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标识Cache的大小为：2×20；数据Cache的大小为：1024×8。

4.15 光盘存储器有哪几类？各有何特点？ 答：光盘存储器有：

只读光盘（CD-ROM） 4.16 选择题

（1）需要定期刷新的存储芯片是___ B ___。

A. EPROM B. DRAM C. SRAM D. EEPROM （2）__ A ____存储芯片是易失性的。

A. SRAM B. UV-EPROM C. NV-RAM D. EEPROM

（3）有RAS和CAS引脚的存储芯片是___ B ___。

A. EPROM B. DRAM C. SRAM D. 三者都是 （4）下面叙述不正确的是___C ___。

A．半导体随机存储器可随时存取信息，掉电后信息丢失。 B. 在访问随机存储器时，访问时间与单元的物理位置无关。 C. 内存储器中存储的信息均是不可改变的。 D. 随机存储器和只读存储器可以统一编址。

（5）动态RAM与静态RAM相比，其优点是___C ___。

A. 动态RAM的存储速度快。 B. 动态RAM不易丢失数据。

C. 在工艺上，比静态RAM的存储密度高。 D. 控制比静态RAM简单。

（6）某512×8位RAM芯片采用一位读/写线控制读写，该芯片的引脚至少有___ C ___。 A. 17条 B. 19条 C. 21条 D. 522条

（7）在调频制记录方式中，写“0”和写“1”是利用___ ___。

A. 电平的高低变化 B. 电流的幅值变化 C. 电流的相位变化 D. 电流的频率变化

（8）由于磁盘上内圈磁道比外圈磁道短，因此__ B ____。

A. 内圈磁道存储的信息比外圈磁道少

B. 无论哪条磁道存储的信息量均相同，但各磁道的存储密度不同 C. 内圈磁道的扇区少使得它存储的信息比外圈磁道少 D. 各磁道扇区数相同，但内圈磁道上每扇区存储的信息少

6

（9）某存储器按字节编址，要求数据传输率达到8×10字节／秒，则应选用存储周期为 _D___的存

储芯片。

A. 800ns B. 250ns C. 200ns D. 120ns （10）在下述存储器中，允许随机访问的存储器是___A ___。 A. 半导体存储器 B. 磁带 C. 磁盘 D. 光盘

（11）在下列几种存储器中，不能脱机保存信息的是___ C ___。 A. 磁盘 B. 磁带 C. RAM D. 光盘 4.17 是非题

（1）数据引脚和地址引脚越多芯片的容量越大。 √ （2）存储芯片的价格取决于芯片的容量和速度。 √ （3）SRAM每个单元的规模大于DRAM的。 √

（4）要访问DRAM，应首先给出RAS地址，之后再给出CAS地址。 √

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（5）当CPU要访问数据时，它先访问虚存，之后再访问主存。 × （6）EDO和FPM都是页模式的DRAM。 √

（7）主存与磁盘均用于存放程序和数据，一般情况下，CPU从主存取得指令和数据，如果在主存中访问

不到，CPU才到磁盘中取得指令和数据。 √ （8）半导体存储器是一种易失性存储器，电源掉电后所存信息均将丢失。 × （9）Cache存储器保存RAM存储器的信息副本，所以占部分RAM地址空间。 × 4.18 填空题

（1）Cache使用的是 ① 存储芯片。

答：① SRAM

（2）主存由 ① （DRAM、硬盘）构成，虚存由 ② （DRAM、硬盘）构成。

答：① DRAM ② 硬盘

（3） ① （EDO、FPM）DRAM中，当CAS变高后，数据就在数据总线上消失了。

答：① FPM

（4）衡量非格式化硬盘的一个磁表面存储容量的两个指标是 ① 和 ② 。

答：① 道密度 ② 位密度 （5）Cache存储器的主要作用是解决 ① 。

答：① CPU与主存间速度匹配问题

（6）存储器的取数时间是衡量主存 ① 的重要指标，它是从 ② 到 ③ 的时间。

答：① 速度 ② 把要访问的存储单元的地址，加载到存储器芯片的地址引脚上 ③ 到读取的数据或指令在存储器芯片的数据引脚上可以使用为止 （7）磁盘的技术指标可用平均存取时间衡量，它包括 ① _和 ② 两个部分。

答：① 平均磁道定位时间 ② 平均旋转等待时间 （8）SRAM与DRAM中速度高的是 ① ，集成度高的是 ② 。

答：① SRAM ② DRAM

（9）某存储器数据总线宽度为32位，存取周期为250ns，则其带宽是 ① 。

答：① 128Mbit/s

（10）磁盘等磁表面存储器的写入电流波形决定了记录方式，此外还反映了该记录方式是否有 ① 能

力。

答：① 自同步

第五章 作业解答

5.1什么叫指令？什么叫指令系统？指令通常有哪几种地址格式？

答：指令也称机器指令，是控制计算机执行某种操作（如加、减、传送、转移等）的命令。指令能够直接表示对计算机硬件实体的控制信息，是计算机硬件唯一能够直接理解并执行的命令，。 一台计算机所能执行的全部指令的集合，称为该计算机的指令系统或指令集。

指令通常有四地址指令、三地址指令、二地址指令、一地址指令、零地址指令等格式。

5.2 什么叫指令地址？什么叫形式地址？什么叫有效地址？ 答：

指令地址：指令所在内存单元的地址。

形式地址：指令中地址字段给出的操作数地址信息.

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在不同的寻址方式中，指令中地址字段给出的操作数地址信息，不一定就是操作数所在的实际内存地址，因此将指令中给出的地址称为形式地址。

有效地址：也称为实际地址，是CPU实际访问的主存单元的地址。形式地址需要经过一定的运算才能得到操作数的有效地址。

5.3 什么叫寻址方式？有哪些基本的寻址方式？简述其寻址过程。

答：寻址方式就是指形成本条指令的操作数地址和下一条要执行的指令地址的方法。根据所需的地址信息的不同，寻址可分为操作数地址的寻址和指令地址的寻址两部分。 基本的寻址方式：

1) 立即寻址：指令的地址码部分给出的不是操作数的地址而是操作数本身，即指令所需的操作数由指令的形式地址直接给出。

2) 直接寻址：指令的地址码部分给出的形式地址A就是操作数的有效地址EA，即操作数的有效地址在指令字中直接给出。 3) 间接寻址：指令的地址码部分给出的是操作数的有效地址EA所在的存储单元的地址或是指示操作数地址的地址指示字。即有效地址EA是由形式地址A间接提供的，因而称为间接寻址。 4) 寄存器寻址：指在指令地址码中给出的是某一通用寄存器的编号（也称寄存器地址），该寄存器的内容即为指令所需的操作数。采用寄存器寻址方式时，有效地址EA是寄存器的编号。

5) 寄存器间接寻址：指令中地址码部分所指定的寄存器中的内容是操作数的有效地址。

6) 变址寻址：指操作数的有效地址是由指令中指定的变址寄存器的内容与指令字中的形式地址相加形成的。

7) 基址寻址：指操作数的有效地址等于指令中的形式地址与基址寄存器中的内容之和，基址寄存器中的内容称为基地址。

8) 相对寻址：是将程序计数器 PC 的当前内容与指令中给出的形式地址相加形成操作数的有效地址。 9) 基址加变址寻址：将基址寻址与变址寻址结合起来就形成了基址加变址寻址方式。这种寻址方式是将两个寄存器的内容和指令形式地址中给出的偏移量相加后得到的结果作为操作数的有效地址。其中一个寄存器作为基址寄存器，另一个作为变址寄存器。

10) 堆栈寻址：由堆栈支持的寻址方式，堆栈寻址是按照堆栈指示器SP的内容确定操作数的访存地址。

5.4 基址寻址方式和变址寻址方式各有什么不同？

答：基址寻址是面向系统的，主要用于将用户程序的逻辑地址（用户编写程序时所使用的地址）转换成主存的物理地址（程序在主存中的实际地址），以便实现程序的再定位。例如在多道程序运行时，需要由系统的管理程序将多道程序装入主存。由于用户在编写程序时，不知道自己的程序应该放在主存的哪一个实际物理地址中，只能按相对位置使用逻辑地址编写程序。当用户程序装入主存时，为了实现用户程序的再定位，系统程序给每个用户程序分配一个基准地址。程序运行时，该基准地址装入基址寄存器，通过基址寻址，可以实现逻辑地址到物理地址的转换。由于系统程序需通过设置基址寄存器为程序或数据分配存储空间，所以基址寄存器的内容通常由操作系统或管理程序通过特权指令设置，对用户是透明的。用户可以通过改变指令字中的形式地址A来实现指令或操作数的寻址。另外基址寄存器的内容一般不进行自动增量和减量。

变址寻址是面向用户的，主要用于访问数组、向量、字符串等成批数据，用以解决程序的循环控制问题。因此变址寄存器的内容是由用户设定的。在程序执行过程中，用户通过改变变址寄存器的内容实现指令或操作数的寻址，而指令字中的形式地址A是不变的。变址寄存器的内容可以进行自动增量和减量。

5.5 简述相对寻址和立即寻址的特点。

答：相对寻址方式是将程序计数器 PC 的当前内容与指令中给出的形式地址相加形成操作数的有效地址。 立即寻址方式是指指令的地址码部分给出的不是操作数的地址而是操作数本身。即指令所需的操作数由指令的形式地址直接给出。

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5.6 什么叫堆栈？堆栈操作的特点是什么？堆栈操作是如何寻址的？

答：计算机中的堆栈是指按先进后出（FILO）或者说后进先出（LIFO）原则进行存取的一个特定的存储区域。 堆栈操作的特点是：遵循先进后出原则进行信息的存取。数据按顺序存入堆栈称为数据进栈或压入；从堆栈中按与进栈相反的顺序取出数据称为出栈或弹出。堆栈的压入和弹出操作总是根据SP的内容按地址自动增量和自动减量方式在栈顶进行。

堆栈操作的寻址方式：通常用一个寄存器或存储器单元指出栈顶的地址，这个寄存器或存储器单元称为堆栈指针SP，SP的内容永远指向堆栈的栈顶。堆栈的压入和弹出操作总是根据SP的内容按地址自动增量和自动减量方式在栈顶进行。

5.7 一个较完善的指令系统应包括哪些类型的指令？

答：一个完善的指令系统应包括的基本指令有：数据传送指令、算术逻辑运算指令、移位操作指令、堆栈操作指令、字符串处理指令、程序控制指令、输入/输出指令等。一些复杂指令的功能往往是一些基本指令功能的组合。

5.8 转子指令与转移指令有哪些异同？

答：转子指令与转移指令的执行结果都是实现程序的转移，但两者的区别在于：转移指令的功能是转移到指令给出的转移地址处去执行指令，一般用于同一程序内的转移，转移后不需要返回原处，因此不需要保存返回地址。转子指令的功能是转去执行一段子程序，实现的是不同程序之间的转移。因为子程序执行完后必须返回主程序，所以转子指令必须以某种方式保存返回地址，以便返回时能正确返回到主程序原来的位置。

5.9 设某机指令长为16位，每个操作数的地址码为6位，指令分为单地址指令、双地址指令和零地址指令。若双地址指令为K条，零地址指令为L条，问最多可有多少条单地址指令？

4

答：双地址指令的操作码占4位，可有2条指令，现占了K条。

46

单地址指令的操作码占10位，可有（2－K）×2条指令；

零地址指令的操作码占16位，现需要L条指令，单地址指令要让出??L?条指令，所以 6?2??单地址指令可有（2－K）×2－?46

?L? 条 6??2?5.10 设某机指令长为16位，每个地址码长为4位，试用扩展操作码方法设计指令格式。其中三地址指令有10条，二地址指令为90条，单地址指令32条，还有若干零地址指令，问零地址指令最多有多少条？

4

答：{[(2－10)×16－90]×16－32}×16＝1024条

5.11 设某机字长为32位，CPU有32个32位通用寄存器，有8种寻址方式包括直接寻址，间接寻址、立即

寻址、变址寻址等，采用R—S型单字长指令格式。共有120条指令，试问：

（1） 该机直接寻址的最大存储空间为多少？

（2） 若采用间接寻址，则可寻址的最大存储空间为多少？如果采用变址寻址呢？ （3） 若立即数为带符号的补码整数，试写出立即数范围。

答：（1）该机单字长指令字长为32位，其中：120条指令操作码占7位，R寻址中32个通用寄存器占5位，S寻址中8种寻址方式占3位，32个通用寄存器占5位。如果采用直接寻址，可以不用寄存器，则直接寻址

17

可用的字段长度为32－7－5－3＝17位，故该机可直接寻址的最大存储空间为2＝128K

3232

（2）间接寻址可寻址的最大存储空间为：2。变址寻址可寻址的最大存储空间为：2。

（3）采用立即寻址时，立即数所占字段长度与直接寻址可用的字段长度相同为17位，考虑到补码符号占

1616

用1位，故立即数范围为－2～2－1。

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