本文格式为Word版，下载可任意编辑存储器习题解答 1. 用以下芯片构成存储系统，各需要多少个RAM芯片？需要多少位地址作为片外地址译码？设系统为20位地址线，采用全译码方式 （1）512×4位RAM构成16KB的存储系统； （2）1024×1位RAM构成128KB的存储系统； （3）2K×4位RAM构成64KB的存储系统； （4）64K×1位RAM构成256KB的存储系统 解：(1) 需要16KB/512×4=64片，片外地址译码需20-log2512=11位地址线 (2) 需要128KB/1K×1=1024片，片外地址译码需20-log21024=10位地址线 (3) 需要64KB/2K×4=64片，片外地址译码需20-log2(1024×2)=9位地址线 (4) 需要256KB/64K×1位=32片，片外地址译码需20-log2(1024×64)=4位地址线 2. 现有一种存储芯片容量为512×4位，若要用它组成4KB的存储容量，需多少这样的存储芯片？每块芯片需多少寻址线？而4KB存储系统最少需多少寻址线？ 解: 4K×8bit /512×4bit= 16片，需要16片存储芯片； 29 = 512，每片芯片需9条寻址线； 212 = 4096，4KB存储系统最少需12条寻址线。
3. 一个具有8KB直接相联Cache的32位计算机系统，主存容量为32MB，假定该Cache中块的大小为4个32位字 （1）求该主存地址中区号、块号和块内地址的位数 （2）求主存地址为ABCDEF16的单元在Cache中的位置 解: (1) 主存区数为32MB/8KB = 4096，212 = 4096，区号的位数为12； 区内块数为8KB/4×4B = 512，29 = 512，块号的位数为9； 块内单元数（字节编址）为4×32 / 8 = 16，24 = 16，块内地址的位数4 （2）主存地址为ABCDEF16的单元其二进制地址为： 0 1010 1011 1100 1101 1110 1111 (主存字节地址为25位) 区号为0 1010 1011 110 块号为0 1101 1110 数据在Cache中的位置是 0 1101 1110 1111 4. http://caoliuroom.pen.io/有一个Cache-主存存储层次，主存容量为8个块，Cache容量为4个块。
采用直接地址映象： （1）对于如下主存块地址流：0,1,2,5,4,6,4,7,1,2,4,1,3,7,2,假设主存中内容一开头未装入Cache中，请列出每次访问后Cache中各块的调配处境； （2）指出块命中的时刻； （3）求出此期间Cache的命中率 解：(1) 每次访问后Cache中各块的调配处境如下表 时间 地址流 0块 1块 2块 3块 1 0 0 2 3 1 2 0 0 1 1 2 4 5 0 5 2 5 4 4 5 2 6 6 4 5 6 7 4 4 5 6 8 7 4 5 6 7 9 1 4 1 6 7 10 2 4 1 2 7 11 4 4 1 2 7 12 1 4 1 2 7 13 3 4 1 2 3 14 7 4 1 2 7 15 2 4 1 2 7 （2）从表可见命中时刻为：7,11,12和15 （3）h =4 / 15 =0.267 5. 一个组相联映象Cache由64个存储块构成，每组包含4个存储块；主存包含4096个存储块，每块由128字组成，访存地址为字地址 （1）一个主存地址有多少位？一个Cache地址有多少位？ （2）计算主存地址格式中，区号、组号、块号和块内地址字段的位数。
解：(1) 主存4096块----12位, 每块128字----7位, 共19位 Cache 64块----6位, 每块128字----7位, 共13位 (2) 主存区数 = 主存块数 / Cache块数 = 4096 / 64 =64个区---- 6位 区内组数 = Cache块数 / 组内块数 = 64 / 4 =16个组---- 4位 组内块数为4 ----2位 块内地址为7位(字地址，每块128字) 主存地址格式如下： 6位 6位 2位 7位 区号 组号 组内块号 块内地址 6. 有一个16KB 4路组相联Cache的32位微处理器，假定该Cache的块为4个32位的字 （1）画出该Cache的布局规律图，指出主存地址的不同字段的作用 （2）主存地址为ABCDE8F8的单元在Cache中的什么位置 解：(1) Cache容量为16KB，地址14位; 采用4路组相联布局，块地址2位；块长为4个字，块内地址2位；每个字32位(4个字节)，字内字节地址2位。
由(2)知主存地址为32位，那么区号为32-14 = 18位那么规律布局图如下： （2）主存地址单元ABCDE8F8的二进制表示为： 1010 1011 1100 1101 1110 1000 11110 1000 Cache地址为：10 1000 11110 1000 7. 有一个”Cache-主存”存储层次主存共分为8个块(0～7)，Cache为4个块(0～3)，采用组相联映象，组内块数为2块，采用LRU(近期最少使用法)的替换算法 （1）画出主存、Cache地址的各字段对应关系； （2）画出主存、Cache空间块的映象对应关系的示意图； （3）对于如下主存块地址流：1、2、4、1、3、7、0、1、2、5、4、6、4、7、2，设主存中的內容在初始化时未装入Cache中，写出随时间的Cache中各块的使用处境;指出块失效又发生块争用的时刻;求出此期间Cache的命中率 解：(1) 主存、Cache地址的各字段对应关系如下： (2) 主存的第0和第1块映射到Cache的第0和第1块； 主存的第2和第3块映射到Cache的第2和第3块； 主存的第4和第5块映射到Cache的第0和第1块； 主存的第6和第7块映射到Cache的第2和第3块。
如下图所示： (3) Cache 中各块的使用状况如下图所示： 块失效又发生块争用的时刻为：6、7、9、10、11、12、14、15Cache命中3次,在此期间Cache的命中率为： H = 3 / 15 = 0.2 8. 某一存储器系统如下图所示，问它们的存储容量各是多少？RAM和EPROM存储器地址调配范围各是多少？ 解：该存储系统由一片EPROM芯片和一片RAM组成，由集成译码电路74LS138举行片选译码 EPROM芯片片内地址线12条为A0～A11，直接同8088的地址线A0～A11相连(留神，这里的地址线已从双重总线AD0～AD15，A16/S3～A19/S6中分开出来；另外，由于图中采用操纵线IO/M，因此CPU必然为8088) 8088的高8位地址线A12～A19加入片外译码 按74LS138的工作要求G1务必为高电平，G2A、G2B为低电平，那么A19～A15=11111，EPROM的CE同74LS138的Y5相接，A14A13A12=101，由此可得此题中EPROM的地址范围11111101000000000000～11111101111111111111即FD000H～FDFFFH，容量为4KB。
而RAM芯片内地址线11条为A0～A10，直接同8088的地址线A0～A10相连，8088的高8位地址线A12～A19加入片外译码 这里务必留神，CPU的A11未加入RAM的片内和片外的译码，是一个任选项，是0是1都可以 这里RAM的CS同74LS138的Y1相连 A14A13A12=001，由此可得此题中RAM的地址范围为11111001X00000000000～11111001X11111111111，这样RAM的地址范围有2个，当A11=0时，地址范围为F9000H～F97FFH和F9800H～F9FFFH，存在“地址重叠” 这里还需说明的是RAM芯片的CS、OE同74LS138的Y1相连，RAM芯片的WE同“非与门”(或门)的输出端相连这样，当CS为低电平选中RAM，同时OE为低电平，此时对RAM的读写取决于WE当举行存储器读操作时，IO/ M=“L”，WR=“H”， 或门输出为高电平，RAM的WE=“H”由6116的工作方式表可知WE=“L”， OE=“L”为读操作；当举行存储器写操作时，IO / M=L，WR=“L”， OE=“L”由6116的工作方式表可知WE=“L”，OE=X(不管是“H”是“L”)都为写操作。
EPROM的地址范围为FD000H～FDFFFH，存储容量为4KB；RAM的地址范围为F9000H～F97FFH或F9800H～F9FFFH，存储容量为2KB由于A11未加入译码，因而有地址重叠，一个内存单元有2个地址对应 9. 使用6116、2732和74LS138译码器构成一个存储容量为12KB ROM（00000H～02FFFH）、8KB RAM（03000H～04FFFH）的存储系统系统地址总线为20位，数据总线为8位 解：①译码地址线安置： 2732的容量为4K×8位存储器芯片，有12条地址线，12KB ROM需采用3片27326116的容量为2K×8位存储器芯片，有11条地址线，8KB RAM需采用4片6116ROM有片外译码的地址线为8条，RAM有片外译码的地址线为9条采用74LS138译码，每个输出端对应4KB地址范围，对于6116的A11还需举行二次译码 ② 列出地址范围： EPROM1 A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 11 A10 A9 A0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 。