计算机硬件技术基础(第2版) 答案 第3章 习题 耿增民 孙思云 内部存储器.doc

第3章 内部存储器1 名词解释随机存储器：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。相联存储器地址映像：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。存储器宽带：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。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） 随机存储器RAM主要包括静态随机存储器和动态随机存储器两大类。（2） 构成64K的存储系统，需8K1的芯片64 片。（3） 某存储模块的容量为64K，它的起始地址若为20000H，则末地址应为2FFFFH 。（4） 半导体动态存储器的刷新方式一般有3 种。（5） 用2K8的SRAM芯片组成32K16的存储器，共需SRAM芯片 32片，产生片选信号的地址至少需要 4位。（6） 内存的主要性能指标有：速度、容量、数据宽度、带宽和 CL。（7） 内存的数据带宽的计算公式是：数据带宽=内存的数据传输频率内存数据总线位数/8。（8） 内存的工作频率表示的是内存的传输数据的频率，一般使 MHZ为计量单位。（9） 常用的页面调度算法有 先进先出调度算法、 最近最少调度算法和 最久没有使用调度算法。（10） 一般微型计算机存储器系统主要由主存储器高速缓冲存储器、辅助存储器以及管理这些存储器的硬件和软件组成。（11） 高速缓冲存储器是介于 CPU和主存储器之间的一个容量小、但速度接近于 的存储器，一般装在CPU内部。（12） RAM是一种既能写人又能读出的存储器。RAM只能在电源电压正常时工作，一旦断电， RAM内的信息会丢失。（13） ROM是一种只读的存储器，通常用来存放那些固定不变、不需要修改的程序。（14） 虚拟存储器具有辅存的容量，而又具有接近主存的存取速度。（15） 只读存储器（Read Only Memory）的重要特点是只能读取，不能写。其刷新原理与SRAM类似，但消耗能量较大，所以通常关闭计算机电源之后，其中数据还被保留。3 选择题（1）下列存储器中，断电后信息不会丢失的是（ D ）。 A）DRAM B）SRAM C）CACHE D）ROM（2）计算机系统中的存储器主要用来（ A ）。 A）存放数据和程序 B）存放微程序 C）存放数据 D）存放程序（3）内存储器的特点是（ C ）。 A）速度快、成本低、容量小 B）速度慢、成本高、容量大 C）速度快、成本高、容量小 D）速度快、成本低、容量大（4）半导体只读存储器（ROM）与半导体随机存储器（RAM）的主要区别在于（ A ）。 A）在掉电后，ROM中存储的信息不会丢失，RAM信息会丢失 B）掉电后，ROM信息会丢失，RAM则不会 C）ROM是内存储器，RAM是外存储器 D）RAM是内存储器，ROM是外存储器（5）下列（ A ）存储方式不能实现虚拟存储器。 A）分区 B）页式 C）段式 D）段页式（6）微型计算机配置高速缓冲存储器是为了解决（ D ）。 A）主机与外设之间速度不匹配问题 B）CPU与辅助存储器之间速度不匹配问题 C）内存储器与辅助存储器之间速度不匹配问题 D）CPU与内存储器之间速度不匹配问题（7）SRAM指的是（ A ）。 A）静态随机存储器 B）静态只读存储器 C）动态随机存储器 D）动态只读存储器（8）下面有关存储器存取速度快慢的表述中正确的是（ B ）。 A）RAMCache硬盘软盘 B）CacheRAM硬盘软盘 C）Cache硬盘RAM软盘 D）硬盘RAM软盘Cache（9）下列叙述中，错误的是（ B ）。 A）内存储器RAM中主要存储当前正在运行的程序和数据 B）高速缓冲存储器（Cache）一般采用DRAM构成 C）外部存储器（如硬盘）用来存储必须永久保存的程序和数据 D）存储在RAM中的信息会因断电而全部丢失（10）能直接与CPU交换信息的存储器是（ C ）。 A）硬盘存储器 B）CD-ROM C）内存储器（CACHE） D）软盘存储器（11）把硬盘上的数据传送到计算机内存中去的操作称为（ A ）。 A）读盘 B）写盘 C）输出 D）存盘（12）下列有关内存说法中错误的是（ C ）。 A）内存容量是指内存储器中能存储数据的总字节数 B）内存容量越大，计算机的处理速度就越快 C）内存不能与硬盘直接交换数据 D）内存可以通过Cache与CPU交换数据（13）我们通常所说的内存是指（ C ）。 A）ROM B）ROM和RAM C）RAM D）ROM的一部分（14）LRU页面调度算法淘汰（ A ）的页。 A）最近最少使用 B）最近最久未使用 B）最先进入主存 D）将来最久使用（15）分页虚拟存储管理中，缺页中断时，欲调度一页进入主存中，内存已无空闲块，如何决定淘汰已在主存的块时，（ B ）的选择是很重要的。 A）地址变换 B）页面调度算法 C）对换方式 D）覆盖技术4简答题及计算题（1）半导体存储器分为哪些类型？简述它们各自的特点。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？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？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？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。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。（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？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.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。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。（7）一个1K8b的存储芯片需要多少根地址线？多少根数据线？需要10根地址线, 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？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？若已知某RAM芯片引脚中有15条地址，8条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？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？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，ROM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？多少根芯片组成选择地址线？ 1）5121b RAM组成16K8b 存储矩阵。 2）10241b RAM组成64K8b存储矩阵。 3）2K4b RAM组成64K8b存储矩阵。 4）8K8b RAM组成64K8b存储矩阵。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5121b3289510241b6481062K4b3221158K8b81133（12）现有存储芯片：2K1b的ROM和4K1b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要用多少片？需要2K1b的ROM芯片16片，需要4K1b的RAM芯片24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？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。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？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？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（16）虚拟存储器的管理方式有哪几种？简述它们的特点。段式存储器、页式存储器和段页式存储器。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。（17）片选控制译码有哪几种常用方法？其中哪几种方法存在地址重叠问题？片选控制译码有线选法、全译码法、部分译码法，其中线选法、部分译码法都存在地址重叠的问题。（18）内存条有哪些性能指标？它们对内存条的整体性能有什么影响？速度：内存速度一般用于存取一次数据所需的时间（单位一般都 ns）来作为性能指标容量：受到主板支持最大容量的限制数据宽度和带宽：内存的数据宽度是指内存在一个时钟周期内可以传输数据的位数，以