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1、3.9 本章真题解析在本章的容中，需要考生重点掌握的有存储器的组成、Cache的映像等。本节按照研究生入学考试的试题样式，参考历年的真题和全国40所高校的研究生入学试题，组织了相关的真题及解析，供读者参考。3.9.1 单项选择题例题1某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是（1）。2009年试题14（1）A0 B2 C4 D6例题1分析组相联映射方式是将某一主存块j按模Q（Q是Cache的组数）映射到Cache的第i组中的任一块，即i = j mod Q。根据题目条件可知，Q
2、=16/2=8组。因为每个主存块大小为32字节，按字节编址，所以主存129号单元所在的主存块号为4（注意：从0开始计数），所以i=4 mod 8=4。例题1答案（1）C例题2某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址。现要用2K8位的ROM芯片和4K4位的RAM芯片来设计该存储器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是（2）。2009年试题15（2）A1、15 B2、l5 C1、30 D2、30例题2分析因为1B=8位，ROM区的总大小为4KB，即为4K8位，那么需要的ROM芯片数为：(4K8位)/(2K8位)=2片。RAM区的总大小为64KB-4K
3、B=60KB，即60K8位，那么需要的RAM芯片数为：(60K8位)/(4K4位)=30片。例题2答案（2）D例题3假设某计算机的存储系统由Cache和主存组成。某程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache缺失（未命中）50次，则Cache的命中率是（3）。2009年试题21（3）A5% B9.5% C50% D95%例题3分析程序执行过程中访存1000次，其中访问Cache缺失（未命中）50次，也就是说Cache完成存取的总次数为1000-50=950。那么Cache的命中率=(1000-50)/1000=95%。例题3答案（3）D例题4假定用若干个2K4位芯片组成一个8K8位存储器，
4、则地址0B1FH所在芯片的最小地址是（4）。2010年试题15（4）A0000HB0600HC0700HD0800H例题4分析芯片的大小为2K4位，而存储器的大小为8K8位，不难得出要获得这样一个大小的存储器，需要8片2K4位的芯片。如果按字节编址，对应一个大小为8K8位的存储器，需要13位地址，其中高3位为片选地址，低10位为片地址，而题目给出的地址0B1FH转换为二进制为0 1011 0001 1111，其高3位为010，即片选地址为2。因此，地址0B1FH对应第2片芯片，该芯片的起始地址（最小地址）为0 1000 0000 0000，即0800H。例题4答案（4）D例题5下列有关RAM和
5、ROM的叙述中，正确的是（5）。2010年试题16I RAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器II RAM和ROM都采用随机存取方式进行信息访问III RAM和ROM都可用做CacheIV RAM和ROM都需要进行刷新（5）A仅I和II B仅II和III C仅I，II，III D仅II，III，IV例题5分析对于计算机系统中的存储器，常用的数据存取方式有顺序存取、直接存取、随机存取和相联存取四种。其中RAM和ROM都是采用随机存取方式。RAM具有读/写方便，使用灵活等优点，但断电后无法保存信息，因此只能用于暂存数据，可用于主存和高速缓冲存储器。ROM的信息是固化在存储器中，断电后仍然能保存
6、信息，信息不容易丢失。但ROM中的信息只可读出，无法改写，当然不需要刷新。一般用于存放系统程序BIOS和用于微程序控制，不适合用于读写频繁的Cache。例题5答案（5）A例题6下列命令组合情况中，一次访存过程中，不可能发生的是（6）。2010年试题17（6）ATLB未命中，Cache未命中，Page未命中 BTLB未命中，Cache命中，Page命中 CTLB命中，Cache未命中，Page命中 DTLB命中，Cache命中，Page未命中例题6分析TLB是缓存曾经访问过的虚拟地址所指向的物理地址，以使将来快速得到相同物理地址的高速存储器，可以与Cache的作用相类比。在一次访问存储器的过程中
7、，如果能够Cache命中，很显然，说明就访问到了需要的页（Page），即Page命中。同样的道理，如果能够TLB命中，也说明访问到了需要的页，如果这两者都命中，那么页肯定命中。因此本题中选项D的情况是不可能发生的。例题6答案（6）D例题114位机器的数值代码，它所表示的十进制真值为（11）。（11）A9 B-10C-7 D16例题11分析在计算机部，符号和数字都用二进制码表示，两者合在一起构成数的机表示形式，称为机器数，而它真正表示的带有符号的数称为这个机器数的真值。4位机器的代码值除去最高位符号位外，它所能表示的数值围为07，因此表示的十进制真值可以为-7，而不能表示9或-10。例题11答案
8、（11）C例题12下列BCD码中，不是合法8421码的是（12）。（12）A0111 1001 B1101 0110C0000 0100 D1000 0101例题12分析如表2-11所示列出了几种常见的BCD码。表2-11 常见的BCD码十进制数8421码2421码余3码0 1 2 3 4 5 6 7 8 90000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 10010000 0001 0010 0011 0100 1011 1100 1101 1110 11110011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 11
9、00从表2-11中可以看出，不是合法8421码的是1101 0110。例题12答案（12）B例题13用32位字长（其中1位符号位）表示定点小数时，所能表示的数值围是（13）。例题13分析定点小数即纯小数，小数点的位置固定在最高有效数位之前，符号位之后，如图2-3所示。定点小数的小数点位置是隐含约定的，小数点并不需要真正地占据一个二进制位。当表示X为负数，此时情况要稍微复杂一些，这是因为在计算机中带符号数可用补码表示，也可用原码表示，原码和补码的表示围有一些差别。若机器数为原码，当均等于1时，X为绝对值最大的负数，也称为最负的数或最小负数，其真值等于：综上所述，设机器字长有n+1位，原码定点小数
10、的表示围为补码定点小数的表示围为在本题中，要求32位字长所表示定点小数的数值围，它只要我们给出其数值的表示围，并不是整个表示围，从上面的分析中可以看出，32位字长的数值表示围是。例题13答案（13）B例题14设机器码的长度为8，X为带符号纯小数，Y为带符号纯整数，则X的十进制真值为（14），Y的十进制真值为（15）。（14）A1/128 B-1/128 C-127/128 D127/128（15）A-1 B127 C-127 D1例题14分析对于带符号数，机器数的最高位是表示正、负的符号位，其余位则表示数值。若约定小数点的位置在机器数的最低数值位之后，则是纯整数；若约定小数点的位置在机器数的最
11、高数值位之前（符号位之后），则是纯小数。数值X的原码记为如果机器字长为n（即采用n个二进制位表示数据），则最高位是符号位，0表示正数，1表示负数，其余的n-1位表示数值的绝对值。因此，当即X=-127/128。数值Y的补码记为如果机器字长为n，则最高位为符号位，0表示正数，1表示负数，正数的补码与其原码和反码相同，负数的补码等于其反码的末尾加1。因此，当例题14答案（14）C （15）A例题15已知x=-73，若采用8位机器码表示，则（16），（17）。（16）A11001001 B01001001 C11011001 D01011001（17）A10110111 B01001001 C101
12、10011 D01011001例题15分析在计算机系统部，对于二进制数而言，存在三种不同的表示方法：原码、反码和补码。它们各有优缺点，可以适用于不同的方面。如表2-12所示总结了这三种码字的表示法（其中假设字长为8位）。根据表2-13所示的规则，用原码来表示-73，最高位的符号位应该是1，73的二进制表示是1001001，因此X原11001001。而对于负数而言，补码是该数的反码加1。而X反应为10110110，而补码就应该是10110111。表2-12 原/反/补码表示法类 型正数（以94为例）负数（以-94为例）原码说明高位为符号位，0表示正数，1表示负数实例010111101101111
13、0反码说明正数与原码相同符号位为1，其他按位取反实例0101111010100001补码说明正数与原码相同是该数反码加1（即补）实例0101111010100010例题15答案（16）A （17）A例题16某数值编码为FFH，若它所表示的真值为127，则它是用（18）表示的；若它所表示的真值为1，则它是用（19）表示的。（18）A原码 B反码 C补码 D移码（19）A原码 B反码 C补码 D移码例题16分析原码表示又称符号数值表示法。正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，数值部分保持不变。反码的符号位表示法与原码相同，即符号0表示正数，符号1表示负数。与原码不同的是，反码数值部分的形成和它的符号位有关。正数反码的数值和原码的数值相同，而负数反码的数值是原码的数值按位求反。补码的符号表示和原码相同，0表示正数，1表示负数。正数的补码和原码、反码相同，就是二进制数值本身。负数的补码是这样得到的：将数值部分按位取反，再在最低位加1。补码的补码就是原码。移码又称为增码，它的符号表示和补码相反，1表示正数，0表示负数。移码为该数的补码，但符号位相反，常用来表示浮点数的阶码。例题16答案（18）A （19）C例题17IEEE754标准规定：单精度浮点数的最高位为符号位，后面跟8位经偏移的阶码移码，偏移量为+127。尾数用原码表示，且把尾数规格
