1、第三章 存储系统一、 单选题1. 计算机中表示地址时使用（ A ）A. 无符号数 B. 原码 C. 反码 D. 补码2. 运算器虽有许多部件组成，但核心部分是（ B ）A数据总线 B算术逻辑单元 C多路开关 D通用寄存器3、断电后，下列说法中，正确的是( A )。AROM 中的数据仍然存在 BDRAM 中的数据仍然存在CSRAM 中的数据仍然存在 DCD-ROM 中的数据会丢失4、一个 8 位的微型机系统以 16 位来表示地址，则该计算机系统有( D )个地址空间。A128 B256 C1024 D655365、磁盘存贮器的记录方式一般采用( C )。A归零制 B不归零制 C调频制 D.调相制
2、6、相联存贮器是按( B )进行寻址的存贮器。A地址指定方式 B内容指定方式C堆栈存取方式 D地址指定方式与堆栈存取方式结合7、访问存储器时，读出的信息或将写入的信息要经过(A )。A数据寄存器 B指令寄存器 C累加器 D地址寄存器8、指令系统中采用不同寻址方式，其目的是( C )。A可以直接访问外存B实现存储程序和程序控制C缩短指令长度，扩大寻址空间，提高编程灵活性D提供扩展操作码的可能，并降低指令译码难度9. 主存储器和 CPU 之间增设高速缓冲器的目的是（ A ）A. 解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题B. 扩大主存储的容量C. 扩大 CPU 中通用寄存器的数量D. 扩大 CPU 中
3、通用寄存器的数量和主存储器的容量10. 某计算机的字长为 16 位，它的存储容量为 64KB，若按字寻址，其寻址范围是( B )A. 032KB B. 032K-1 C. 064KB D. 064K-111、存储周期（ C ）存储时间。A、大于 B、小于 C、略大于 D、略小于 12、CPU 与主存之间以（ B ）信号表示一次访存操作结束。A、Busy B、Ready C、Write D、Read 13、静态存储器的功耗和集成度比动态存储器要（ A ） 。A、大、小 B、大、大 C、小、小 D、小、大 14、在三层次存储系统中不包括（ C ） 。A、辅助存储器 B、主存储器 C、寄存器 D、C
4、ache 15、若操作数在寄存器中，寄存器号在指令中给出，则这种指令的寻址方式为(A )A寄存器寻址方式 B寄存器间接寻址方式C寄存器基址寻址方式 D寄存器变址寻址方式16存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于（ D ）A存放程序 B存放软件 C存放微程序 D存放程序和数据17采用虚拟存储器的主要目的是（ B ）A提高主存储器的存取速度 B扩大主存储器空间，并能进行自动管理C提高外存储器的存取速度 D扩大外存储器的存储空间18EPROM 是指（ D ）A 读写存储器 B只读存储器C可编程的只读存储器 D可擦除可编程的只读存储器19若 RAM 中每个存储单元为 16 位，则下面所述正确的是（ B
5、 ）A. 地址线也是 16 位 B地址线与 16 无关C地址线与 16 有关 D地址线不得少于 16 位20计算机的存储器采用分级方式是为了（ B ）A减少主机箱的体积 B解决容量、价格、速度三者之间的矛盾C保存大量数据方便 D操作方便 21需要进行刷新处理存储器的是（ C ）A. ROM B. EPROM C. DRAM D. SRAM22. 某芯片,其容量 5128 位,除电源和接地端,该芯片引出线的最小数目应为（ D ）A. 23 B. 25 C. 50 D. 1923、存贮周期是指( C )。A存贮器的读出时间 B存贮器的写入时间C存贮器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔 D存贮器
6、进行连续写操作所允许的最短时间间隔24、存贮单元是指( B )。A存放一个二进制信息位的存贮元 B存放一个机器字的所有存贮元集合C存放一个字节的所有存贮元集合 D存放两个字节的所有存贮元集合25、在一般微处理器中，( D )包含在 CPU 中。A主内存 外存 主存储器 Cache26、DRAM 是指 ( C )。 A随机访问存储器 顺序访问存储 动态随机访问存储器 静态随机访问存储器27、计算机中的地址总线共有 24 位，则该机器可访问的内存最大为( D )。A1MB 24MB 4MB 16MB28、存贮器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来( C )。A存放数据 存放程序 存放数据和程序 存
7、放微程序29、CPU 不能直接访问的是( D )。ARAM ROM 内存 外存30、采用虚拟存储器的目的是( D )。A提高外存的速度 B提高主存速度C扩大外存容量 D扩大内存的寻址空间31、SRAM 是指( D )，A随机访问存储器 B顺序访问存储器C动态随机访问存储器 D静态随机访问存储器32、计算机中的存储器系统是指( D )。ARAM 存储器 BROM 存储器C主存储器 D主存储器和外存储器33、 “640K 存储器”是指下列 ( D )。A.4023Bytes 的存储器 B6402 3 Bits 的存储器C6402 10Bits 的存储器 D6402 10Bytes 的存储器34、存
8、储单元是指（ A ）A存放一个机器字的所有存储元 B存放一个二进制信息位的存储元C存放一个字节的所有存储元的集合 D存放两个字节的所有存储元的集合35、在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由（ D ）完成地址映射。A程序员 B编译器 C装入程序 D操作系统36、某计算机字长 32 位，其存储容量是 4MB，若按字编址，它的寻址范围是（ A ）A.01MW B.01MB C.04MW D.04MB二、 填空题1EPROM 是指 可擦写可编程的 ROM 。2刷新的方式有两种，集中和 分布 。3. 堆栈中数据的存取顺序是 先进后出 。4、连续启动两次独立的存储器操作所需时间间隔的最小时间称为 存储周期
9、 。5动态 RAM 靠电容存储电荷存贮信息, 使用时需不断 刷新 才能使信息保持。6层次化存储体系涉及到主存、辅存、Cache 和寄存器，按存取时间由短至长的顺序是 寄存器、Cache、主存、辅存 。7设 Cache 的存取时间为 tc，命中率为 h，主存的存取时间为 tm，则平均存取时间为 h*tc+(1-h)*(tc+tm) 。8对存储器的访问包括读、 写 两类。9、存储器中可容纳的 信息数量 ，称为存储器的容量。10、统编址法就是 存储器地址映射外设 的输入输出方法。11、由于主存储器需要较高的速度，故般都采用 半导体电路 来实现。12、数据的存储一般是以 字 为单位进行的。13、位扩展
10、法这种方式没有选片要求，只对 数据位数 进行扩展。三、 名词解释1、RAM：即随机存储器，有三个特点：常规下可读可写，断电后信息丢失，访问时间与单元物理位置无关。2、段式管理：把主存按段分配的存储管理方式称为段式管理。段式管理是一种模块化的存储管理方式。3、DRAM ：动态 RAM，是利用半导体器件内部的分布电容来保存信息，以电容充电的正、负性来表示“0” 、 “1“信息。DRAM 的特点是集成度高、价格便宜，但需要刷新操作。DRAM 适合于做大容量主存中的 RAM。4、写回法：即写 cache 时不写主存，而当 cache 数据被替换出去时才写回主存。写回法cache 中的数据与主存中的数据
11、不一致。5、组相联映像：存储空间分成若干组，组间是直接映象，组内采用全相联映象。6、全相联映像：任何虚页都可以调进内存(主存) 中的任意页面位置，这种映像规则称为全相联映像。7、访存局部性：程序对存储空间的 90的访问局限于存储空间的 10的区域中，而另外10的访问则分布在存储空间的其余 90的区域中，这规律称为访存局部性规律。四、 简答题1、计算机的存储器为什么有内存与外存之分？计算机的存储器分为内存与外存，主要是从速度和价格上考虑的结果。在存储器介质中，半导体存储介质的存储密度高，信息的存入和取出的速度快，但存储成本高，在电源断开后存储的信息会丢失。而光、磁等介质则容量大，成本较低，掉电后
12、信息不会丢失，但是读写速度慢。为了用最合理的成本实现最大的存储容量，存储器采用半导体存储器来做主存满足系统对速度的要求；采用光、磁存储器作外存，来满足系统对容量的需要。2、在大数端存储方式下，向存储器中地址为 1000 的地方写入个 32 位的字 1267AB92H，然后分别从存储器中地址分别为 1000，1001，1002，1003 的单元读取四个字节。问这四个字节的内容分别是什么?答：大数端存储方式是将最低字节存储在最大地址位置，所以1000 单元中的内容是 12H1001 单元中的内容是 67H1002 单元中的内容是 ABH1003 单元中的内容是 92H3、已知某存储器芯片容量为 4
13、K4bit，问： 该存储器芯片的引脚最少为多少？ 构成 32K8bit 的存储系统需多少块该芯片？解： 该芯片容量为 4K4bit,故地址线 12 根,数据线 4 根,加上 CS、R/W、VCC、GND, 该芯片的引脚最少为 20 根。 共需芯片数:32K*8/4K*4=16(片)。4、比较动态 RAM 和静态 RAM。静态 RAM 利用双稳态触发器来保存信息,只要不断电,信息不会丢失。动态 RAM 利用MOS 电容存储电荷来保存信息,使用时需不断给电容充电才能使信息保持。静态 RAM 集成度低,但功耗较大,动态 RAM 集成度高,功耗小,主要用于大容量存储器。5、画出存储器系统的层次结构，并
14、加以说明。 一个完整的存储器系统按层次来分类,可分为主存储器、高速缓冲存储器 Cache 和辅存储器。主存储器用来存放计算机运行期间所需要的程序和数据；Cache 位于主存和 CPU 之间，用来存放正在执行的程序和数据，以便 CPU 高速地使用它们；辅存也称外存储器，用来存放当前暂不参与运行的程序和数据，以及一些需要永久保存的信息，辅存设在主机外部,容量极大且成本很低，但存取速度较低，而且 CPU 不能直接访问它，必须通过专门的程序与主存进行成批的信息交换，待信息调入主存，CPU 才能使用它。CacheCPU6、存储器芯片的容量通常用 ab 的方式表示，其中 a 为字数，b 为每个字的位数。如
15、果问以下几种存储器芯片分别有多少地址线和数据线?(1)2K16 (2)64K8 (3)16M32 (4)4G4解：(1)因为 2K=211，所以地址线为 11，数据线为 16。(2)因为 64K=216，所以地址线为 16，数据线为 8。(3)因为 16M=224，所以地址线为 24，数据线为 32。(4)因为 4G=232，所以地址线为 32，数据线为 4。7、什么叫刷新？动态存储器为什么需要刷新？为了保证存储信息不遭破坏,每隔一定的时间对电容进行充电的过程称为刷新。动态 RAM 利用 MOS 电容存储电荷来保存信息,随着时间的增加,其电荷会逐渐漏掉,从而使存储的信息丢失,因此使用时需进行刷
16、新,即不断给电容充电才能使信息保持。8、比较“主存辅存” 、 “Cache主存”层次的不同点。“主存辅存” ， “Cache主存”层次有很多相似之处,都基于程序局部性原理。相同点:出发点相同, 二者都是为了提高存储系统的性能/价格比而构造的层次存储体系原理相同,都是利用了程序运行时的局部性原理把最近常用的信息块从相对慢速而大容量的存储器调入相对高速而小容量的存储器。不同点: 目的不同,Cache 主要解决主存与 CPU 的速度差异问题,而辅存主要解决存储容量问题。未命中时的损失不同,虚存未命中时的损失要远大于 Cache 未命中时的损失。数据通路不同。9、什么是组相联映像？将虚存空间与主存空间
17、均分组，虚存每组只能调进实存的一个特定组(即组间采用直接映像) ；每组又分成若干页（各组的页面数都相同） ，组内各页在虚实存之间按全相联方式映像。虚存的一页可调进特定的实存组内的任意一个页面中。这种方式命中率介于上两种方式之中，但地址交换过程的速度比全相联方式快。10、什么是多体交叉编址？这种编址方法是主存的低 K 位确定一个模块( 共有 2k 个模块 )，高 m 位指定该块内的地址。连续的几个地址(即存储单元 )依次分布在连续的几个模块内，而不是在同一个模块内，故称为多体交叉编址(因为在 2k 个模块上交叉编址，又称为模 2k 交叉编址) 。于是 CPU 要访问主存的几个连续地址时可使这几个
18、模块同时工作，使整个主存的平均利用率得到提高。11、简述 Cache 中的三种地址映像方式及各自特点。直接映像。优点:实现简单 ,只需利用主存地址按某些字段直接判断; 缺点:不够灵活,主存的 2t 个字块只能对应唯一的 Cache 字块,降低了命中率。全相联映像。允许主存中的每一个字块映像到 Cache 的任何一个字块。组相联映像。是直接映像和全相联映像的一种折衷方案。五、 综合题1、 Intel2114(1Kx4bit)芯片有片选端 (CS*)和写允许端 (WE*)，试用 2114 存储芯片构成1Kl6bit 的存储器(画出结构图)。解：214 214 214 214CS* WE*片 选 A
19、90A A A 2、有一 Cache 的容量为 2K 字,每块为 16 字,问: 该 Cache 可容纳多少块? 如果主存的容量是 256K 字,则有多少块? 主存的地址有多少位? Cache 的地址有多少位? 在直接映射方式下,主存中的第 i 块映射到 Cache 中哪一块? 解：Cache 的容量为 2K 字,每块为 16 字,则 Cache 中有 2048/16=128 块。如果主存的容量是 256K 字,则有 256*1024/16=16384 块。因为主存的容量是 256KW=218W,所以主存地址有 18 位, Cache 的容量为 2K 字,所以, Cache 的地址有 11 位
20、。在直接映射方式下,主存中的第 i 块映射到 Cache 中的第 i mod 128 块。3、已知某 16 位机的主存采用半导体存贮器，地址码为 20 位，若使用 8K8 位 RAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块形式，问：若每个模块为 128KW，共需几个模块？每个模块内共有多少片 RAM 芯片？主存共需多少 RAM 芯片？CPU 如何选择各模块？答：2 20=1MW,1MW/128KW=8,所以,共需 8 个模块。128KW/8K*8=32(片) 。共需 8*32=256 片。每两个 8 位 RAM 构成一个 8K*16 位的 RAM 组,16 组构成一个 128KW 的模块
21、,共八个模块,通过三八译码器来选择模块。4、请用 164bit 的存储器芯片构成一个 64KB 的存储器系统。其中地址总线为 A0An，数据总线为 D0D7，读写控制线为 R/W。请画出芯片级逻辑框图，注明各种信号线，写出各片选信号逻辑式。CS0= ； CS1= A14 ； CS2= A15 ； CS3= A15 15A45 14csR/wA013 DB07csR/wR/wR/wR/wR/wR/w R/wcscscscscscscsD03 D03 D03 D03D47D47D47D47Y12Y35、列举出三种存储器的分类方法？并举例说明。（1）按存储介质分类；如半导体存储器、磁表面存储器（2）按存取方式分类；如随机存取（RAM） 、顺序存取（磁带）（3）按信息的可保护性分类；如非永久记忆存储器（RAM） 、永久记忆存储器（ROM）6、设有一个具有 14 位地址和 8 位字长的存储器。 要求： （1）该存储器能存储多少字节的信息？（2）如果由 4K4 位的 RAM 芯片组成，需要多少片？采用的是何种扩展方法？（1）存储器存储单元的个数=2 14=16*1024=16384 字节 （2）存储器是 16K8 位，所以需 4K4 位的 RAM 芯片的数量=16K*8/(4K*4)=8(片)采用的是字位扩展方法。
