计算机组成原理：存储系统与指令执行

"《计算机组成原理》作业2包含选择题和填空题，涉及计算机硬件、存储系统、CPU内部结构、指令系统等多个方面。" 在计算机科学中，计算机的组成原理是理解计算机工作原理的基础。这份作业涵盖了多个关键概念： 1. Cache的引入是为了解决CPU与主存储器之间速度不匹配的问题，它作为一个高速缓冲存储，可以提高数据访问效率（选项A）。 2. 存储容量1MB，字长32位，按字编址的情况下，寻址范围是256K（2^20 / 2^16），因为每地址对应一个字（选项C）。 3. 字长16位，存储容量64KB，同样按字编址，寻址范围为32K（2^16 / 2^14）（选项A）。 4. 分级存储体系（如Cache-主存-硬盘）旨在平衡存储容量、速度和成本，而非仅扩大容量或寄存器数量（选项D）。 5. 相联存储器通过内容来寻址，而非地址（选项C）。 6. 全相联映射允许主存中的任何块映射到Cache的任何位置（选项A）。 7. 寄存器中操作数的寻址方式称为寄存器直接寻址（选项C）。 8. 程序控制类指令用于改变程序执行顺序，如跳转、分支等（选项D）。 9. 清除8位寄存器A最高位通常涉及逻辑与操作，这里可能是用逻辑按位与操作与0x7F（选项B）。 10. 微程序通常存储在控制存储器中，用于控制CPU操作（选项A）。 11. 微周期是执行一条微指令所需的时间（选项B）。 12. 程序计数器（PC）负责存储下一条指令的地址（选项B）。 13. SS型指令（例如，存储-存储类型）通常执行时间最长，因为它们涉及两个存储器访问（选项C）。 14. 指令周期是CPU从主存取出并执行一条指令的完整时间（选项C）。 15. 同步控制是所有操作由统一的时序信号控制，适用于CPU及外围设备（选项C）。 填空题部分涉及了CPU寄存器的作用、存储器分类、微操作的并行性、存储器的基本单位、存储器的性能要求、指令格式、寻址方式等基本概念。 1. 程序计数器（PC）保存当前指令地址，指令寄存器（IR）保存下条指令地址，内存地址寄存器（AR）保存访存地址。 2. 存储器分为主存和辅存，执行指令需放在主存。 3. 互斥微命令不能并行执行，相容微命令可以并行执行，译码时不能将它们混在一起。 4. 存储器的最小单位是位，1KB可以存储8192位。 5. 存储器追求大容量、高速度和低成本，分级存储解决了这些矛盾。 6. 指令由操作码和地址码组成。 7. 立即数、直接和寄存器间接是常见的寻址方式。 8. 寄存器间接寻址中，有效地址在寄存器，操作数在主存相应地址。 9. CPU周期中的微命令组合形成一条微指令。 这些题目和答案揭示了计算机系统中的核心概念，包括存储层次、寻址方式、指令执行以及微处理器的工作原理。掌握这些知识对于理解计算机系统的运作至关重要。