《计算机硬件技术基础 第2版 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 习题答案作者 耿增民 孙思云 第3章习题答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机硬件技术基础 第2版 工业和信息化普通高等教育十二五 规划教材立项项目 习题答案作者 耿增民 孙思云 第3章习题答案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章习题答案1名词解释随机存储器：随机存取存储器简称RAM，也叫做读/写存储器，它能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行读/写操作。随机存储器中任何一个存储单元都能由CPU或/O设备随机存取，且存取时间与存取单元的物理位置无关。按照存放信息原理的不同，随机存储器又可分为静态和动态两种。只读存储器：只读存储器是只能随机读出已经存储的信息，但不能写入新的信息的存储器。位扩展：位扩展是指用多个存储器器件对字长进行扩充。位数的扩展是利用芯片的并联方式来实现的，各存储芯片地址线、片选端和读写控制线并联，数据端单独引出。全译码法：除了将低位地址总线直接连至各芯片的地址线外，余下的高位地址总线全部参
2、加译码，译码输出作为各芯片的片选信号。相联存储器地址映象：地址映像的功能是应用某种函数把CPU发送来的主存地址转换成Cache的地址。地址映象方式通常采用直接映象、全相联映象、组相联映象三种方式。Cache：高速缓冲存储器。虚拟存储器：虚拟存储器（VirtualMemory）又称为虚拟存储系统，是以存储器访问的局部性为基础，建立在主存一辅存物理体系结构上的存储管理技术。它是为了扩大存储容量，把辅存当作主存使用，在辅助软、硬件的控制下，将主存和辅存的地址空间统一编址，形成个庞大的存储空间。程序运行时，用户可以访问辅存中的信息，可以使用与访问主存同样的寻址方式，所需要的程序和数据由辅助软件和硬件自
3、动调入主存，这个扩大了的存储空间，就称为虚拟存储器。存储器带宽：内存储器每秒钟访问二进制位的数目称为存储器带宽，用Bm表示。它标明了一个存储器在单位时间内处理信息的能力。存取时间存取时间又称存储器访问时间，是指启动一次存储器操作到完成该操作所需的时间。逻辑地址：用户可以像使用内存一样利用虚拟存储器的辅存部分。编程时，涉及辅存大小的空间范围的指令地址称为“虚地址（Virtual Address）”或“逻辑地址”。物理地址：实际的主存储器单元地址则称为“实地址”或“物理地址（Physical Address）。2填空题（1）静态随机存储器（Static RAM，SRAM）、动态随机存储器（Dyna
4、mic RAM，DRAM）（2）64（3）2FFFFH（4）3（5）32、4（6）速度、容量、数据宽度、带宽、CL（7）内存的数据传输频率、内存数据总线位数/8（8）MHZ（9）先进先出算法（FIFO）、最近最少使用法（LRU）、最久没有使用算法（LFU）（10）主存储器（11）CPU、CPU（12）RAM内的信息会丢失（13）只读（14）主存（15）读取、写、较大3选择题DACAA DABBC ACCAB4问答题及计算题（1）半导体存储器分为哪些类型？简述它们各自的特点。 答：半导体存储器按制造工艺分，可分为双极型和MOS型两大类；按存取方式分，又可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM
5、两大类；RAM根据存储电路的性质不同，又可分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），ROM按其性能不同，又可分为掩模式ROM、熔炼式可编程PROM、可用紫外线擦除、可编程的EPROM和可用电擦除、可编程的E2PROM。（2）半导体存储器的性能指标有哪些？对微机有何影响？答：性能指标：存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽、性能价格比和可靠性等。（3）存储器扩展设计的三种基本方法是什么？答：位扩展法、字扩展法、字位同时扩展法。（4）存储系统分为几个层次？各层次有什么作用？答：计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器
6、的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空,即硬盘，光盘等，容量大，但存取数据慢，计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理，然后在依据情况是否写回。 主存即为内存，断电信息丢失，但存取数据块，他的容量大小直接影响计算机运行速度。（5）简述什么是静态RAM以及它的使用特点。答：静态随机存储器的存储电路一般由MOS晶体管触发器组成，每个触发器可存放一位二进制的0或1。只要不断开电源，所存信息就不会丢失。SRAM存储状态稳定，不需要外加刷新电路，使用方便，而且具有极高的存储速度，比一般DRAM快45倍。但SRAM的基本存储电路所需的晶体管多（最多的需要6个），因而集成度不易做得很高，功耗也较大。一
7、般SRAM常用作微型系统中CPU和DRAM之间起缓冲作用的高速缓冲存储器（Cache）。（6）存储芯片中片选信号的产生方法有哪几种？各有什么特点？答：实现片选的方法一般有3种：线选法、全译码法和部分译码法。线选法就是用除片内寻址外的高位地址线不经过译码，直接分别接至各个存储芯片的片选端来区别各芯片的地址，当某地址线信息为0时，就选中与之对应的存储芯片。这些片选地址线每次寻址时只能有一位有效，不允许同时有多位有效，这样才能保证每次只选中一个芯片。线选法的优点连接简单，无需专门的译码电路。缺点是不能充分利用系统的存储器空间，地址空间浪费大。由于部分地址线未参与译码，必然会出现地址重叠。此外，当通过
8、线选的芯片增多时，还有可能出现可用地址空间不连续的情况，给编程带来了一定困难。全译码法除了将低位地址总线直接连至各芯片的地址线外，余下的高位地址总线全部参加译码，译码输出作为各芯片的片选信号。采用全译码法，可以提供对全部存储空间的寻址能力，每个存储单元的地址都是唯一和连续的，不存在地址重叠，但译码电路较复杂，连线也较多。部分译码法只对高位地址线中某几位（而不是全部高位）地址经译码器译码，以产生片选信号，剩余高位线或空着，或直接用作其他存储芯片的片选控制信号。对被选中的芯片而言，未参与译码的高位地址线可以为“0”，也可以为“1”，即每个存储单元将对应多个地址。所以，它是介于全译码法和线选法之间的
9、一种选址方法。部分译码法比全译码法简单，片与片之间是连续的，但地址不是唯一的。（7）一个1K8b的存储芯片需要多少根地址线？多少根数据线？ 答：1K8b的芯片，其中前一项的1K表示存储容量，表明需要多少根地址线。因为，1K=210，所以，需要10根地址线；后一项的8b表示数据线的位数，所以需要8根数据线。（8）若某微机有16条地址线，现用SRAM 2114（1K4）存储芯片组成存储系统，问采用线选译码时，系统的存储容量最大为多少？需要多少个2114存储器芯片？答：6K8，需要12片2114存储器芯片。（9）某RAM芯片的存储容量为10248位，该芯片的外部引脚应有几条地址线？几条数据线？若已知
10、某RAM芯片引脚中有15条地址线，8条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？答：RAM芯片的存储容量为10248位，该芯片的外部引脚应有10条地址线，8条数据线。若已知某RAM芯片引脚中有15条地址线，8条数据线，那么该芯片的存储容量是32K8位。（10）RAM和ROM有什么不同的工作特点？答：RAM静态随机存储器的存储电路一般由MOS晶体管触发器组成，每个触发器可存放一位二进制的0或1。只要不断开电源，所存信息就不会丢失。ROM中的信息一旦写入就不能进行修改，其信息断电之后仍然保留。ROM器件有两个显著的优点：一是结构简单，位密度比RAM高；二是非易失性，信息存储可靠性高。即使供电电源切断，R
11、OM中存储的信息也不会丢失。（11）用下列RAM组成存储矩阵，各需要多少个RAM芯片？多少个芯片组？多少根片内地址选择线？多少根芯片组选择地址线？ 5121b RAM组成16K8b 存储矩阵。 10241b RAM组成64K8b 存储矩阵。 2K4b RAM组成64K8b 存储矩阵。 8K8b RAM组成64K8b 存储矩阵。答：表3.1 习题11答案RAM芯片芯片总数芯片组数每组芯片各数片内地址选择线芯片组选择地址线5121b328512=299510241b6481042=2101062K4b3222K=2111158K8b818K=213133（12）现有存储芯片：2K1b的ROM和4K
12、1b的RAM，若用它们组成容量为16KB的存储器，前4KB为ROM，后12KB为RAM，问各种存储芯片分别需用多少片？答：需要2K1b的ROM芯片：片；需要4K1b的RAM芯片：片。（13）在对存储器芯片进行片选时，有哪几种方式？各有什么特点？答：常用的存储器片选控制译码方法有线选法、全译码法和部分译码法。线选法：当存储器容量不大、所使用的存储芯片数量不多、而CPU寻址空间远远大于存储器容量时，可用高位地址线直接作为存储芯片的片选信号，每一根地址线选通一块芯片，这种方法称为线选法。直观简单，但存在地址空间重叠问题。全译码法：除了将低位地址总线直接与各芯片的地址线相连接之外，其余高位地址总线全部
13、经译码后作为各芯片的片选信号。采用全译码法时，存储器的地址是连续的且唯一确定，即无地址间断和地址重叠现象。部分译码法：将高位地址线中的一部分进行译码，产生片选信号。该方法常用于不需要全部地址空间的寻址、采用线选法地址线又不够用的情况。采用部分译码法存在地址空间重叠的问题。（14）什么是高速缓冲存储器？它与主存是什么关系？其基本工作原理是什么？答：高速缓冲存储器存在于主存与CPU之间，由静态存储芯片（SRAM）组成，速度和CPU接近。把正在执行的指令代码单元附近的一部分指令代码或数据从主存装入Cache中，供CPU在一段时间内使用，由于存储器访问的局部性，在一定容量Cache的条件下，我们可以做
14、到使CPU大部分取指令代码及进行数据读写的操作都只要通过访问Cache，而不是访问主存而实现，从而使程序的执行速度大大提高。（15）什么是虚拟存储器？采用虚拟存储技术能解决什么问题？答：虚拟存储器由主存储器和联机工作的辅助存储器共同组成。采用虚拟存储器技术能解决主存容量不足的问题，虚拟存储器将主存或辅存的地址空间统一编址，形成一个庞大的存储空间，在这个大空间里，用户可以自由编程，完全不必考虑程序在主存是否装得下以及这些程序将来在主存中的实际存放位置。（16）虚拟存储器的管理方式有哪几种？简述它们的特点。答：段式存储器、页式存储器和段页式存储器。段式存储管理中，将程序的地址空间划分为若干个段（s
15、egment），各个段的长度因程序而异。这样每个进程有一个二维的地址空间。段式存储管理系统中，为每个段分配一个连续的分区，而进程中的各个段可以不连续地存放在内存的不同分区中。页式存储管理的主要思路是把虚拟（逻辑）地址空间和主存实际（物理）地址空间，都分成大小相等的页，并规定页的大小为2的整数次方个字，例如，若主存空间为8KB，辅存空间为16KB，页的大小为1KB，则主存空间可分为8个页面，其页面号为07；辅存空间可分为16个页，其页号为015。所有地址都可以用页号拼接页内地址的形式来表示。虚拟地址用虚页号拼接页内地址给出，主存实际地址用实页号拼接页内地址给出。通常要建立一张虚地址页号和实地址页号的对照表，记录程序再虚页调入主存时安排再主存中的位置，这张表叫做页表。页表可存放在主存中任意的一个连续区内；页表的表目包含主存页号、装入位、修改位、替换控制位和其他保护位等。段页式虚拟存储器是段式虚拟存储器和页式虚拟存储器的结合结合起来的一种折中方案。在这种方式中，它首先将程序按其逻辑结构划分为若干个大小不等的逻辑段，然后再将每个逻辑段划分为若干个大小相等的逻辑页。主存空间也划分为若干个同样大小的物理页。程序对主存的调入调出是按页面进行的，但它又可以按段
