工业微型计算机复习

1、第四章微型计算机的内存及其与CPU的连接 本章主要介绍了微型计算机存储器的分类、指标以及半导体存储器的工作原理和应用，IBM- PC微型计算机存储器的配置和管理，通过本章的学习，要求考生能从整体上了解这些基础理论，在此基础上，能对实际的微机存储器进行管理和设计。一、重点提示 本章的重点是了解存储器的分类，SRAM，DRAM和EPROM的工作原理，在此基础上，掌握CPU与存储器的连接原则，IBM-PC计算机存储器的组成，了解内存管理模式。 二、难点提示 高档PC机内存中常规内存，高端内存，上位内存，扩展内存的概念以及对这些概念的理解。1概述(1)计算机中存储器的分类：内存和外部存储器（光存储器，

2、磁盘存储器等）(2)半导体存储器的分类(3)半导体存储器的指标2随机读写存储器RAM (1)静态存储器SRAM的工作原理和典型芯片 (2)动态存储器DRAM的工作原理和典型芯片3只读存储器ROM (1)、掩模ROM (2)可擦可编程只读存储器EPROM的工作原理，EPROM典型芯片 (3)电擦可编程只读存储器EEPROM的工作原理4CPU与存储器的连接 (1)连接时应注意的问题 (2)典型CPU与存储器的连接5IBMPC/XT中的存储器 6扩展存储器及其管理 熟悉这些基本概念： 1DRAM=动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息。 2逻辑地址：程序员编程所用的地址以及CPU通过指令访问主存时

3、所产生的地址。3随机存取方式：可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关。 4RAM:随机访问存储器，能够快速方便地访问地址中的内容，访问的速度与存储位置无关。 5ROM：只读存储器，一种只能读取数据不能写入数据的存储器。 6SRAM：静态随机访问存储器，采用双稳态电路存储信息。 7DRAM=动态随机访问存储器，利用电容电荷存储信息。8NVRAM=非易失RAM，或掉电自保护RAM，在掉电或电源有故障的瞬间，它把SRAM的信息保存在EEPROM中，从而使信息不会丢失。 9PROM：可编程的ROM，可以被用户编程一次。 10. EPROM：可擦可编程只读存储器ROM，可以：被用户编

4、程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。11. EEPROM.电擦可编程只读存储器ROM，能够甩电子的方法擦除其中的内容。12快闪存储器：一种非挥发性存储器，与EEPROM类似，能够用电子的方法擦除其中的内容。 13虚拟存储器：是一种技术，它提供比物理存储器大得多的存储空间，使编程人员在写程序时，不用考虑计算机的实际容量，可以写出比任何实际配置的物理存储器都大很多的程序。 14段式管理：一种虚拟存储器的管理方式，把虚拟存储空间分成段，段的长度可以任意设定，并可以放大或缩小。 15页式管理：一种虚拟存储器的管理方式，把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定容量的页，需要时装人内存，各页

5、可装入主存中不同的实际页面位置。 16段页式管理：一种虚拟存储器的管理方式，将存储空间逻辑模块分成段，每段又分成若干页。 17两级页表机构：为节约内存，分为两级页表机构，第一级用1K个表项，每项4个字节，占4KB内存。第二级再用10位，这样两级表组合起来即可达到1MB个表项。 18物理地址：用分页机制把线性地址转换得到的地址。 19线性地址空间：80386先使用段机制，把包含两个部分的虚拟地址空间转换为一个中间地址空间的地址，这一中间地址空间称为线性地址空间。 20内存：把具有一定容量、存取速度快的存储器称为内部存储器，简称为内存。 21外存：把存储容量大而速度较慢的存储器称为外部存储器，简称

6、外存。 22存储器的容量：每个存储器芯片所能存储的二进制数的位数。 23HMA：利用HIMEM. SYS即可驱动位于10241088K的64KB内存，这一段内存叫高位内存区，简称HMA。 24EMS：是XMS中的存储器，但它是利用扩充存储器的管理程序进行管理的XMS。 25上位存储器：内存保留区的存储器。 26影子存储器：把执行速度慢的ROM BIOS程序放到执行速度快的DRAM中执行，称为SHADOW RAM，即影子存储器。 27扩展存储器：PC机的地址在I00000H以上的“存储器称为扩展存储器，也叫XMS。 28主存储器：为保持兼容性，把地址范围“09FFFFH的640KB内存叫主存储器

7、。 29内存保留区：在PC机中，主存储器以外的，地址从A0000HFFFFFH的384KB内存叫内存保留区。 30字节编址结构：在各种微型计算机系统中，字长有8位、16位或32位之分，可是存储器均以字节为基本存储单元，存储1个16位或32位数据，就要放在连续的几个内存单元中，这种存储器就是字节编址结构。 31段属性：如可读出或写入的特权级等。 32段的基地址：即线性空间中段的开始地址。 33段的界限：段内可以使用的最大偏移量，它指明该段的容量大小。 34保护：所谓保护有两个含义，一是每一个任务分配不同的虚地址空间，使任务之间完全隔离，实现任务间的保护。二是任务内的保护机制，保护操作系统存储段及

8、其专用处理寄存器不被应用程序所破坏。三、例题解析一、单项选择题1动态半导体存储器的特点是 ( ) A在工作中存储器内容会产生变化 B每次读出后，需要根据原存内容重新写入一遍 C每隔一定时间，需要根据原存内容重新写入一遍 D在工作中需要动态地改变访存地址 答案C 【解析】动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息，由于电容会放电，必须在电荷流失前对电容充电，即刷新。方法是每隔一定时间，根据原存内容重新写入一遍。2当高速缓冲存储器容量为32KB时，其命中率为 ( )A92% B80% C90% D86%答案D【解析】CPU访问高速缓冲存储器，找到所需信息的百分比称为命中率。当高速缓冲存储器容

9、量为32KB时，其命中率为86%，当高速缓冲存储器容量为64KB时，其命中率为92%。3若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为 ）A字节/秒B4M字节秒C字节/秒D8M字节秒答案C【解析】存储周期250ns，换算为秒；每个存储周期可读出16位，为两个字节，则数据传送率为：2字节()秒，即字节秒。4半导体静态存储器、SRAM的存储原理是 ( ) A依靠双稳态电路 B依靠定时刷新C依靠读后再生 D信息不再变化 答案A【解析】半导体静态存储器SRAM是由双稳态电路构成，并依靠其稳态特性来保存信息；动态存储器DRAM是利用电容器存储电荷的特性存储数据1，依靠定时刷新和读后再生对

10、信息进行保存，而ROM中的信息一经写入就不再变化。5下列工作方式中，( )不是2816的工作方式。 A读方式 B写方；式 C片擦除方式 D掉电方式 答案D 【解析】2816是容量2KB的电擦除PROM，它有6中工作方式，即读方式。备用方式，字节擦除方式，写方式，片擦除方式，擦写禁止方式。 6下列存储器中，( )速度最快。 A硬盘 B光盘 C磁带 D半导体存储器 答案D 【解析】由于存储器原理和结构的不伺，各种存储器的访问速度各不相同。以上存储器中访问速度由快到慢的顺序为：半导体存储器、硬盘、光盘、磁带。7( )方式是8028680486最基本的工作方式。 A实地址 B虚地址保护 CV86 DX

11、86 答案A 【解析】80386、80486微处理器支持三种工作方式，即实地址方式、虚地址保护方式、V86方式，80286只有两种工作方式，8088/8086只工作在实地址方式。实地址方式是8028680486最基本的工作方式，寻址范围只能在1MB范围内，故不能管理和使用扩展存储器。8表示主存容量的常用单位为 ( ) A数据块数 B字节数 C扇区数 D记录项数 答案B 【解析】表示主存容量的常用单位字节B，是基本单位。此外还有KB、MB、GB、TB。9存储器的随机访问方式是指 ( ) A可随意访问存储器 B按随机文件访问存储器 C可对存储器进行读出与写入 D可按地址访问存储器任一编址单元，其访

12、问时间相同且与地址无关 答案D 【解析】存储器的随机访问方式是指可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关。10动态存储器的特点是 ( ) A工作中存储内容会产生变化 B工作中需要动态改变访存地址 C工作中需要动态地改变供电电压 D需要定期刷新每个存储单元中存储的信息 C片擦除方式 D掉电方式 答案D 【解析】2816是容量2KB的电擦除PROM，它有6中工作方式，7即读方式，备用方式，字节擦除方式，写方式，片擦除方式，擦写禁止方式。6下列存储器中，( )速度最快。 A硬盘 B光盘 C磁带 D半导体存储器 答案D 【解析】由于存储器原理和结构的不同，各种存储器的访问速度各不相同

13、。以上存储器中访问速度由快到慢的顺序为：半导体存储器、硬盘、光盘、磁带。7( )方式是8028680486最基本的工作方式。 A实地址 B虚地址保护 CV86 DX86 答案A 【解析】80386、80486微处理器支持三种工作方式，即实地址方式、虚地址保护方式、V86方式，80286只有两种工作方式，8088/8086只工作在实地址方式。实地址方式是8028680486最基本的工作方式，寻址范围只能在1MB范围内，故不能管理和使用扩展存储器。8表示主存容量的常用单位为 ( ) A数据块数 B字节数 C扇区数 D记录项数 答案B 【解析】 表示主存容量的常用单位字节B，是基本单位。此外还有KB

14、、MB、GB、TB。9存储器的随机访问方式是指 ( ) A可随意访问存储器 B按随机文件访问存储器 C可对存储器进行读出与写入 D可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关 答案D 【解析】存储器的随机访问方式是指可按地址访问存储器任一编址单元，其访问时间相同且与地址无关。10动态存储器的特点是 ( ) A工作中存储内容会产生变化 B工作中需要动态改变访存地址 C工作中需要动态地改变供电电压 D需要定期刷新每个存储单元中存储的信息 答案D 【解析】此题与2000年考题基本相同。动态半导体存储器是利用电容存储电荷的特性记录信息，由于电容会放电，必须在电荷流失前对电容充电，即刷新。

15、方法是每隔一定时间，根据原存内容重新写入一遍。二、填空题1计算机中存储器根据处于微机的位置可以分成：_ 和_ 两大部分。答案 内部存储器外部存储器【解析】存储器的分类根据所在位置可以分成：内部存储器、外部存储器、软盘、硬盘和光盘存储器都属于外存，要配有驱动器，才能对它们进行读写。硬盘和光盘容量很大。 根据制造工艺的角度分：双极型、CMOS型、HMOS型。 从应用角度分：随机读写存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。 V2分析整理常用存储器芯片的容量，地址线和数据线的个数。答案 【解析】常见存储器芯片的技术资料是重点掌握的基础知识。3可擦可编程只读存储器是_ ，利用_ 方法擦除内部信息；电擦可

16、编程只读存储器是_ ，利用_ 方法可擦除其中内容。答案 EPROM 用紫外线光照射20rain紫外线激发浮置栅上的电荷 EEPROM；加特定的编程电压。【解析】+EPROM：可擦可编程只读存储器。ROM，可以被用户编程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。EEPROM：电擦可编程只读存储器ROM，能够用电子的方法擦除其中的内容。4DRAM需要刷新的原因是_ 。 答案 电容漏电 【解析】DRAM的存储单元以电容为基础，电容中电荷由于漏电会逐渐丢失，因此需定时刷新。 5说说常规内存、上位内存、扩展内存、高端内存的含义。 答案 常规内存：地址范围09FFFFH的640KB内存叫主存储器。

17、上位内存：内存保留区有很多存储空间是空闲的，DOS5.0DOS6.2版本的应用程序设法把这部分空间利用起来，这时的内存保留区的存储器就称为上位存储器UMBs。 扩展内存：地址在I00000H以上的存储器称为扩展存储器。 高端内存：位于10241088K的64KB内存，简称HMA。 【解析】这些内容是实际计算机中连接很多的知识结构，是一个需要理论联系实际的内容，是这部分的难点。6地址线（低），若选取用16K×1存储芯片构成64KB存储器则应由地址码译码产生片选信号。答案 【解析】用16K×1芯片构成64KB的存储器，需要的芯片数量为：(64K×8)/(16K

18、5;1) =32，每8片一组分成4组，每组按位扩展方式组成一个16KX8位的模块，4个模块按字扩展方式构成64KB的存储器。存储器的容量为，需要16位地址，选用为地址线；每个模块的容量为需要14位地址，选用为每个模块提供地址；、通过2-4译码器对4个模块进行片选。7有静态RAM与动态RAM可供选择，在构成大容量主存时，一般就选择_ 。 答案 动态RAM 【解析】静态RAM特点是存取速度快，单位价格（每字节存储空间的价格）较高；动态RAM则是存取速度稍慢，单位价格较低。所以考虑价格因素，在构成大容量的存储器时一般选择动态存储器。8静态数据存储器6116(2K×8)片内有_ 存储单元，需

19、要_ 根地址线，每个存储单元内有_ 个基本存储电路，需要_ 条数据线访问。 答案 2K 11 8.8 【解析】这样的题型很典型，也是分析存储器扩展的基础。主要的解题方法是，看括号中乘号之前是2的几次乘方，那么就需要几根地址线，乘号之后的数字是几，芯片就有几条数据线。三、综合应用题1用1K×4片的存储芯片构成一个4K×8的存储器，地址线（低），双向数据线，WE控制读写，CE为片选输入端。画出芯片级逻辑图，注明各种信号线，列出片选逻辑式。 答案各片选信号的逻辑式为： 【解析】用1K×4位片的存储芯片构成一个4K×8的存储器，所需的芯片数量为：(4K×

20、;8)/(1K×4)=8片，每两片作为一组共4组，每组内采用位扩展法组成一个1K×8的模块，4个1K×8的模块按字扩展法构成4K×8的存储器。此存储器的容量为4KB，需12位地址，选用作为地址线，不用，各芯片的容量均为IK，需10位地址，用向每个芯片提供地址，通过一个2-4译码器对4个模块进行选择，每个输出控制一个模块内的两个芯片，各个模块的片选控制信号对应的输入分别为：00、01、10、11,作为所有芯片的读写控制信号，为8条数据线。2用2K×4位片的RAM存储芯片构成一个8KB的存储器，地址总线为（高位）（低位），数据总线（高位）（低位），控制读写。请写出片选逻辑式，画出芯片级逻辑图，注意各信号线。 答案由上要注意的是：地址线条数的计算，多少条片内地址线，多少条片选，多少条空闲。不要漏掉控制线。画图注意布局，要规整、清晰。 【解析】用2K×4位片的RAM存储芯片构成一个8KB(8K×8位)的存储器，所需的芯片数量为：(8K×8)/(2K×4)=8片，每两片作为一组共4组