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本章小结

(1)计算机中可使用的存储器有不同的分类方法,按所使用的存储介质可分为磁芯存储 器、磁表面存储器、半导体存储器和光盘存储器几类;按数据存取方式可分为顺序存取存储器、

直接存取存储器、随机存取存储器和相联存储器等。

现代计算机中存储器的使用常采用层次化结构,包括高速缓冲存储器 Cache、主存储器和 辅助存储器等,它们互相配合,有效解决了对存储器的速度、容量、价格等要求之间的矛盾。

(2)半导体随机存取存储器包括静态 RAM 和动态 RAM 两大类。静态 RAM 用双稳态触 发器存储信息,速度快,但集成度低,功耗大。动态 RAM 使用 MOS 电容存储信息,集成度 高,功耗小,使用较普遍,它最主要的特点是地址的两次打入和使用时的刷新,常用的刷新方 法有集中式刷新和分布式刷新两种。

只读存储器包括 ROM、PROM、EPROM、EEPROM 和 Flash Memory 等几类。

(3)半导体存储芯片在实际使用时常需进行容量扩展,扩展的方法有位扩展、字扩展和 获取指令和数据的速度。Cache 的功能全部通过硬件进行实现,在具体设计时,要考虑 Cache 数据块的大小、地址映像方式、块替换算法、写策略等问题。

光盘存储器包括 CD-ROM、WORM、DVD 等。

习题 4

一、填空题

1.RAM 的访问时间与存储单元的物理位置________,任何存储单元的内容都能被 ________。

2.存储器芯片由________、________、地址译码和控制电路等组成。

3.内存储器容量为 256KB 时,若首地址为 00000H,则末单元地址为________。

4.Cache 介于主存与 CPU 之间,其速度比主存________,容量比主存小很多。它的作用

12.为使虚存系统有效发挥其预期的作用,所运行的程序应具有的特性是( )。

9.设主存的容量是 1MB,Cache 的容量是 16KB,块的大小是 512KB。

(1)写出主存地址格式。

(2)Cache 的地址格式。

(3)页表的容量为多大?

(4)画出直接地址映像的示意图。

10.设某计算机的 cache 采用 4 路组相联结构,已知 cache 容量为 16KB,主存容量为 2MB,

每个字块有 8 个字,每个字有 32 位。请回答:

(1)主存地址多少位(按字节编址)?各字段如何划分(各需多少位)?

(2)设 cache 起始为空,CPU 从主存单元 0,1,…,100 依次读出 101 个字(主存一次 读出一个字),并重复按此次序数读 11 次,问命中率为多少?若 cache 速度是主存的 5 倍,问 采用 cache 与无 cache 比较速度提高多少倍?

11.某计算机有一个 Cache、主存和用于虚拟存储器的磁盘。如果有一个字在 Cache 中,

则需要 20ns 的时间来存取它;如果字在主存而不在 Cache 中,则首先需要 60ns 的时间把它调 英寸;道密度为 1250TPI,内层位密度 52400bpi,转速为 2400rpm。问:(TPI 表示每英寸磁道 数,bpi 表示每英寸位数,rpm 为每分钟转数)

制信号线有:MREQ#(存储器访问请求,低电平有效),R/ W 。试问:

(1)若该机主存采用 16K×1 位的 DRAM 芯片(内部为 128×128 阵列)构成最大主存 空间,则共需多少个芯片?若采用异步刷新方式,单元刷新周期为 2ms,则刷新信号的周期为 多少?刷新用的行地址为几位?

(2)若为该机配备 2K×8 位的 Cache,每块 8 字节,采用 2 路组相联映像,试写出对主 存地址各个字段的划分(标出各个字段的位数);若主存地址为 3280H,则该地址可映像到 Cache 的哪一组?

(3)若用 4 个 8K×4 位的 SRAM 芯片和 2 个 4K×8 位的 SRAM 芯片形成 24K×8 位的 连续 RAM 存储区域,起始地址为 0000H,假设 SRAM 芯片有 CS(片选,低电平有效)和 WE

(写使能,低电平有效)信号控制端。试画出 SRAM 与 CPU 的连接图,在图上标清楚地址译 码连接,数据线、地址线、控制线连接。

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