《微机接口与原理技术》第5章习题及参考解答

第5章习题及参考解答1.计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是( 。A.便于读写数据B.减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾解 D2.在多级存储体系中,Cache主存结构的作用是解决( 问题。A.主存容量不足B.主存与辅存速度不匹配C.辅存与CPU速度不匹配D.主存与CPU速度不匹配解 D3.下列因素中,与Cache的命中率无关的是( 。A.主存的存取时间B.块的大小C.Cache的组织方式D.Cache的容量解 A4.下列说法中不正确的是( 。A.每个程序的虚地址空间可以远大于实地址空间,也可以远小于实地址空间B.多级存储体系由Cache、主存和虚拟存储器构成C.Cache和虚拟存储器这两种存储器管理策略都利用了程序的局部性原理D.当Cache未命中时,CPU可以直接访问主存,而外存与CPU之间则没有直接通路解 B5.下列说法中正确的是( 。A.虚拟存储器技术提高了计算机的速度B.Cache与主存统一编址,Cache的地址空间是主存地址空间的一部分C.主存都是由易失性的随机读写存储器构成的D.Cache的功能全部由硬件实现解 D6.在Cache的地址映射中,若主存中的任意一页均可映射到Cache内的任意一页的位置上,则这种方法称为( 。A.全相联映射B.直接映射C.组相联映射D.混合映射解 A7.在计算机系统中,下列部件都能够存储信息:主存;CPU内的通用寄存器;Cachc;磁带;磁盘。按照CPU存取速度排列,由快至慢依次为( 。其中,内存包括( ;属于外存的是( ;由半导体材料构成的是( 。解从快到慢依次为(、。其中,内存包括(和;属于外存的是(和;由半导体材料构成的是(、。8.什么是SRAM,DRAM,ROM,PROM,EPROM和FLASH?解易失性半导体存储器统称为RAM,它分为静态RAM(SRAM和动态RAM(DRAM,用于在程序中保存需要动态改变的数据,或是需要动态加载的程序。非易失性半导体存储器称为ROM,其中PROM 是可编程ROM,EPROM是可擦除PROM(包括紫外线可擦除和电可擦除两种。FLASH是一种可以电擦除的非易失性半导体存储器。9.存储器有哪些主要技术指标?这些指标是如何表示的?解存储器的主要技术指标包括:存取速度Tacc,以ns(纳秒表示;存储容量,以bit表示,或用Byte表示,如62256,256kbit,或8K8 bit;存储器类别,用型号来区分。10.DRAM的存取时序和SRAM有何不同?其性能有何不同?解SRAM的读写操作如下:首先在地址线上出现有效的地址,然后CS有效,最后根据OE或WE 是否有效进行相应的读/写。而DRAM的读写操作如下:首先在地址线上出现有效的行地址,然后RAS 有效;经过一定时间之后,地址线上的行地址被撤除,改送列地址,而CAS变为有效;当行、列地址都被锁存到DRAM芯片内部的锁存器之后,即可根据OE或WE信号进行读/写操作。二者的不同在于DRAM 芯片采用分时复用的方式传输地址,也即将地址分为行地址和列地址两部分分时在地址线上传送,这需要两个连续的时钟周期。SRAM的速度快、接口简单、读写操作简便,但存储容量较小、价格也比较高;而DRAM的存储密度较高、存储容量大,但接口较复杂,且需要定时刷新。11.DRAM为什么要刷新?刷新方式有几种?解因为DRAM存储的信息会随时间而消失,所以需要刷新。刷新方式包括:片外刷新(分散刷新、集中刷新和异步刷新;片内刷新。12.8086 CPU与存储器连接时需要考虑哪几方面的因素?解存储器接口设计需要考虑以下问题:(1存储器容量;(2存储空间的安排;(3总线上的存储器存取信号及时序;(4数据总线宽度等。15.用2114、6116和6264分别组成容量为64K8的存储器,各需多少芯片?地址需要多少位作为片内地址选择线,多少位作为芯片选择线?解2114是1K4的SRAM芯片。需要64X2=128个芯片,地址需要10位作为片内地址选择线,6位作为芯片选择线。6116是2K8的SRAM芯片,需要32个芯片,地址需要11位作为片内地址选择线,5位作为芯片选择线。6264是8K8的SRAM芯片,需要8个芯片,地址需要13位作为片内地址选择线,3位作为芯片选择线。16.设有一个具有24位地址和8位字长的存储器,问:(1该存储器能够存储多少字节的信息?(2如果该存储器由4M1位的RAM芯片组成,需要多少片?(3在此条件下,若数据总线为8位,需要多少位作芯片选择?解(116兆字节(2需要48=32片(3两位18.某计算机系统的内存储器由Cache和主存构成,Cache的存取周期为45ns,主存的存取周期为200ns。已知在一段给定的时间内,CPU共访问内存4500次,其中340次访问主存。问:(1Cache的命中率是多少?(2CPU访问内存的平均时间是多少纳秒?(3Cache-主存系统的效率是多少?(4CPU访存的平均时间与哪些因素有关?解(1H=0.924(2T=56.71ns(3e=0.7935(4和命中率H以及Cache和主存的存取时间T1和T2有关。23.说明80486 CPU在进行字节/字/双字数据访问时,数据地址和BE0、BE1、BE2和BE3之间的关系。解当只有BE0有效时,通过D7D0传输低字节;当只有BE1有效时,通过D15D8传输次低字节;若BE0和BE1有效而另外两个字节允许信号无效,则通过D15D0传输低字;若四个字节允许信号都有效,则通过D32D0传输双字。24.对于Pentium采用全译码方式设计一个64位存储器模块,使用EPROM芯片,地址范围FFFF0000HFFFFFFFFH,SRAM芯片,地址范围00000000H003FFFFFH。解若采用EPROM芯片27C64(8K8位,需要8片,其中SA31SA16共16位都为1作为8片27C64的片选信号,存储器读/写信号与BE0-BE7结合产生8片存储芯片的读/写信号,SA15-SA3作为地址线连接到27C64相应的地址线A12-A0上作为各芯片内存储单元的寻址信号。若采用SRAM芯片628128(128K8,需要32片,用SA31-SA20共12位译码作为片选信号,其中SA31SA22都为0,根据SA21,SA20选择地址范围00000000H000FFFFFH ,00100000H001FFFFFH , 0020