整理人：杜鹏

0 0000 0000 0000 0000 ～ 0 0011 1111 1111 1111 A16A15A14＝000 ROM 1片 0 0100 0000 0000 0000 ～ 0 1111 1111 1111 1111 备用区

1 0000 0000 0000 0000 ～ 1 0011 1111 1111 1111 A16A15A14＝100 16KRAM 第1片 1 0100 0000 0000 0000 ～ 1 0111 1111 1111 1111 A16A15A14＝101 16KRAM 第2片 1 1000 0000 0000 0000 ～ 1 1011 1111 1111 1111 A16A15A14＝110 16KRAM 第3片

1 1100 0000 0000 0000 ～ 1 1110 1111 1111 1111 A16A15A14＝111 A13A12≠11 12KRAM 第4片

1 1111 0000 0000 0000 ～ 1 1111 1111 1111 1111 A16A15A14＝111 A13A12＝11 4K I/O设备区

0 0000 0000 0000 0000 ～ 0 0011 1111 1111 1111 00000H ～ 03FFFH 0 0100 0000 0000 0000 ～ 0 1111 1111 1111 1111 04000H ～ 0FFFFH 1 0000 0000 0000 0000 ～ 1 0011 1111 1111 1111 10000H ～ 13FFFH 1 0100 0000 0000 0000 ～ 1 0111 1111 1111 1111 14000H ～ 17FFFH 1 1000 0000 0000 0000 ～ 1 1011 1111 1111 1111 18000H ～ 1BFFFH 1 1100 0000 0000 0000 ～ 1 1110 1111 1111 1111 1C000H ～ 1EFFFH 1 1111 0000 0000 0000 ～ 1 1111 1111 1111 1111 1F000H ～ 1FFFFH ⑶ 主存芯片与CPU的连接逻辑图

ROM RAM RAM RAM RAM A13～A0 R/W 3—8译码器 MEMR EN A16 A15 A14 C B A D7～D0 A13 A12

4.9 已知某8位机的主存采用4K×4位的SRAM芯片构成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，该机地址总线为18位，问： （1）若每个模块板为32K×8位，共需几个模块板？ （2）每个模块板内共有多少块4K×4位的RAM芯片？请画出一个模块板内各芯片连接的逻辑框图。

（3）该主存共需要多少4K×4位的RAM芯片？CPU如何选择各个模块板？ 答：

（1）主存总容量 218×8＝256K×8，∵每个模块板为32K×8位，∴ 共需256K/32K＝8个模块板。

（2）每个模块板内共有32K×8位/4K×4位＝16片RAM芯片。 一个模块板内各芯片连接的逻辑框图：

RAM0 RAM1 RAM2 RAM3 RAM4 RAM7 A11～A0 R/W 3—8译码器 A14 A13 A12 D7～D0 MEMR EN C B A ? ? D7～D4 D3～D0 RAM0 RAM1 RAM2 RAM3 RAM4 RAM7 ? （3）该主存共需要16×8＝128片4K×4位的RAM芯片。用地址高3位，通过3－8译码器形成各模板选择信号。 4.10 64K×1位DRAM芯片通常制成两个独立的128×256阵列。若存储器的读/写周期为0.5μs，则对集中式刷新而言，其“死区”时间是多少？如果是一个256K×1位的DRAM芯片，希望能与上述64K×1位DRAM芯片有相同的刷新延时，则它的存储阵列应如何安排？ 解：⑴ 两个独立的128×256阵列共128×2＝256行，读/写周期为0.5μs 对集中式刷新而言，其“死区”时间为：256×0.5μs＝128μs ⑵ 要求256K×1位的DRAM芯片与64K×1位DRAM芯片有相同的刷新延时，则存储阵列的行数应一致，即为256行，所以256K×1位的DRAM芯片的存储阵列应安排为256×1024，即分为两个独立的128×1024的阵列。

4.11 某磁盘组有16个数据记录面，每面有256个磁道，每个磁道分为16个扇区，每个扇区包括512字节，已知磁盘内磁道直径为10英寸，外磁道直径为14英寸，转速为3600r/min， 磁

整理人：杜鹏

头平均定位时间为15ms，求：

（1）该磁盘组最大存储容量是多少？

（2）该磁盘组最大位密度、磁道密度是多少？ （3）该磁盘的平均存取时间、数据传输率是多少？ 答：（1）该磁盘组最大存储容量是：C＝n×T×S×B＝16×256×16×512B＝32MB＝225B （2）最大位密度 16×512×8/10π＝2087位/英寸＝2087bpi 磁道密度256/（14/2－10/2）＝256/2＝128道/英寸＝128 tpi （3）平均存取时间 数据传输率：Dr＝16×512×8×3600/60＝3932160bit/s＝491520B/秒＝480KB/s 平均等待时间：60/（3600×2）＝8.3ms 平均存取时间：8.3＋15＝23.3 ms

考虑：启动延迟＋传送一个扇区数据所需的时间。启动延迟未给，忽略。 传送一个扇区数据所需的时间＝512B/480KB≈1.042ms 平均存取时间：8.3＋15＋1.042≈24.3ms

4.12 若某机磁盘子系统共有4台驱动器，每台驱动器装有与上述磁盘组相同的磁盘组，请设计该磁盘子系统的地址格式。 答： 17 16 15 8 7 4 3 0

驱动器号（2位） 圆柱面号（8位） 盘面号（4位） 扇区号（4位） 补充题： 1. 请用2K×8bit的SRAM设计一个8K×32bit的存储器，并画出存储器与CPU的连接原理图。 要求：⑴ 存储器可以分别被控制访问8，16，32位数据，控制信号B1B0由CPU提供： 当B1B0＝00时访问32位数据； 当B1B0＝01时访问16位数据； 当B1B0＝10时访问8位数据。

⑵ 存储芯片地址按交叉方式编址。 ⑶ 满足整数边界地址的安排。 解：⑴ 共需芯片 4×4＝16片。其中字扩展为4组，位扩展为4片。

共需15根地址线，其中：用A1A0控制位扩展的各片，片内地址A12～A2，高位A14A13作为字扩展各组片选信号。 2K×8(1) 2K×8(2) 2K×8(3) 2K×8(4) CS3 CS2 CS1 CS0 D32~ D24 D23~ D16 D15~ D8 D7~ D0 A12~A2

⑵ 设每组中数据位数从高到低依次为第一片→第四片。 选中第一片时，C＝1，选中第二片时，D＝1， 选中第三片时，E＝1，选中第四片时，F＝1， 有下列逻辑关系： B1B0A1A0 CDEF

整理人：杜鹏

说明 0000 1111

访问32位数据 0001 0000 不访问 0010 0000 不访问 0011 0000 不访问 0100 0011

访问低16位数据 0101 0000 不访问 0110 1100

访问高16位数据 0111 0000 不访问 1000 0001

访问低8位数据D7～D0 1001 0010

访问次低8位数据D15～D8 1010 0100

访问次高8位数据D23～D16 1011 1000

访问高8位数据D31～D24 即：

C＝010101010101AABBAABBAABB＋＋ D＝010101010101AABBAABBAABB＋＋ E＝010101010101AABBAABBAABB＋＋ F＝010101010101AABBAABBAABB＋＋ A14A13通过2－4译码器产生4个片选信号30YY～， 各芯片的片选信号：

CYCS03＋＝；DYCS02＋＝；EYCS01＋＝；FYCS00＋＝ CYCS17＋＝；DYCS16＋＝；EYCS15＋＝；FYCS14＋＝

整理人：杜鹏

CYCS211＋＝；DYCS210＋＝；EYCS29＋＝；FYCS28＋＝ CYCS315＋＝；DYCS314＋＝；EYCS313＋＝；FYCS312＋＝

2. 某机主存容量为128MB，Cache容量为32KB，主存与Cache均按64B的大小分块。

⑴ 分别写出主存与Cache采用直接映像和全相联映像时主存与Cache地址的结构格式并标出各个字段的位数。

⑵ 若Cache采用组相联映像，每组块数为4块。写出主存与Cache地址的结构格式并标出各个字段的位数。并回答一个主存块可以映像到多少个Cache块中？一个Cache块可与多少个主存块有对应关系？

答：主存容量为128MB，Cache容量为32KB＝215B，块的大小为64B＝26 B，每组中的块数为4＝22块，

Cache可分为32KB /64B＝512＝29块，共可分为512/4＝128＝27组；主存按照Cache的容量可分为128MB/32KB＝4096＝212个区，每个区中共32KB /64B＝512＝29块；

⑴ 主存与Cache采用直接映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数 主存地址的结构：27位 12位 9位 6位 区号 块号

块内偏移地址

Cache地址的结构：15位 9位 6位 块号

块内偏移地址

一个主存块可以映像到一个Cache块中，一个Cache块可与212个主存块有对应关系。 主存与Cache采用全相联映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数 21位 6位 块号

块内偏移地址 Cache地址的结构 9位 6位 块号

块内偏移地址

一个主存块可以映像到29个Cache块中，一个Cache块可与221个主存块有对应关系。 ⑵主存与Cache采用组相联映像时主存与Cache地址的结构格式及各个字段的位数 主存地址的结构 12位 7位 2位 6位 区号