计算机组成与体系结构：Cache、指令流水线与内存管理

"希赛网提供的《软件设计师考试试题分类精解（2018版）》中的第1章内容，主要涵盖了计算机组成与体系结构的相关知识，包括Cache与主存的地址映射、指令流水线的操作周期计算、内存芯片的组合使用、计算机主存的构成、海明码的特性以及CPU中的寄存器功能。" 详细知识点说明： 1. **Cache与主存的地址映射**：在程序执行中，Cache和主存之间的地址映射通常是由硬件自动完成的，以实现高效的数据访问。这种机制称为硬件自动映射，能够减少地址转换的延迟，提高系统性能。 2. **指令流水线操作周期**：指令流水线技术是现代处理器提高性能的重要方式。题目中提到的四级指令流水线分别对应取指、取数、运算和保存结果四个步骤。每个步骤所需时间分别为8ns、9ns、4ns和8ns，流水线的操作周期应至少为这些步骤中耗时最长的，即9ns。 3. **内存扩展计算**：内存按字节编址，如果需要构建地址从A0000H到DFFFFH的内存，总共需要2^18个字节（即40000H）。每个芯片容量为32Kx8bit，即2^15字节。因此，至少需要2^18 / 2^15 = 2^3 = 8片这样的芯片。 4. **计算机主存构成**：计算机系统的主存主要由DRAM（动态随机存取存储器）构成，用于临时存储程序和数据，是系统的主要工作内存。 5. **海明码**：海明码是一种前向错误校验码，利用奇偶性不仅可以检测错误，还能纠正错误。它的码距不等于1，且数据位长度和校验位长度可以根据需要设计，并非必须相同。 6. **CPU中的寄存器**：在CPU执行运算时，累加器(AC)常被用来暂存源操作数和运算结果。它在算术逻辑单元(ALU)中起到关键作用，便于进行连续的运算操作。其他如程序计数器(PC)用于存储下一条指令的地址，指令寄存器(IR)用于存放当前正在执行的指令，地址寄存器(AR)则用于存储数据的存储地址。