计算机组成原理课后习题

所以,地址寄存器为20位,数据寄存器为8位,编址范围0~2^20-1,写成16进制为00000H~FFFFFH。 (2)由题意得:

半字为16b,1M=2^19*16b

所以,地址寄存器为19位,数据寄存器为16位,编址范围0~2^19-1,写成16进制为00000H~7FFFFH。

(3) 按字编址,字长为32,1M=2^18*32b

所以,地址寄存器为18位,数据寄存器为32位,编址范围0~2^18-1,写成16进制为00000H~3FFFFH。

2、 利用2716(2K*8位)、2114(1K*4位)和8205(或74LS138)等集成电路为8位微机设计一个容量为 4KB的ROM、2KB的RAM的存储子系统(ROM安排在内存的底端,RAM紧靠ROM)。要求写出设计步骤。 答:1)、 计算需要的各种芯片表

2716(2K*8位) 2*2^10*8=2KB 2114(1K*4位) 2^10*4=0.5KB

又因为是八位机,所以2114必须成对出现,两个2114容量为1KB。 所以2716是2个组成4KB的ROM 2114是4个组成2KB的RAM 2)、 写出多个芯片的地址分配

ROM1 0~2^11-1 0~2047 0~07FFH ROM2 2^11~2^12-1 2048~4095 0800H~0FFFH RAM1+RAM2 2^12~2^12+2^10-1 4096~5119 1000H~13FFH RAM3+RAM4 5120~5120+2^10-1 5120~6143 14FFH~17FFH

3、 用8K*8的RAM芯片和2K*8的ROM芯片设计一个10K*8的存储器,ROM和RAM的容量分别为2K和8K,ROM的首地址为0000H,RAM的末地址为3FFFH。 (1)ROM存储器区域和RAM存储器区域的地址范围分别为多少? (2)画出存储器控制图及与CPU的连接图。 答:(1)

RAM 8K*8=8KB ROM 2K*8=2KB 10K*8=10KB=RAM+ROM

ROM的首地址为0000H 0~2*2^10-1 0~2047 0000H~07FFH RAM的末地址为3FFFH 16383-8*2^10+1~16383 8192~16383 2000H~3FFFH (2)

ROM地址范围

0000 0000 0000 0000

0000 0111 1111 1111 RAM地址范围

0010 0000 0000 0000

0011 1111 1111 1111 画图:因为是字扩展所以片选信号不在一起 RAM 8K*8=8KB

ROM 2K*8=2KB

RAM的地址线 13根 ,数据线8根 ROM的地址线 11根 ,数据线8根

4、 用户64K*8的RAM芯片和32K*16的ROM芯片设计一个256K*16的存储器,地址范围为000000H~3FFFFH(题目似乎有错),其中ROM的地址范围为10000H~1FFFFH(题目似乎有错),其余为RAM的地址,问:

(1)地址线、数据线各为多少根? (2)RAM、ROM芯片各用多少片?

(3)画出存储器扩展图和与CPU连接图。 答:由题意得:

(1)RAM 64K*8 需要地址线15根 ROM 32K*16 需要地址线15根 所以,地址线15根,数据线16根。 256K*16=512KB

RAM芯片必须成对出现。 (2)

ROM的地址范围为10000H~1FFFFH

ROM的容量 1FFFFH-10000H=FFFFH=65535=64K所以需要 ROM (64*2^10*16)/(64*2^10*8)=2片 RAM的容量为512K-64K=192K

RAM (192*2^10*16)/(32*2^10*16)=6片 (3) 如图所示:

5、 某机访存空间64KB,I/O空间与主存统一编址,I/O空间占用2KB,范围为FC00H~FFFFH。现用8K*8和2K*8两种静态RAM芯片构成主存储器,RD错误!未找到引用源。 、错误!未找到引用源。WR 分别为系统提供的读写信号线,IO/M 为高是I/O操作,为低是内存操作。请画出该存储器逻辑图,并标明每块芯片的地址范围。 答:

存储器逻辑如图所示:

图 存储器的逻辑框图

RAM(1)芯片的地址范围是 0000H~1FFFH RAM(2)芯片的地址范围是 2000H~3FFFH

RAM(3)芯片的地址范围是 4000H~5FFFH RAM(4)芯片的地址范围是 6000H~7FFFH RAM(5)芯片的地址范围是 8000H~9FFFH RAM(6)芯片的地址范围是 A000H~BFFFH RAM(7)芯片的地址范围是 C000H~DFFFH RAM(8)芯片的地址范围是 E000H~E3FFH RAM(9)芯片的地址范围是 E400H~E7FFH RAM(10)芯片的地址范围是 E800H~EBFFH RAM(11)芯片的地址范围是 EC00H~EFFFH RAM(12)芯片的地址范围是 F000H~F3FFH RAM(13)芯片的地址范围是 F400H~F7FFH RAM(14)芯片的地址范围是 F800H~FBFFH

I/O空间的地址范围是 FC00H~FFFFH错误!未指定书签。

6、 某机CPU可输出数据线8条(D7~D0),地址线20条(A19~A0),控制线1条(WE )。目前使用的存储空间为48KB,其中16KB为ROM,拟用8K*8位的ROM芯片;32KB为RAM,拟用16K*4位的RAM芯片。

(1)需要两种芯片各多少片?

(2)画出CPU与存储器之间的连线图(译码器自定)。 (3)写出ROM和RAM的地址范围。 答:

用8K*8位的ROM芯片组成16KB的ROM,需要ROM芯片2片;用16K*4位的RAM芯片组成32KB的RAM,需要RAM芯片4片。

CPU与存储器之间的连线图如图所示: 因为CPU地址线20条(A19~A0),在图所示中,为了保证地址不重叠,所以将地址线A16连3:8译码器的使能端E1 ,地址线A17连3:8译码器的使能端E2 ,地址线A18、A19和存储器控制线MREQ 同时为低时与门输出高电平连3:8译码器的使能端E3,所以只有A19 A18 A17 A16和存储器控制线MREQ 同时为低时存储器才能工作,其地址范围如下: ROM的地址范围为:ROM1 00000H~01FFFH ROM2 02000H~03FFFH RAM的地址范围为:RAM1+RAM2 04000H~07FFFH RAM3+RAM4 08000H~0BFFFH

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