計(jì)算機(jī)組成原理習(xí)題第三章

第三章一.填空題.在多級(jí)存儲(chǔ)體系中，cache的主要功能是,虛擬存儲(chǔ)器的主要功能是。.SRAM靠存儲(chǔ)信息，DRAM靠存儲(chǔ)信息。存儲(chǔ)器需要定時(shí)刷新。.動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的刷新一般有、和。.一個(gè)512KB的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是。.若RAM芯片里有1024個(gè)單元，用單譯碼方式，地址譯碼器有條輸出線；用雙譯碼方式，地址譯碼器有條輸出線。.高速緩沖存儲(chǔ)器中保存的信息是主存信息的。.主存、快速緩沖存儲(chǔ)器、通用寄存器、磁盤、磁帶都可用來(lái)存儲(chǔ)信息，按存取時(shí)間由快至慢排列，其順序是。.、和組成三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)，分級(jí)的目的是。.動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的刷新一般有和兩種方式，之所以刷新是因?yàn)椤?用1KX1位的存儲(chǔ)芯片組成容量為64Kx8位的存儲(chǔ)器，共需片,若將這些芯片分裝在幾塊板上，設(shè)每塊板的容量為 4Kx8位，則該存儲(chǔ)器所需的地址碼總位數(shù)是,其中位用于選板， 位用于選片、位用于存儲(chǔ)芯片的片內(nèi)地址。.最基本的數(shù)字磁記錄方式、、、、、和六種。.緩存是設(shè)在和之間的一種存儲(chǔ)器，其速度匹配，其容量與有關(guān)。.Cache是一種存儲(chǔ)器，用來(lái)解決CPU與主存之間不匹配的問(wèn)題。現(xiàn)代的Cache可分為和兩級(jí)，并將和分開設(shè)置。.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常用到的存儲(chǔ)器有：(1)SRAM,(2)DRAM,(3)Flash,(4)EPROM,(5)硬盤存儲(chǔ)器，(6)軟盤存儲(chǔ)器。其中非易失的存儲(chǔ)器有:具有在線能力的有;可以單字節(jié)修改的有:可以快速讀出的存儲(chǔ)器包括。.反映存儲(chǔ)器性能的三個(gè)指標(biāo)是、、和,為了解決這三方面的矛盾，計(jì)算機(jī)采用體系結(jié)構(gòu)。.存儲(chǔ)器的帶寬是指,如果存儲(chǔ)周期為Tm,存儲(chǔ)字長(zhǎng)為n位則存儲(chǔ)器帶寬位,常用的單位是或。為了加大存儲(chǔ)器的帶寬可米用、和0.一個(gè)四路組相聯(lián)的Cache共有64塊，主存共有8192塊，每塊32個(gè)字。則主存地址中的主存字塊標(biāo)記為位，組地址為位，字塊內(nèi)地址為位。.在虛擬存儲(chǔ)器系統(tǒng)中，CPU根據(jù)指令生成的地址是，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化后的地址是。二.選擇題.在磁盤和磁帶這兩種磁介質(zhì)存儲(chǔ)器中，存取時(shí)間與存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)，按存儲(chǔ)方式分。A.二者都是順序存取 B.二者都是直接存取C.磁盤是直接存取，磁帶是順序存取 D.磁帶是直接存取，磁盤是順序存取.存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的讀寫操作所需的全部時(shí)間稱為oA.存取時(shí)間 B.存取周期C.CPU周期 D.機(jī)器周期3.若存儲(chǔ)周期250ns,每次讀出16位，則該存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳送率為。A.4X106B/s B.4MB/sC.8X106B/s D.8MB/s.用戶程序所放的主存空間屬于oA.隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 B.只讀存儲(chǔ)器C.順序存取存儲(chǔ)器 D.直接存取存儲(chǔ)器.以下哪種類型的存儲(chǔ)器速度最快。A.DRAM B.ROMD.SRAMC.EPROM

D.SRAM.下述說(shuō)法中正確的是。A.半導(dǎo)體RAM信息可讀可寫，且斷電后仍能保持記憶B.動(dòng)態(tài)RAM是易失性RAM,而靜態(tài)RAM中的存儲(chǔ)信息是不易失C.半導(dǎo)體RAM是易失性RAM,但只要電源不斷電所存信息是不丟失的D.半導(dǎo)體RAM是非易失性的RAM.若數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中采用以低字節(jié)地址為字地址的存放方式，則十六進(jìn)制數(shù)12345678H的存儲(chǔ)字節(jié)順序按地址由小到大依次為。A.12345678 B.78563412C.87654321 D.34127856.在對(duì)破壞性讀出的存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作時(shí)，為持續(xù)原存信息不變，必須輔以的操作是。A.刷新C.寫保護(hù).SRAM芯片，其容量為1024X8,為。A.16 B.1710.存儲(chǔ)器容量為32Kx16,則A.地址線為16根，數(shù)據(jù)線為32根C.地址線為15根，數(shù)據(jù)線為16根11.某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)為32位，存儲(chǔ)器容量為到。A.220-1 B.221-1.設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為32位，一個(gè)容量為16MB址的單元數(shù)是。222212A.224 B.222212.下列說(shuō)法正確的是。B.再生D.B.再生D.主存校驗(yàn)除電源和接地端外，該芯片最少引出線數(shù)C.20 D.21B.地址線為32根，數(shù)據(jù)線為16根D.地址線為16根，數(shù)據(jù)線為15根4MB,按字編址，其尋址范圍是 0C.223-1 D.224-1的存儲(chǔ)器，CPU按半字尋址，其可尋EPROM是可改寫的，但它不能用作為隨機(jī)存儲(chǔ)器用EPROM只能改寫一次，故不能作為隨機(jī)存儲(chǔ)器用EPROM是只能改寫一次的只讀存儲(chǔ)器.存儲(chǔ)器采用部分譯碼法片選時(shí)oA.不需要地址譯碼器 B.不能充分利用存儲(chǔ)器空間C.會(huì)產(chǎn)生地址重疊 D.CPU的地址線全參與譯碼.雙端口存儲(chǔ)器發(fā)生讀寫沖突的情況是。A,左端口與右端口地址碼不同 B.左端口與右端口地址碼相同C.左端口與右端口數(shù)據(jù)碼相同 D.左端口與右端口數(shù)據(jù)碼不同.如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問(wèn)，則可能這個(gè)存儲(chǔ)單元會(huì)很快的再次被訪問(wèn)，這稱為。A.時(shí)間局部性 B.空間局部性C.程序局部性 D.數(shù)據(jù)局部性.在主存和CPU之間增加高速緩沖存儲(chǔ)器的目的是。A.解決CPU和主存之間的速度匹配問(wèn)題B.擴(kuò)大主存容量C.擴(kuò)大CPU通用寄存器的數(shù)目D.既擴(kuò)大主存容量又?jǐn)U大CPU中通用寄存器的數(shù)量.在程序的執(zhí)行過(guò)程中，cache與主存的地址映射是由。A.操作系統(tǒng)來(lái)管理的 B.程序員調(diào)度的C.由硬件自動(dòng)完成的 D.由軟硬件共同完成的.容量為64塊的cache采用組相連映射方式，字塊大小為128個(gè)字，每4塊為一組。若主存4096塊，且以字編址，那么主存地址和主存標(biāo)記的位數(shù)分別為。A.16,6B.17,6 C.18,8 D.19,8.采用虛擬存儲(chǔ)器的目的是oA.提高主存的速度 B.擴(kuò)大輔存的存取空間C.擴(kuò)大主存的尋址空間 D.擴(kuò)大存儲(chǔ)器的尋址空間.下列關(guān)于虛擬存儲(chǔ)器的論述中,正確的是。A.對(duì)應(yīng)用程序員透明，對(duì)系統(tǒng)程序員不透明B.對(duì)應(yīng)用程序員不透明，對(duì)系統(tǒng)程序員透明C.對(duì)應(yīng)用程序員、系統(tǒng)程序員都不透明D.對(duì)應(yīng)用程序員、系統(tǒng)程序員都透明.在虛擬存儲(chǔ)器中，輔存的編址方式是。A.按信息塊編址 B.按字編址C.按字節(jié)編址 D,按位編址.虛擬存儲(chǔ)器中的頁(yè)表有快表和慢表之分，下面關(guān)于頁(yè)表的敘述中正確的是。A.快表與慢表都存儲(chǔ)在主存中，但快表比慢表容量小B.快表采用了優(yōu)化的搜索算法，因此查找速度快C.快表比慢表的命中率高，因此快表可以得到更多的搜索結(jié)果D.快表采用快速存儲(chǔ)器件組成，按查找內(nèi)容訪問(wèn)，因此比慢表查找速度快24.存取周期是指。A.存儲(chǔ)器的寫入時(shí)間B.存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)寫操作允許的最短間隔時(shí)間C.存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短間隔時(shí)間.某計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)是16位，它的存儲(chǔ)容量是 1MB,按字編址它的尋址范圍是。A.512K B.1M C.512KB.某一RAM芯片,其容量為512X8位，除電源和接地端外該芯片引出線的最少數(shù)目是。A.21 B.17 C.1927.在磁盤和磁帶兩種磁表面存儲(chǔ)器中，存取時(shí)間與存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)，按存儲(chǔ)方式分，。A.兩者都是用行存取B.磁盤是部分串行存取，磁帶是串行存取C.磁帶是部分串行存取，磁盤是串行存取28.磁盤存儲(chǔ)器的等待時(shí)間通常是指。A.磁盤旋轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間B.磁盤旋轉(zhuǎn)半周所需的時(shí)間

C.磁盤三分之二周所需的時(shí)間.相聯(lián)存儲(chǔ)器與傳統(tǒng)的存儲(chǔ)器的主要區(qū)別是前者又叫按尋址的存儲(chǔ)器A.地址 B.內(nèi)容 C.堆棧.一個(gè)四體并行低位交叉存儲(chǔ)器，每個(gè)模塊的容量是 64Kx32位，存取周期為200ns,在下述說(shuō)法中是正確的。A.在200ns內(nèi)，存儲(chǔ)器能向CPU提供256位二進(jìn)制信息B.在200ns內(nèi)，存儲(chǔ)器能向CPU提供128位二進(jìn)制信息C.在50ns內(nèi)，每個(gè)模塊能向CPU提供32位二進(jìn)制信息.在程序的執(zhí)行過(guò)程中，Cache與主存的地址映射是由。A.操作系統(tǒng)來(lái)管理的 B.程序員調(diào)度的 C.由硬件自動(dòng)完成的.常用虛擬存儲(chǔ)器尋址系統(tǒng)由兩級(jí)存儲(chǔ)器組成。A.主存一輔存 B.Cache-主存 C.Cache—輔存.設(shè)機(jī)器字長(zhǎng)為64位，存儲(chǔ)容量為128MB,若按字編址，它的尋址范圍是。A.16MB B.16M C.32M.在下列因素中，與Cache的命中率無(wú)關(guān)的是。A.Cache塊的大小 B.Cache的容量C.主存的存取時(shí)間.若磁盤的轉(zhuǎn)速提高一倍，則。A.平均等待時(shí)間和數(shù)據(jù)傳送時(shí)間減半B.平均定位時(shí)間不變C.平均尋道時(shí)間減半.Cache的地址映像中，若主存中的任一塊均可映射到Cache內(nèi)的任一塊的位置上，稱作oA.直接映像 B.全相聯(lián)映像 C.組相聯(lián)映像.Cache的地址映像中比較多的采用“按內(nèi)容尋址”的相聯(lián)存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。A.直接映像 B.全相聯(lián)映像 C.組相聯(lián)映像.下列器件中存取速度最快的是。A.CacheB.主存A.CacheB.主存C.寄存器三．問(wèn)答題.DRAM存儲(chǔ)器為什么要刷新？采用何種方式刷新？.存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)可以解決什么問(wèn)題？實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)的先決條件是什么？用什么來(lái)度量？.試比較主存、輔存、緩存、控存、虛存。.存儲(chǔ)器的主要功能是什么？如何衡量存儲(chǔ)器的性能？為什么要把存儲(chǔ)系統(tǒng)分成若干不同的層次？主要有哪些層次。.什么是刷新？刷新有幾種方式？簡(jiǎn)要說(shuō)明之。.提高訪存速度可采取哪些措施？簡(jiǎn)要說(shuō)明之。.試比較Cache管理中各種地址映像的方法。.在Cache管理中，當(dāng)新的主存塊需要調(diào)入Cache時(shí)，有幾種替換算法？各有何特點(diǎn)？哪種平均命中率高？四．設(shè)計(jì)題.某存儲(chǔ)器容量為4KB,其中ROM2KB,選用EPROM2Kx8;RAM2KB,選用RAMKX8;地址線Ai5?Ao。寫出全部片選信息的邏輯式。.要求用128Kx16的SRAMK片組成512Kx16的隨機(jī)存儲(chǔ)器，用64Kx16的EPROM的芯片組成128Kx16的只讀存儲(chǔ)器。試問(wèn)：（1）數(shù)據(jù)寄存器多少位？（2）地址寄存器多少位？（3）兩種芯片各需多少片？（4）若EPROMJ地址從00000H開始，RAM勺地址從60000H開始，寫出各芯片的地址分配情況。.已知地址總線Ai5~Ao,其中Ao是最低位。用ROM芯片（4KX4）和RAM芯片（2KX8）組成一個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，按字節(jié)編址。該存儲(chǔ)器ROM區(qū)的容量為16KB，RAM的容量為10KB。1）組成該存儲(chǔ)器需用多少塊 ROM芯片和RAM芯片？2）該存儲(chǔ)器一共需要多少根地址總線？ ROM芯片、RAM芯片各需連入哪幾根地址線？（3）需設(shè)置多少個(gè)片選信號(hào)，分別寫出各片選信號(hào)的邏輯式。.CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，cache完成存取的次數(shù)為1900次，主存完成存取的次數(shù)為100次，已知cache存取周期為50ns,主存存取周期為250nso求：cache—主存系統(tǒng)的命中率、平均訪問(wèn)時(shí)間和效率。.在虛擬地址和物理地址均為32位、頁(yè)大小為4KB的某種體系結(jié)構(gòu)中，假定存在如表3-1所示的地址映像關(guān)系，問(wèn)：對(duì)應(yīng)于下列虛擬地址的物理地址分別是什么？22433007H;13385ABCH;ABC89011H。表3-1地址映像虛頁(yè)號(hào)實(shí)頁(yè)號(hào)ABC89H97887H13385H99910H22433H00001H54483H1A8C2H.某機(jī)CPU可尋址的最大存儲(chǔ)空間為64KB,存儲(chǔ)器按字節(jié)編址，CPU的數(shù)據(jù)總線寬度為8位，可提供一個(gè)控制器信號(hào)為RD。目前系統(tǒng)中使用的存儲(chǔ)器容量為8KB,其中：4KB為ROM,擬采用容量為2Kx8的ROM芯片，其地址范圍為0000H~0FFFH。4KB為RAM,擬采用4Kx2的RAM芯片，其地址范圍為4000H~4FFFH。(1)需RAM和ROM芯片各多少片？(2)畫出CPU與存儲(chǔ)器之間的連接圖(譯碼器自定)。.某機(jī)CPU可輸出數(shù)據(jù)線8條(D7~Do),地址線20條(Ai9~Ao),控制線1條(WE)。目前使用的存儲(chǔ)空間為48KB,其中：16KB為ROM,擬用8Kx8位的ROM芯片；32KB為RAM,擬用16Kx4的RAM芯片。(1)需要兩種芯片各多少片？(2)畫出CPU與存儲(chǔ)器之間的連線圖(譯碼器自定)。(3)寫出ROM和RAM的地址范圍。.設(shè)CPU有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ做訪存控制信號(hào),用R/W作為讀寫命令信號(hào)。自選各類存儲(chǔ)芯片，畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖。要求：(1)上面的8KB是系統(tǒng)程序區(qū)，與其相鄰的8KB是系統(tǒng)程序工作區(qū)，最小16KB為用戶程序區(qū)。(2)寫出每片存儲(chǔ)芯片的類型及地址范圍(用十六進(jìn)制表示)。(3)用一個(gè)3—8譯碼器或其他門電路(門電路自定)。詳細(xì)畫出存儲(chǔ)芯片的選片邏輯。.某半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量9Kx8,其中ROME4Kx8,可選EPROM片2Kx8/片。RAME5Kx8,可選SRAM5片2Kx4/片，1KX4/片，地址總線Ai5~Ao(低)，數(shù)據(jù)總線D7~Do(低)。R/W控制讀寫。若有控制信號(hào)MREQ0要求：(1)設(shè)計(jì)并畫出該存儲(chǔ)器邏輯圖。(2)注明地址分配與片選邏輯式及片選信號(hào)極性。.假設(shè)主存容量為512Kx16位cache容量為4096X16位，塊長(zhǎng)為4個(gè)16位的字，訪存地址為字地址。(1)在直接映射方式下，設(shè)計(jì)主存的地址格式。(2)在全相聯(lián)映射方式下，設(shè)計(jì)主存的地址格式。(3)在二路組相連映射方式下，設(shè)計(jì)主存的地址格式。(4)若主存容量為512KX32位，塊長(zhǎng)不變，在四路組相連映射方式下，設(shè)計(jì)主存的地址格式。.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MERO作為訪存控制信號(hào)(倜電嚇有效)，用WR作為讀/寫控制信號(hào)(商電平為讀，低電平為寫)。現(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片：lKX4位RAM,4XX8位RAM,2KX8位ROM以及74138譯碼器和各種門電胳，如圖3-1所示。畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖，要求：(1)主存地址空間分配：8000H-87FFH,為系統(tǒng)程序區(qū)：8800H-8BFFH為用戶程序區(qū)。(2)合理選用上述存儲(chǔ)芯片，說(shuō)明備選幾片。(3)詳細(xì)畫出存儲(chǔ)芯片的片選邏輯。

1M團(tuán)G-G-GCBA譯碼器為控"C&A為受入場(chǎng)?7,…乂為輸出端-￡?1M團(tuán)G-G-GCBA譯碼器為控"C&A為受入場(chǎng)?7,…乂為輸出端圖3—1第11題芯片圖.在32題給出的條彳^下，畫出CPU與存儲(chǔ)器芯片的鏈接圖，要求：(1)主存地址空間分配：最小2K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)；相鄰2K地址空間為用戶程序區(qū)。(2)合理選用上述存儲(chǔ)芯片，說(shuō)明各遠(yuǎn)幾片。(3)詳細(xì)畫出存儲(chǔ)芯片的片選邏餌。.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MERO作為訪存控控制信號(hào)(低電乎有效)，用麗作為讀/寫控制信號(hào)后電平為讀，低電平為寫)。現(xiàn)有芯片及各種門電路(門電路自定)，如圖415所示。畫出CPU與存儲(chǔ)器的連接圖，要求：(1)存儲(chǔ)芯片地址空間分配為O—2047為系統(tǒng)程序區(qū)；2048—8191為用戶程序區(qū)。ROM：2KXS&8KX8&犯KX距74138譯碼協(xié)G瓜4ROM：2KXS&8KX8&犯KX距74138譯碼協(xié)G瓜4為的NCH,A為變!勒人靖立…%為輸出潮16Kxi位

4KX4也

圖3—2第13題芯片圖

(2)指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量(3)詳細(xì)畫出片選邏輯。.在36題給出的條彳^下，畫出CPU與存儲(chǔ)芯片的連接圖，要求：(1)存儲(chǔ)芯片地址空問(wèn)分配為：0—8191為系統(tǒng)程序區(qū)；8192—32767為用戶程序區(qū);(2)指出選用的存儲(chǔ)芯片類型及數(shù)量。(3)詳細(xì)畫出片選邏輯。.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作為訪存控控制信號(hào)(低電乎有效)，用WR作為讀/寫控制信號(hào)后電平為讀，低電平為寫)?，F(xiàn)有芯片及各種門電路(門電路自定)，如圖4.16所示。畫出CPU與存儲(chǔ)器的連接圖，要求:RAM1KX4ft2KXB也74B8MB指為控制編CB,ARAM1KX4ft2KXB也74B8MB指為控制編CB,A為變最?人整為輸出邃M0M:2KXg粒4KX8位QKXR位16Kxi魁4R?位圖3—3第15題芯片圖(1)存儲(chǔ)器芯片地址空間分配為：最小4K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)；相鄰4K地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)；與系統(tǒng)程序工作區(qū)相鄰的是 24K用戶程序區(qū)。(2)指出選用的存儲(chǔ)器芯片類型及數(shù)量(3)詳細(xì)畫出片選邏輯。.沒(méi)某微機(jī)的尋址范圍為64K,接有8片8K的存儲(chǔ)芯片，存儲(chǔ)芯片的片選信號(hào)為CS,要求：(1)畫出選片譯碼邏輯電路(可選用74138譯碼器)。(2)寫出每片RAM的二進(jìn)制地址范圍。(3)如果運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn)不論往哪片RAM存放8K數(shù)據(jù)，以4000H為起始地址的存儲(chǔ)芯片都有與之相同的數(shù)據(jù)，分析故障原因。（