2020年CFA/FRM必备：内存设计与存储芯片选择详解

本资源主要涉及计算机组成原理中的内存设计与选型问题，以及冯·诺依曼计算机体系结构的理解。首先，对于一个具体计算机系统，其最大主存空间由内存模块的数量和单个模块的容量决定。题目给出的计算过程显示了如何根据给定的存储芯片规格（如32K×8位）来计算最大主存（256KB）和所需的模块数量（8块）。每个模块包含16片RAM芯片，总计128片。 冯·诺依曼计算机的关键特点是所有指令和数据都以二进制形式存储在内存中，且可以通过地址进行访问。题目要求设计存储芯片的连接图，包括最小4KB的系统程序区（使用4K×4位的ROM芯片2片）和用户程序区（12KB，使用4K×8位RAM芯片3片，其中每片RAM覆盖不同的地址范围）。 在选片过程中，注意到了不同类型的存储芯片（如ROM、RAM）的选择及其在地址空间中的布局。例如，RAM1-3分别位于地址1000H-1FFFH、2000H-2FFFH和3000H-3FFFH。此外，还涉及到片选逻辑的设计，即如何通过地址译码器（如74138译码器）和控制信号（如MREQ和W/R）来选择特定的存储芯片。 在硬件层面，CPU（中央处理器）是计算机的核心，它包括运算器和控制器，负责执行指令。早期的CPU可能不包含高速缓存（CACHE），但现代CPU集成更复杂。主存（主存储器）是随机存取的，存储单元、存储元件、存储元等术语描述了存储器的不同层次，从最小的存储单元到完整的存储字和存储容量。 此外，还介绍了多个英文缩写的专业术语，如CPU（中央处理器）、PC（个人计算机）、IR（指令寄存器）、CU（控制单元）、ALU（算术逻辑单元）、ACC（累加器）、MQ（内存队列）、X（通常指寄存器或变量）、MAR（存储地址寄存器）、MDR（存储数据寄存器）、I/O（输入/输出）、MIPS（每秒百万指令数）、CPI（指令周期）、FLOPS（每秒浮点运算次数）。这些缩写是理解计算机硬件和系统性能的关键术语。