本文档为《计算机组成原理》课程第五次作业的答案解析，涵盖了指令系统、数据通路设计等多个关键知识点，旨在帮助学生加深理解并掌握相关概念。
1. 从速度、容量以及价格三个维度比较cache（高速缓存）、主存储器（简称“主存”）与硬盘：在速度方面，三者依次递减；就容量而言，则是硬盘最大，主存其次，最后为cache；至于成本效益比，通常情况下随着性能的提升而增加。
2. cache、主存和辅存各自的功能如下：
- Cache用于存储CPU频繁访问的数据或指令副本以加速数据获取。
- 主存在系统中主要用于存放当前运行程序及所需的工作空间。
- 辅存（如硬盘）则负责长期保存大量不常用的信息，包括操作系统文件、用户文档等。
3. 随机存取的两个关键点在于：
- 可在任意时刻读写存储器中的任何位置；
- 存储单元地址与物理位置之间存在直接对应关系。
4. 关于术语定义，“存取时间”指的是从发出访问请求到完成操作所需的时间；“存取周期”则是指连续两次独立的读或写操作间所需的最短间隔时间，包括了传输过程中的延迟和处理等待期在内的总时长。
5. 磁带、主存储器（RAM）、硬盘及光盘这四种设备分别对应于以下类型：
- 顺序存取：磁带
- 随机存取：主存储器(RAM)
- 直接访问：硬盘，以及部分类型的光驱
6. 引入cache是为了减少CPU与内存之间的速度差异；虚拟存储机制的引入则是为了扩大程序运行时的工作集范围，并降低对物理RAM的需求量。
7. 设计题目的解答如下：
（1）所需ROM芯片数量为2片(覆盖3000H～3FFFH)，而RAM则需要4片来实现6000H~73FFH区域的完整映射。
（2）对于每一块ROM，地址线A15至A8需连接；至于各块RAM，则分别使用A14到A9和A13至A8的不同组合；
（3）具体片选逻辑式如下：
- ROM：\(\overline{A_{7}} \cdot A_{6}\)
- RAM 0: \(A_5 \cdot A_4 \cdot A_2\)
- RAM 1: \(A_5 \cdot A_4\) (即非\(A_{5},A_{4}\))
- RAM 2: \(A_3\)
- RAM 3: \(\overline{A_{7}}\)
8. 设计题目的解答如下：
（1）该系统需要使用一块ROM芯片覆盖整个区域；RAM部分则需两片，一片为2KB容量的版本用于满足剩余空间需求。
（2）具体地址线分配情况见下表：4K×4位/片的ROM连接A13到A0，而不同的RAM类型分别对应着特定范围内的地址信号。
5星
