處不正常（A中有一位以上為“1”）都將通