第6章 存儲器和存儲體系

1、第6章 存儲器和存儲體系【考試透視】本章主要考核主存儲器基本工作原理，RAM的結(jié)構(gòu)、組織及其應(yīng)用，ROM的工作原理及其應(yīng)用，外存儲器工作原理，存儲系統(tǒng)。了解存儲器的概念、作用，存儲器的性能指標(biāo)，存儲器的基本分類及層次概念，主存儲結(jié)構(gòu)、組成及其基本操作，存儲陣列，地址譯碼系統(tǒng)；半導(dǎo)體RAM的工作原理，RAM的組織；ROM的工作原理；外存的組成，外存介質(zhì)，磁帶、磁盤（軟、硬盤）的存儲原理和工作原理，光盤的存儲原理；存儲體系，多級存儲，Cache技術(shù)，虛擬存儲技術(shù)等?！就礁檹?qiáng)化訓(xùn)練】一、 單項選擇題1. 以下關(guān)于RAM的說法，錯誤的是（ ）ARAM是一種半導(dǎo)體存儲器BRAM是隨機(jī)存取存儲器的簡稱

2、C靜態(tài)RAM不需要刷新且存取速度快D一般計算機(jī)內(nèi)存大量使用靜態(tài)RAM2. 外存儲器存/取速度最快的是（ ）A磁帶存儲器B硬磁盤存儲器C軟磁盤存儲器DCDROM3. RAM芯片串聯(lián)的目的是（ ）A增加存儲器字長B增加存儲單元數(shù)量C提高存儲器的速度C降低存儲器的平均價格4. 可編程的只讀存儲器（ ）A不一定可以改寫B(tài)一定可以改寫C一定不可以改寫C以上都不對5. 需要刷新的是（ ）A只讀存儲器BCDROMC靜態(tài)存儲器D動態(tài)存儲器6. 某存儲器容量為32K×16位，則（ ）A地址線為16根，數(shù)據(jù)線為32根B地址線為32根，數(shù)據(jù)線為16根C地址線為15根，數(shù)據(jù)線為16根D地址線為16根，數(shù)據(jù)線

3、為64根7. 訪問存儲器時，讀出的信息或?qū)懭氲男畔⒁?jīng)過（ ）A數(shù)據(jù)寄存器B指令寄存器C地址寄存器DROM8. 通常計算機(jī)的內(nèi)存儲器可采用（ ）ARAM和ROMBROMCRAMD累加器9. 在多級存儲體系中，虛擬存儲器解決的問題是（ ）A主存容量不足B主存與輔存速度不匹配C輔存與CPU速度不匹配D主存與CPU速度不匹配10. 組成計算機(jī)的存儲系統(tǒng)的是（ ）A半導(dǎo)體存儲器和磁表面存儲器B靜態(tài)存儲器和動態(tài)存儲器CRAM和ROMD內(nèi)存儲器和外存儲器11. 下列關(guān)于磁性存儲器的敘述，正確的是（ ）A磁芯存儲器是ROM的一種B磁芯存儲器主要利用磁介質(zhì)具有矩形磁滯回線的原理存儲數(shù)據(jù)C磁芯存儲器是目前常見

4、的存儲器之一D以上說法都不對12. CPU不能直接訪問的是（ ）ARAMBROMC，內(nèi)存D外存13. 常用的虛擬存儲系統(tǒng)由 兩級存儲器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲器。A主存輔存B快存主存C快存輔存D通用寄存器主存14. 某計算機(jī)字長是16位，它的存儲容量是1MB，按字編址，它的尋址范圍是（ ）A512KB1MC512KBD1KB15. 關(guān)于主存，以下敘述正確的是（ ）A主存比輔存小，但存取速度快B主存比輔存大，且存取速度快C主存比輔存小，且存取速度慢D主存比輔存大，但存取速度慢16. 下列說法正確的是（ ）A半導(dǎo)體RAM信息可讀可寫，且斷電后仍能保存記憶B半導(dǎo)體RAM屬易失性存儲器，而靜

5、態(tài)RAM的存儲信息是不易失的C靜態(tài)RAM、動態(tài)RAM都屬易失性存儲器，前者在電源不掉時，不易失D靜態(tài)RAM不用刷新，且集成度比動態(tài)RAM高，所以計算機(jī)系統(tǒng)上常使用它。17. 若主存每個存儲單元16 bit，則下述正確的是（ ）A地址線也是16位B地址線與16無關(guān)C地址線與16有關(guān)D地址線不得少于16位18. 存儲器是計算機(jī)系統(tǒng)的記憶設(shè)備，它主要用來（ ）A存放程序B存放數(shù)據(jù)C存放數(shù)據(jù)和程序D存放微程序19. 要構(gòu)造2K× 8bit的內(nèi)存，可以使用（ ）A1K×8 bit進(jìn)行并聯(lián)B4K×8 bit進(jìn)行串聯(lián)C2K×4 bit進(jìn)行并聯(lián)D2K×4 bi

6、t進(jìn)行并聯(lián)20. 程序訪問的局限性是采用 的依據(jù)。A緩沖BCacheC虛擬內(nèi)存D外存21. 采用虛擬存儲器的目的是（ ）A提高主存速度B擴(kuò)大外存的存取空間C擴(kuò)大存儲器的尋址空間D以上均正確22. 關(guān)于主存，以下敘述正確的是（ ）A主存的存取速度可與CPU匹配B主存是RAM，不包括ROMC輔存中的程序需要調(diào)入主存才能運(yùn)行D若指令的地址碼為20位，則主存容量一定是1MB23. 主存與輔助的區(qū)別不包括（ ）A是否按字節(jié)或字編址B能否長期保存信息C能否運(yùn)行程序D能否由CPU直接訪問24. 虛擬存儲器將 的地址空間統(tǒng)一編址。A程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器B主存和輔存C主存和高速緩沖寄存器D內(nèi)存儲器和只讀存儲器

7、25. 某硬盤盤片由四片組成，則它的磁頭數(shù)為（ ）A6個B8個C12個D不少于6個26. 存儲器是計算機(jī)系統(tǒng)的記憶部件，它主要用來（ ）A存放程序B存放數(shù)據(jù)C存放數(shù)據(jù)和程序D存放微程序27. RAM芯片并聯(lián)的目的是（ ）A增加存儲器字長B增加存儲單元數(shù)量C提高存儲器的速度D降低存儲器的平均價格28. 以下關(guān)于ROM的說法，錯誤的是（ ）AROM是只讀存儲器的簡稱B斷電以后ROM中的信息不會丟失CROM的電路比RAM的電路復(fù)雜D掩膜式ROM的特點(diǎn)是其存儲內(nèi)容出廠時由生產(chǎn)廠家一次制成，用戶不能修改29. 在虛擬存儲器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時，由 完成地址轉(zhuǎn)換。A程序員B編譯器C操作系統(tǒng)D累加器30.

8、在ROM存儲器中必須有 電路。A數(shù)據(jù)寫入B再生C地址譯碼D刷新31. 計算機(jī)內(nèi)存儲器可以采用（ ）ARAM和ROMB只有ROMC只有RAMDRAM和SAM32. 下列說法正確的是（ ）A0磁道是磁盤最內(nèi)側(cè)的那條磁道B0磁道是磁盤最外側(cè)的那條磁道C0磁道是磁盤中間的那條磁道D以上說法都不對33. 磁盤和磁帶都屬于磁表面存儲器，按存取方式分（ ）A二者都是順序存儲的B前者是順序存儲器，后者是直接存儲器C二者都是直接存儲器D前者是直接存儲器，后者是順序存儲器34. 活動頭磁盤存儲器的平均存取時間是指（ ）A最大找道時間加上最小找道時間B平均找道時間C平均找道時間加上平均等待時間D平均等待時間35.

9、相聯(lián)存儲器是按 進(jìn)行尋址的存儲器。A地址指定方式B堆棧存取方式C內(nèi)容指定方式D地址指定方式與堆棧存取方式結(jié)合36. EPROM是指（ ）A隨機(jī)讀寫存儲器B只讀存儲器C可編程的只讀存儲器D可擦可編程的只讀存儲器37. 某計算機(jī)字長是16位，它的存儲容量是64K，按字編址，它的尋址范圍是（ ）A32KB32KBC16KD16KB38. 某RAM芯片，其容量是512×8 bit，除電源線和接地線外該芯片引腳的最少數(shù)目是（ ）A21B19C17D1839. 雙極型和MOS型存儲器（ ）A屬于磁存儲器B分別屬磁存儲和半導(dǎo)體存儲器C都屬于半導(dǎo)體存儲器D都屬于磁存儲器40. 由于磁盤上內(nèi)部磁道較外

10、部磁道短，在處理存儲數(shù)量時（ ）A內(nèi)部磁道存儲信息比外部磁道存儲信息少B無論哪條磁道，存儲信息均相同C內(nèi)部磁道扇區(qū)少，是它的存儲信息少于外部磁道D各磁道扇區(qū)數(shù)相同，但內(nèi)部磁道上每扇區(qū)記錄信息少41. CPU通過指令訪問主存所用的程序地址叫做（ ）A邏輯地址B物理地址C真實(shí)地址D偏移地址42. 訪問存儲器時，讀出的信息或?qū)懭氲男畔⒁?jīng)過（ ）A數(shù)據(jù)寄存器B指令寄存器C地址寄存器D累加器43. 有關(guān)高速緩沖存儲器cache的說法正確的是（ ）A只能在CPU以外BCPU內(nèi)外都可以設(shè)置CacheC只能在CPU以內(nèi)D若存在Cache，CPU就不能再訪問內(nèi)存44. 在活動頭磁盤存儲器中，信息寫入或讀出磁

11、盤是以 進(jìn)行的。A并行方式B串行方式C串并行方式D并串行方式45. 磁盤存儲器的記錄方式一般采用（ ）A歸零制B不歸零制C調(diào)頻制D調(diào)相制46. 和外存儲器相比，內(nèi)存儲器的優(yōu)點(diǎn)是（ ）A容量大，速度快，成本低B容量大，速度快，成本高C容量小，速度快，成本高D容量小，速度慢，成本高47. 存儲周期是指（ ）A存儲器的讀出時間B存儲器的寫入時間C存儲器進(jìn)行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時間間隔D存儲器進(jìn)行連續(xù)寫操作所允許的最短時間間隔48. 某微型計算機(jī)系統(tǒng)，其操作系統(tǒng)保存在軟磁盤上，其內(nèi)存儲器應(yīng)該采用（ ）ARAMBROMCRAM和ROMDCCD49. 下列說法不正確的是（ ）A隨機(jī)存儲器可隨時時，訪

12、問時間與單元的物理位置無關(guān)B在訪問隨機(jī)存儲器時，訪問時間與單元的物理地址無關(guān)C內(nèi)存儲器中，隨機(jī)存儲器內(nèi)可存放基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）D隨機(jī)存儲器和只讀存儲器可以統(tǒng)一編址50. 在程序的執(zhí)行過程中，Cache與主存的地址映射是由（ ）A操作系統(tǒng)來管理的B程序員調(diào)度的C由硬件自動完成的D編譯器完成的51. 與活動頭磁盤存儲器相比，固定頭磁盤存儲器的特點(diǎn)是（ ）A不需要找道，速度快，所用磁頭多B需要找道，速度慢，所用磁頭少C不需要找道，速度慢，所用磁頭少D需要找道，速度快，所用磁頭多52. 磁盤存儲器的等待時間通常是指（ ）A磁盤旋轉(zhuǎn)一周所需的時間B磁盤旋轉(zhuǎn)半周所需的時間C磁盤旋轉(zhuǎn)1/3周所需的

13、時間D磁盤旋轉(zhuǎn)2/3周所需的時間53. 某存儲芯片為2K×8 bit，在按字節(jié)編址首地址為2800H，那么它的末地址是（ ）A28FFHB2FFFHC3201HD432FH54. 采用八體并行交叉存儲器，設(shè)每個體的存儲容量為32K×16位，存取周期為400ns，在以下說法中正確的是（ ）A在400ns內(nèi)，存儲器可向CPU提供27位二進(jìn)制信息B在50ns內(nèi)，存儲器可向CPU提供27位二進(jìn)制信息C在400ns內(nèi)，存儲器可向CPU提供28位二進(jìn)制信息D在50ns內(nèi)，存儲器可向CPU提供28位二進(jìn)制信息55. 在磁盤和磁帶兩種磁表面存儲器中，存取時間與存儲單元的物理位置有關(guān)，按存儲

14、方式分（ ）A二者都是順序存取B磁盤是隨半機(jī)順序存取，磁帶是順序存取C磁帶是隨機(jī)半順序存取，磁盤是順序存取D二者都是半順序存取56. 存儲字是指（ ）A存放在一個存儲單元中的二進(jìn)制代碼組合B存放在一個存儲單元中的二進(jìn)制代碼個數(shù)C存儲單元的集合D存儲單元的個數(shù)57. 在多級存儲體系中，“Cache主存”結(jié)構(gòu)解決的問題是（ ）A主存容量不足B主存與輔存速度不匹配C輔存與CPU速度不匹配D主存與CPU速度不匹配58. 下列敘述不正確的是（ ）A隨機(jī)存儲器可隨時存取信息，掉電后信息丟失B在訪問隨機(jī)存儲器時，訪問時間與單元的物理位置無關(guān)C內(nèi)存儲器中，隨機(jī)存儲器內(nèi)可存放基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）D隨機(jī)存

15、儲器和只讀存儲器可以統(tǒng)一編址59. 相聯(lián)存儲器是按 進(jìn)行尋址的存儲器。A地址指定方式B內(nèi)容指定方式C堆棧存取方式D主存存取方式60. 某一RAM芯片，其容量為512×8位，除電源線和接地端外，該芯片芯片引出線的最小數(shù)目應(yīng)為（ ）A32B25C27C1961. 某計算機(jī)的字長是16位，它的存儲容量是64KB，若按字編址，那么它的尋址范圍是（ ）A064KB032KC016KD016KB62. 存儲單元是指（ ）A存放一個二進(jìn)制信息位的存儲元B存放一個機(jī)器字的所有存儲元集合C存放一個字節(jié)的所有存儲元集合D存放兩個字節(jié)的所有存儲集合63. 磁盤緩沖區(qū)位于（ ）A主存B磁盤CcacheD按用

16、戶要求而定64. 若主存每個存儲單元16 bit，則下述正確的是（ ）A地址線也是16位B地址線與16無關(guān)C地址線與16有關(guān)D地址線不得少于16位65. 存儲字長是指（ ）A存放在一個存儲單元中的二進(jìn)制代碼組合B存放在一個存儲單元中的二進(jìn)制代碼個數(shù)C存儲單元的集合D存儲單元的集合66. 下述說法中正確的是（ ）AEPROM是可改寫的，因而也是隨機(jī)存儲器的一種BEPROM是可改寫的，但它不能作為隨機(jī)存儲器用CEPROM只能改寫一次，故不能作為隨機(jī)存儲器用DEPROM是不可改寫的67. 在虛擬存儲器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時，完成地址轉(zhuǎn)換的是（ ）A程序員B編譯器C操作系統(tǒng)D裝入程序68. 和動態(tài)MOS

17、存儲器比較，雙極型半導(dǎo)體存儲器的性能是（ ）A集成度低，存取周期塊，位平均功耗大B集成度低，存取周期慢，位平均功耗小C集成度高，存取周期塊，位平均功耗大D集成度高，存取周期慢，位平均功耗小69. 磁盤上每個 對應(yīng)一磁頭。A記錄面B柱面C磁道D扇區(qū)70. 設(shè)計算機(jī)字長16位，主存以字編址，則（ ）A地址線有16條B地址線有32K條C數(shù)據(jù)線有16條D數(shù)據(jù)線有32K條71. 磁表面存儲器（ ）A屬于非永久性存儲器B需要不斷刷新和再生C斷電后不能保持信息D需要通過磁頭來讀寫信息72. 用戶程序所放的主存空間屬于 存儲器。A隨機(jī)存取B順序存取C只讀D直接存取73. 可用作主存的存儲器是（ ）A半導(dǎo)體BC

18、acheC順序存取D直接存取74. 某存儲器16K×32 bit，則它的地址線為 條，數(shù)據(jù)線為 條。A14,32B16,32C32,48D48,12875. 在外存儲器中，信息保存時間最長的是（ ）。A磁帶B硬磁盤C光盤D軟磁盤二、 填空題1. 按存取方式分類，可將內(nèi)存儲器分為 和 ，微機(jī)中基本輸入輸出（BIOS）存于前者；可將外存儲器分為 （SAM）和直接存儲器。常見的磁盤存儲器，光盤存儲器都屬于 。2. CPU訪問內(nèi)存時，首先是把地址通過地址總線送到存儲器的 ，由 將地址轉(zhuǎn)換為地址線上的控制信號 。3. 雙譯碼方式將整個譯碼功能分為X向和Y向兩個譯碼器。兩個方向的字線交叉選擇一個

19、存儲單元。如地址位數(shù)=10且平均分配時，將有 根譯碼線。4. 虛擬存儲器必須建立在 結(jié)構(gòu)上。5. 動態(tài)MOS型半導(dǎo)體記憶單元是靠 上是否存儲 來表示“1”和“0”的。6. 為了兼顧速度、容量和價格的要求，計算機(jī)存儲體系一般由 、主存和 組成三級存儲系統(tǒng)。7. 虛擬存儲器的地址格式有 地址格式即段式（或稱頁式）地址與 地址格式即段頁式地址兩種。8. MOS型半導(dǎo)體隨機(jī)存儲器可分為 和 兩種，后者在使用過程中每2ms內(nèi)要刷新一次。9. 某16位字長的微型機(jī)，若存儲容量為512KB（按字節(jié)編址，即每個字節(jié)有一個地址），則主存的地址寄存器MAR至少應(yīng)有 位，CPU中數(shù)據(jù)緩沖寄存器應(yīng)是 位。10. CP

20、U訪問主存某個單元時，先將該單元的地址送到 ，再由 轉(zhuǎn)換成控制信號。11. 存儲地址的譯碼有兩種方式：一是 譯碼方式，二是 譯碼方式。對20位地址碼，前者需要 條地址線；后者需要 條地址線。12. 利用RAM芯片的位并聯(lián)可實(shí)現(xiàn)主存 的擴(kuò)展，利用RAM芯片的串聯(lián)可實(shí)現(xiàn)主存 的擴(kuò)展。13. 虛擬存儲器通常由 和 兩級存儲器系統(tǒng)組成。在使用中，必須把虛擬存儲器中 地址變換到主存中，變?yōu)?地址，這個過程叫 。14. 如有一臺計算機(jī)的存儲器為256K，若首地址為00000H，那么末地址的16進(jìn)制表示是 H。15. 與軟盤相比，光盤的容量 ，存取數(shù)據(jù)的速度 ，性能價格比 。16. 在主存、磁盤、光盤、Ca

21、che中存取時間速度最慢的是 ，容量最小的是 。17. 要組成容量為4K×8位的存儲器，需要 片4K×1位的靜態(tài)RAM芯片并聯(lián)，或者需要 片1K×8的靜態(tài)RAM芯片串聯(lián)。18. 典型的靜態(tài)MOS型半導(dǎo)體記憶單元是由6個MOS型場效應(yīng)管構(gòu)成的 結(jié)構(gòu)，保證記憶單元始終處于穩(wěn)態(tài)狀態(tài)，因此它不需要信息的 。19. 性能價格比是衡量存儲器的綜合性指標(biāo)，一般用 來表示。20. 存儲器的特點(diǎn)是其內(nèi)存內(nèi)容由生產(chǎn)廠家一次制成的，用戶不能對其內(nèi)容進(jìn)行修改。三、 計算題1. 某磁帶長2400英尺，記錄密度6250bpi。若表面并行可記錄7道，求此磁帶總共記錄信息量是多少bit。2. 假

22、設(shè)Cache主存體系中，Cache的存取周期為5ns，主存的存取周期為40ns，計算下列問題：（1） 若CPU訪問Cache的命中率90，Cache主存體系的平均存取周期為多少？（2） 若要Cache主存體系的平均存取周期達(dá)到10ns，問CPU訪問Cache的命中率至少有多少？3. 某硬盤參數(shù)為：16個磁頭，904個柱面，每柱面46個扇區(qū)，每扇區(qū)可記錄512B，求它們的容量。4. 某存儲芯片容量為8KB。若CPU為8位機(jī)，地址線16條。問：（1） CPU的直接尋址空間是多少？（2） 若對存儲器以字節(jié)編址，使用多少片給定的存儲芯片可滿足CPU尋址空間的要求。5. 若一軟盤有2個盤面，每面80個磁

23、道，每道15個扇區(qū)，每扇區(qū)的記錄長度為512字節(jié)，問該軟件的存儲容量為多少字節(jié)？6. 設(shè)某種硬件的規(guī)格為6個記錄面，C個柱面，S個扇區(qū)，每個扇區(qū)512字節(jié)，請計算硬盤的容量（要求寫出算式）。四、 問答題1. 什么是存儲器？什么是存儲系統(tǒng)？2. 存儲器的作用是什么？3. 存儲器有哪些性能指標(biāo)？它們的含義是什么？4. 存儲器的分類方法有哪幾種？5. 簡述存儲器讀寫操作的工作原理。6. 簡述存儲器的組合方法。7. 與磁心存儲器相比，半導(dǎo)體存儲器有何優(yōu)缺點(diǎn)？8. PROM與ROM有何區(qū)別？9. 主存儲器，由哪幾部分組成，各部分功能是什么？10. 什么是記憶元件、存儲單元、存儲體和存儲陣列？11. 地址

24、譯碼有哪兩種方式？12. 什么是外存儲器？13. EPROM有何特點(diǎn)？什么是EEPROM？14. 軟盤、硬盤、光盤有什么區(qū)別？15. 什么是磁盤驅(qū)動器？什么是硬盤片？16. 軟盤和硬盤盤片如何記錄信息？17. 什么是記錄區(qū)？什么是信息間隔？18. 簡述磁表面存儲器的工作原理？19. 什么是軟盤？什么是軟盤驅(qū)動器？20. 什么是扇區(qū)？什么是格式化操作？21. 光盤的工作原理是什么？22. 光盤存儲器有哪幾種？23. 什么是存儲體系？24. 什么是二級存儲體系？主存和輔存在二級存儲體系中的作用各是什么？25. 為什么要在二級存儲體系的基礎(chǔ)上建立多級存儲體系？26. 在費(fèi)用一定的情況下如何提高存儲體

25、系的容量和工作效率？27. 簡述多級存儲體系的構(gòu)成及理想性能。28. 簡述虛擬存儲的工作原理。29. 虛擬存儲器是怎樣工作的？30. 虛擬存儲器與一般的主存輔存系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別是什么？31. 簡述Cache的主要特點(diǎn)。32. 簡述Cache的原理和作用。33. 請寫出虛擬存儲器中常用的三種地址映像。【參考答案】一、 單項選擇題 110DBBADCAAAD1120BDAAACBCCB2130CCABDCACCC3140ABDCCDABCB4150AABBCCCCCC5160ABBABADCBD6170BBABBBCAAC7175DAAAC二、 填空題1. ROMRAM順序存儲器直接存儲器2. 地址

26、寄存器地址譯碼器3. 磁芯半導(dǎo)體4. 主存輔存5. 全相聯(lián)映像直接映像6. Cache輔存7. 二維三維8. 靜態(tài)RAM動態(tài)RAM9. 191610. 地址寄存器地址譯碼器11. 單雙1M2M12. 字長容量13. 主存輔存邏輯物理地址映射14. 3FFFFH15. 大塊高16. 光盤Cache17. 38.8418. 觸發(fā)器刷新（或恢復(fù)）19. 每字節(jié)成本C=價格C/容量S20. 掩膜ROM三、 計算題1. 某磁帶長2400英尺，記錄密度6250 bpi。若表面并行可記錄7道，求此磁帶總共記錄信息量是多少bit。解： 因?yàn)椋琤pi（bit per inch每英寸二進(jìn)制位數(shù)）。1英尺（foot

27、）12英寸（inch）所以，記錄信息量為：6250×（2400×12）×7=1.26×109 bit2. 假設(shè)Cache主存體系中，Cache的存取周期為5ns，主存的存取周期為40ns，計算下列問題：（1） 若CPU訪問Cache的命中率90，Cache主存體系的平均存取周期為多少？（2） 若要Cache主存體系的平均存取周期達(dá)到10ns，問CPU訪問Cache的命中率至少有多少？解：（1）若CPU訪問Cache的命中率90，Cache主存體系的平均存取周期為多少？平均存取周期TA=HTA1（1H）TA2其中：H：命中率TA1：CPU與Cache的存取

28、速度（存取周期）TA2：CPU與主存的存取速度（存取周期）平均存取周期=5ns×90（190）×40ns=8.5ns（2）若要Cache主存體系的平均存取周期達(dá)到10ns，問CPU訪問Cache的命中率至少有多少？根據(jù)：10ns=5ns×H40ns×（1H）推導(dǎo)：H=30/35=853. 某硬盤參數(shù)為：16個磁頭，904個柱面，每柱面46個扇區(qū)，每扇區(qū)可記錄512B，求它們的容量。解：磁盤容量=16×904×46×512=340656128B=340656128/1024=332672KB4. 某存儲芯片容量為8KB。若CP

29、U為8位機(jī)，地址線16條。問：（1） CPU的直接尋址空間是多少？（2） 若對存儲器以字節(jié)編址，使用多少片給定的存儲芯片可滿足CPU尋址空間的要求。解：（1）CPU的直接尋址空間是多少？因?yàn)?，地址線16根，所以216=65526=64K（2）已知地址線16條，可以訪問64k個目標(biāo)，存儲芯片一片8KB，所以，64K/8KB=8片5. 若一軟盤有2個盤面，每面80個磁道，每道15個扇區(qū)，每扇區(qū)的記錄長度為512字節(jié)，問該軟件的存儲容量為多少字節(jié)？解：存儲容量=2×80×15×512B=1.2M6. 設(shè)某種硬件的規(guī)格為6個記錄面，C個柱面，S個扇區(qū)，每個扇區(qū)512字節(jié)，

30、請計算硬盤的容量（要求寫出算式）。解：硬盤容量=6×C×S×512KB=3000CS/1024=3CSKB四、 問答題1. 什么是存儲器？什么是存儲系統(tǒng)？答：什么是存儲器？它是計算機(jī)中必不可少的用于存放程序和數(shù)據(jù)的設(shè)備。一般根據(jù)存儲器在計算機(jī)中的不同作用將存儲器分為主存（內(nèi)存）和輔存（外存）等。什么是存儲系統(tǒng)？存儲器是計算機(jī)中專門用來存儲程序和數(shù)據(jù)的設(shè)備，一般將存儲器硬件設(shè)備和管理存儲器的軟硬件一起合稱為存儲系統(tǒng)。2. 存儲器的作用是什么？答：存儲器作為計算機(jī)的記憶核心主要有如下幾個方面的作用：（1） 存儲器是計算機(jī)中信息存儲的核心。存儲器中存放的信息可以隨時提供

31、給計算機(jī)其它部件。其它部件只能通過存儲器進(jìn)行信息的交換。（2） 內(nèi)存是CPU與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的窗口，CPU所執(zhí)行的程序和所涉及到的數(shù)據(jù)都由內(nèi)存直接提供；運(yùn)算的結(jié)果一般也要送回內(nèi)存。（3） 內(nèi)存可以與CPU有機(jī)結(jié)合、達(dá)到高速、準(zhǔn)確運(yùn)算的目的；正常情況下，計算機(jī)處理的數(shù)據(jù)不可能經(jīng)CPU一次處理完畢，內(nèi)存是唯一能夠有效地存放這些非一次性處理信息的場所，而計算機(jī)中的其它任何部件不可能承擔(dān)這一任務(wù)。（4） 外存可以在計算機(jī)間斷運(yùn)行期間保存必須的程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存上的信息將隨計算機(jī)的斷電而消失，外存上的信息可以在計算機(jī)斷電之后繼續(xù)存在，為程序和數(shù)據(jù)的保存提供了一種可靠的方法（5） 外存也是充當(dāng)計算機(jī)間信息

32、交流的一種有效的手段；像磁盤、磁帶等介質(zhì)在不同的計算機(jī)之間進(jìn)行傳遞，提高程序和數(shù)據(jù)的共享程度。3. 存儲器有哪些性能指標(biāo)？它們的含義是什么？答：存儲器的主要性能指標(biāo)有以下幾種？（1） 存儲容量存儲容量就是存儲器可以容納的二進(jìn)制信息的數(shù)量。衡量存儲器的常用單位為字節(jié)（Byte）、千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、和吉字節(jié)（GB）。存儲器的最大容量可以由存儲器地址碼的位數(shù)確定，若地址碼位數(shù)為N，即可以產(chǎn)生2N個不同的地址碼，存儲器的最大容量為2N字節(jié)。一般來說，存儲器容量越大，允許存放的程序和數(shù)據(jù)越多，越利于提高計算機(jī)的處理能力。（2） 存取時間信息存入存儲器的操作稱為寫操作，信息從存儲器取出的操作

33、稱為讀操作。存取時間是描述存儲器讀/寫速度的重要參數(shù)，為了提高內(nèi)存的工作速度使之與CPU的速度匹配，總是希望存取時間越短越好。一般用讀/寫時間、讀/寫周期和存取速度等指標(biāo)來衡量存取時間。（3） 可靠性存儲器的可靠性是指在規(guī)定時間內(nèi)存儲器無故障工作的情況，一般用平均無故障時間衡量。平均無故障時間（MTBF）越長，表示存儲器的可靠性越好。（4） 性能/價格比性能/價格比是衡量存儲器的綜合性指標(biāo)。通常要根據(jù)對存儲器提出的不同用途、不同環(huán)境要求進(jìn)行對比選擇。一般用每字節(jié)成本c（單位：元/字節(jié)）=價格C/容量S來表示。4. 存儲器的分類方法有哪幾種？答：根據(jù)存儲器的存儲介質(zhì)及使用方法不同，有不同存儲器的

34、分類方法。常用的存儲器分類方法如下：（1） 按存儲介質(zhì)分類用來制作存儲信息的物質(zhì)稱為存儲介質(zhì)。根據(jù)目前常用的存儲介質(zhì)可以把存儲器分為半導(dǎo)體存儲器、磁存儲器和光存儲器三種。（2） 按存儲方式分類按照存儲器的不同工作方式可以將存儲器分為隨機(jī)存取存儲器（Random Access Memory）、只讀存儲器（Read Only Memory）、順序存取存儲器（Sequential Access Memory）和直接存取存儲器（Direct Aemory）。（3） 按信息的可保存性分類根據(jù)存儲器中信息的可保護(hù)性可以將存儲器分為非易失性存儲器和易失性存儲器。（4） 按所處位置及功能分類按存儲器所處的位置

35、及功能可以將它們分為CPU緊密相聯(lián)的主存（內(nèi)存）和輔存（外存）兩類。5. 簡述存儲器讀寫操作的工作原理。答：在CPU向存儲體發(fā)出讀操作命令時，主存儲器順序完成以下操作：（1） 由CPU控制將相應(yīng)存儲單元的地址碼送至地址寄存器中；（2） 地址譯碼器將地址寄存器中的地址編碼譯成相應(yīng)地址線（字線）電信號，標(biāo)志指定的存儲單元；（3） 在CPU的統(tǒng)一控制下，由控制電路將讀命令轉(zhuǎn)換成讀寫電路的操作，將指定存儲單元的內(nèi)容傳送到數(shù)據(jù)寄存器中；（4） 在CPU的控制下，將數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)傳遞到指定的其它計算機(jī)部件中，完成存儲器的讀操作存儲器寫的操作與讀的操作相類似。順序完成以下操作：（1） 在CPU的控制下，

36、將要寫入存儲器的數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)寄存器中；（2） 由CPU控制將相應(yīng)存儲單元的地址碼送至地址寄存器中；（3） 地址譯碼器將地址寄存器中的地址編碼譯成相應(yīng)地址線（字線）電信號，標(biāo)志指定的存儲單元；（4） 在CPU的統(tǒng)一控制下，由控制電路將寫命令轉(zhuǎn)換成讀寫電路的操作，將數(shù)據(jù)寄存器中的內(nèi)容傳送到指定存儲單元中，完成存儲器的寫操作。6. 簡述存儲器的組合方法。答：存儲器的組合采用位并聯(lián)、地址串聯(lián)及地址復(fù)用等方法。（1） RAM的并聯(lián)為擴(kuò)展存儲器的字長，可以采用并聯(lián)存儲芯片的方式實(shí)現(xiàn)。（2） RAM的串聯(lián)為擴(kuò)展存儲器的存儲單元數(shù)量，可以采用多個芯片地址串聯(lián)的方式解決。所謂RAM串聯(lián)組織是用高位地址（或低位

37、地址）譯碼輸出控制每個芯片的片選端來指定可以工作芯片，實(shí)現(xiàn)芯片間地址的串行連接，從而達(dá)到擴(kuò)展存儲容量的目的。（3） 地址復(fù)用的RAM組織隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使得一塊存儲器芯片能夠容納更多的內(nèi)容。其所需地址線隨之增加，為了保持芯片的外部封裝不變，一般采用地址復(fù)用技術(shù)，將地址分批送入到芯片內(nèi)部，不增加芯片的地址引腳。7. 與磁心存儲器相比，半導(dǎo)體存儲器有何優(yōu)缺點(diǎn)？與磁芯存儲器相比，半導(dǎo)體存儲器有體積小、存取速度快、生成制造易于自動化等特點(diǎn)，其性能價格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于磁芯存儲器，因而得到廣泛應(yīng)用。然而，半導(dǎo)體存儲器也有明顯的缺點(diǎn)，即大部分半導(dǎo)體存儲器需要靠持續(xù)供電維持信息的保存，它所存儲的信息會

38、因斷電而消失。8. PROM與ROM有何區(qū)別？在實(shí)際使用過程中，用戶希望根據(jù)自己的需要填寫ROM的內(nèi)容，因此產(chǎn)生了可編程ROM。PROM與一般的ROM的主要區(qū)別是，PROM在出廠時其內(nèi)容均為“0“或”1“，用戶在使用前安裝自己的需要將程序和數(shù)據(jù)利用工具用光或電的方法將編碼寫入PROM中，一次寫入后不可修改。PROM相當(dāng)于由用戶完成ROM生成中的最后一道工序向RON中寫入編碼，其余同掩膜ROM的使用完全相同。9. 主存儲器，由哪幾部分組成，各部分功能是什么？主存儲器由存儲體、地址譯碼電路、驅(qū)動電路、讀寫電路和控制電路等組成。其各部分的主要功能是：（1） 存儲體：是存儲信息的集合體，即由某種存儲介

39、質(zhì)按一定結(jié)構(gòu)組成的存儲單元的集合。通常是按照二維陣列方式組織。（2） 地址寄存器、譯碼電路與驅(qū)動器：即尋址系統(tǒng)。在對存儲體內(nèi)某個存儲單元的信息進(jìn)行讀寫操作前，必須指定存儲單元的位置（地址），地址寄存器的作用就是存放特定存儲單元的地址數(shù)據(jù)，以保證能夠?qū)χ付ǖ拇鎯卧M(jìn)行讀寫操作。譯碼電路負(fù)責(zé)將地址寄存器中的地址轉(zhuǎn)換為對存儲單元的選擇信號，電路驅(qū)動器的作用是增加電路的負(fù)載能力，保證譯碼電路能夠有效地選擇每個存儲單元。（3） 讀寫電路與數(shù)據(jù)寄存器：數(shù)據(jù)寄存器的作用是暫時保存從存儲器中讀出的信息或?qū)懭氪鎯ζ鞯男畔?。讀寫電路負(fù)責(zé)完成從數(shù)據(jù)寄存器到特定存儲單元之間的信息讀寫操作。（4） 控制電路：負(fù)責(zé)接

40、收CPU傳來的控制命令，經(jīng)過控制電路一系列的處理，產(chǎn)生一組時序信號控制存儲器的操作。在存儲器的組成中，存儲體是核心，其余部分是存儲體的外圍線路。不同的存儲器都是由這幾部分組成，只是在選用不同的存儲介質(zhì)和不同的存取方式時，各部分的結(jié)構(gòu)與工作方式略有變化。10. 什么是記憶元件、存儲單元、存儲體和存儲陣列？答：計算機(jī)存儲器中存儲的是“0“和”1“信息，每一個能存放一個二進(jìn)制位即具有兩種狀態(tài)的元件稱為記憶元件。若干記憶元件組成存儲單元，一個存儲單元能夠存放一個或幾個字節(jié)的二進(jìn)制信息。每個存儲單元都有一個編號（地址），用以唯一標(biāo)識存儲單元的位置。信息按地址存入指定的存儲單元中，按地址從指定的存儲單元中

41、取出。存儲單元的集合稱為存儲體。存儲體中存儲單元的每個二進(jìn)制位必須同時并行工作，將存儲單元按其地址的順序組成存儲陣列。11. 地址譯碼有哪兩種方式？答：地址譯碼器有兩種方式：一種是單譯碼方式，僅有一個譯碼器。譯碼器輸出的每條譯碼線對應(yīng)一個存儲單元。另一個是雙譯碼方式，將譯碼器分成X向和Y向兩個譯碼器，通過雙譯碼器的相互作用確定存儲單元的地址12. 什么是外存儲器？答：外存儲器是指哪些讀取速度較慢、容量比內(nèi)存大、通常用來存放暫時不用的程序和數(shù)據(jù)的存儲器。外存的種類很多，其中磁帶、磁盤存儲器是現(xiàn)今最常用的一種外存，因其利用磁表面介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)，通常也稱為磁表面存儲器。光盤存儲器及半導(dǎo)體存儲器是外存儲

42、器發(fā)展的方向。13. EPROM有何特點(diǎn)？什么是EEPROM？答：可以多次擦寫的可編程ROM（EPROM）的特點(diǎn)是可以根據(jù)用戶的要求用工具擦去ROM中存儲的原有內(nèi)容，重新寫入新的編碼。擦除和寫入可以多次進(jìn)行。同其它ROM一樣，其中保存的信息不會因斷電而丟失。EPROM是通過電氣方法擦除其中的已有內(nèi)容，通常也稱為電可擦可編程ROM（EEPROM）。14. 軟盤、硬盤、光盤有什么區(qū)別？答：軟盤、硬盤、光盤同為計算機(jī)的常用外存，它們中所存放的信息不會隨計算機(jī)斷電而消失。其中軟盤和硬盤屬于磁表面介質(zhì)存儲器。軟盤盤片是一種表面涂有金屬氧化物磁性材料的圓形塑料盤。其特點(diǎn)是價格便宜、使用方便、互換性好、便于

43、攜帶。目前，軟盤的規(guī)格一般為3.5英寸，容量為1.44M。硬盤盤片是由涂有金屬氧化物磁性材料的金屬制成。通常由多片硬盤盤片組成磁盤組并盤封在金屬罩中、位于主機(jī)機(jī)箱內(nèi)。其特點(diǎn)是存儲容量大（GB），存儲速度快。光盤是利用光學(xué)原理讀寫信息的存儲器，是靠盤面上一些能夠影響光線反射的表面特征存儲信息。其特點(diǎn)是存儲容量大，一片5.25英寸的光盤存儲容量一般為600多MB，相當(dāng)于330多片3寸軟盤的容量；可靠性高，信息保存時間長，且在光盤介質(zhì)表面還有一層塑料保護(hù)膜，所以光盤表面不易被劃傷；光盤不受外界磁場的干擾，讀/寫信息時，光頭不受影響。15. 什么是磁盤驅(qū)動器？什么是硬盤片？答：磁盤存儲器由磁盤、磁頭、

44、定位系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)等部分組成，一般也將這些部件統(tǒng)稱為磁盤驅(qū)動器。根據(jù)盤片的基本組成材料將磁盤分為硬盤和軟盤兩種。所謂硬盤片是指由金屬材料制成一定厚度的盤片基體，這些盤片一般組合成為盤片組，構(gòu)成硬盤驅(qū)動器的存儲主體。16. 軟盤和硬盤盤片如何記錄信息？答：軟盤和硬盤盤片記錄信息的方式相同，都是將每個盤面由外向內(nèi)分成若干個磁道，每個磁道劃分為多個扇區(qū)，信息以扇區(qū)為電位存儲。17. 什么是記錄區(qū)？什么是信息間隔？磁帶上若干字節(jié)信息組成的數(shù)據(jù)集合稱為記錄區(qū)。記錄區(qū)間的間隔稱為信息間隔，信息間隔包括記錄尾標(biāo)、校驗(yàn)碼、區(qū)間間隔等部分。每個記錄區(qū)的長是不確定的，操作系統(tǒng)將視信息存儲的需要和磁帶利用率的需要確

45、定記錄區(qū)的大小。18. 簡述磁表面存儲器的工作原理？答：磁表面存儲器利用具有矩形磁滯曲線的磁性材料存儲信息，磁性材料磨成粉狀制成磁膠涂在載體表面，讀寫信息時利用磁頭與磁表面的磁感應(yīng)效應(yīng)，將磁表面按照不同的要求磁化為具有不同磁化方向的磁化單元，利用這些磁化單元存儲信息。寫入信息時，磁頭靠近特定位置的磁表面，寫線圈通過一個定向定強(qiáng)度的電流，寫線圈內(nèi)的脈沖電流使磁芯磁化建立磁芯自己的感應(yīng)磁場，感應(yīng)磁場的磁力線在縫隙處形成邊緣磁場使下面的磁表面被磁化，在磁表面上形成特定大小、特定方向的磁化區(qū)域組成磁表面的磁場單元。讀入信息時，磁頭靠近特定位置的磁表面，磁表面磁場單元的磁力線通過磁芯建立閉合磁通回路。由

46、于鐵芯內(nèi)部磁通量的變化，讀出線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流。不同方向的磁通回路引起不同方向的感應(yīng)電流，從而讀出磁表面存儲單元的信息。經(jīng)過讀出后，磁表面存儲單元的狀態(tài)并沒有改變，所存信息也沒用被破壞。所以，磁表面存儲器不需要刷新和再生，在停電以后仍能保存所有的信息，可以稱為永久性存儲器。因此，磁表面存儲器（磁帶、磁盤）能夠在計算機(jī)的外存中充當(dāng)主要的角色。19. 什么是軟盤？什么是軟盤驅(qū)動器？答：使用塑料材料作為盤片的基體材料的磁盤稱為軟盤。由于其具有存儲機(jī)構(gòu)簡單、造價低、使用方便、互換性好、易保管、對環(huán)境要求不嚴(yán)格等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。軟盤為單片盤結(jié)構(gòu)，一般軟盤盤片與磁頭、定位系統(tǒng)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)相脫離，通常將后

47、三項統(tǒng)稱為軟盤驅(qū)動器。20. 什么是扇區(qū)？什么是格式化操作？答：扇區(qū)是磁盤存儲信息的最小物理單位。扇區(qū)包括頭空、序標(biāo)、數(shù)據(jù)區(qū)、檢驗(yàn)字段和尾空等幾個部分。通常對磁盤進(jìn)行的所謂格式化操作就是在磁盤上劃分磁道、扇區(qū)及扇區(qū)內(nèi)各特定區(qū)域，若磁盤上沒有這些劃分，就必須在格式化后才能使用。21. 光盤的工作原理是什么？答：光盤本身是靠盤面上一些能夠影響光線反射的表面特征存儲信息。讀去數(shù)據(jù)時，由機(jī)器驅(qū)動部分和定位部件復(fù)責(zé)確定讀取的位置。激光器發(fā)出激光經(jīng)光學(xué)線路至聚集透鏡射向光盤表面，表面的凹凸不平造成反射光的變化，利用數(shù)據(jù)檢測器將這些變化轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)“0”和“1”的電信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸出端，整個讀取工作完成。光盤

48、的寫入過程與此相似，數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)輸入端傳來，編碼后形成激光信號，經(jīng)過聚集透鏡在光盤表面上“刻寫”上信息“0”或“1”。不同類型光盤的寫入過程不盡相同，但其原理基本相同。22. 光盤存儲器有哪幾種？答：一般將光盤存儲器分為只讀式（Read Only）、一次寫入式（Write Once）和可擦式（Erasable）或可逆式（Reversible）三種。只讀式光盤利用材料表面的凹凸不平的特征記錄信息，在出廠前由生產(chǎn)廠家將有關(guān)信息存放到光盤上。對于一次寫入式光盤，用戶可以利用匯聚的激光束在光盤表面照射使材料發(fā)生永久性變化而記錄信息。這種光盤已普遍用于多媒體系統(tǒng)?？刹潦焦獗P利用激光在磁性材料或相應(yīng)材料上實(shí)

49、現(xiàn)信息的存儲和擦除。23. 什么是存儲體系？答：將主存、輔存及其他一些相關(guān)的部件組織在一起構(gòu)成計算機(jī)的存儲體系。24. 什么是二級存儲體系？主存和輔存在二級存儲體系中的作用各是什么？答：計算機(jī)系統(tǒng)中最簡單的存儲體系是利用軟硬件控制將主存和輔存有機(jī)組成一個整體構(gòu)成二級存儲體系。在二級體系中，主存是與計算機(jī)各部件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的主要設(shè)備，輔存做為主存的后援系統(tǒng)來彌補(bǔ)主存容量不足的缺陷。輔存中存放的是暫時不用的和主存中內(nèi)容不下的程序和數(shù)據(jù)。輔存中的信息不能被CPU直接訪問，必須通過調(diào)入主存中才能被計算機(jī)的其它部件使用。25. 為什么要在二級存儲體系的基礎(chǔ)上建立多級存儲體系？答：二級存儲體系解決了主存容

50、量不足、價格昂貴的矛盾，但仍沒有徹底解決主存與CPU之間不匹配的問題，CPU的速度快于主存的存取速度，存儲器的相當(dāng)?shù)退儆绊懥薈PU性能的發(fā)揮這一矛盾。同時，主存與輔存之間數(shù)據(jù)交換速度也影響了計算機(jī)存儲系統(tǒng)性能的發(fā)揮。因此，存儲系統(tǒng)的設(shè)計突破了用主存和輔存組成單一的二級存儲體系，采用了多種性能不同、速度不同、價格不同的存儲設(shè)備按一定的層次結(jié)構(gòu)組成多級存儲體系。26. 在費(fèi)用一定的情況下如何提高存儲體系的容量和工作效率？答：在多級存儲體系中，格式緩沖寄存器（Cache）的出現(xiàn)基本解決了主存與CPU之間的速度匹配問題。Cache的性能高于主存的性能，同時其價格也高于主存的價格，采用適量的Cache既可以增加存儲體系的性能，又可以將整個存儲體系的價格限制在一定的范圍內(nèi)。Cache主存結(jié)構(gòu)是根據(jù)主存輔存結(jié)構(gòu)發(fā)展而來，但兩者之間有著三點(diǎn)截然不同的