计算机组成原理：系统总线与存储器习题解析

"计算机组成原理课后作业解答.ppt" 这篇文档是关于计算机组成原理的课后习题解答，主要涵盖了系统总线和存储器的相关知识。让我们深入探讨这些主题。 第三章：系统总线 在计算机系统中，系统总线是连接CPU、I/O设备和其他部件的关键组件，用于数据、地址和控制信号的传输。问题11涉及到CPU与I/O设备之间的数据交换。在实际系统中，数据总线D0到D7用于传输二进制数据，而这种交互通常通过三态门进行控制，以确保在特定时间只有一个设备能够驱动总线。 P66页的第12题涉及到了如何设计电路来实现数据在A、B、C、D四个寄存器间的高效传输。在给定的时序条件下，通过三态门和接收门的配合，可以在不同的时间点实现数据从D到A、B、C的传递，同时满足特定的时间间隔要求。 补充作业中提到了总线带宽的计算。总线带宽表示总线在单位时间内传输数据的能力，受总线时钟频率、总线宽度、传输距离和电路工作频率等因素影响。在给定的例子中，当总线时钟频率为33MHz，一个时钟周期对应一个总线传输周期，且每个周期可以传输4个字节，总线带宽为132MBps。影响总线带宽的因素包括总线宽度（决定了每次传输的数据量）、传输距离（较长距离可能导致信号衰减，降低传输速度）、发送和接收电路的工作频率上限以及数据传输方式（例如串行或并行）。 第四章：存储器 这部分内容讨论了主存和高速缓存（CACHE）的管理。问题21涉及到主存的地址映射和CACHE的设计。在16KB的CACHE中，每个字块包含8个32位字，因此字块大小为32B。根据题目信息，主存地址字段由字块标记、组地址和字块内地址组成，其中字块标记占10位，组地址占7位，字块内地址占5位。由于采用四路组相联映射，组中的行数（r）为2，所以块数（c）为9，余下的行数（q）为7。当CPU首次访问0单元时，由于CACHE为空，会发生不命中，此时会将内存中的0-7号单元所在的块加载到CACHE中，以便后续对1-7号单元的快速访问。 总结来说，这个课后作业解答提供了关于系统总线操作、数据传输优化以及存储器组织结构的深入理解，这些都是计算机组成原理中的核心概念。通过这样的练习，学生可以更好地掌握这些原理，并能应用于实际的系统设计中。