文章目錄

• 一：存儲器的分類、分級以及性能指標
• 二：SRAM和DRAM
• • （1）選擇題
  • （2）大題
• 三：主存儲器與CPU連接
• • （1）選擇題
  • （2）大題
• 四：多模塊存儲器
• • （1）選擇題
  • （2）大題
• 五：高速緩沖存儲器
• • （1）選擇題
• 白中英課本習題

一：存儲器的分類、分級以及性能指標

• 此部分主要以選擇題為主，較為簡單

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• 答案【B】

ACD是很明顯采用隨機存取方式。要注意CD-ROM它的訪問方式是順序訪問，但是并不屬于ROM

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• 答案【D】

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• 答案【C】

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★★★

• 答案【B】

由于16MB=2${}^{24}$B，所以理應是2${}^{24}$，但是字長是32位，由于按照半字=2B尋址，所以單元數目就為2${}^{23}$個

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• 答案【C】

RAM是肯定的，但是一定注意ROM。BIOS中有引導程序，負責將操作系統引導至內存，它是固化在主板上的，屬于ROM

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• 答案【C】

每次讀出16bit=2B，所以數據傳輸率=2B/250×$10^{?9}s$=答案【C】

• 答案【B】

128MB/8B=16M

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• 答案【B】

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• 答案【D】

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• 答案【D】

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• 答案【A】

二：SRAM和DRAM

（1）選擇題

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★★★

• 答案【A】

1024×8位，說明就是1024B，又因為2¹⁰=1024，所以地址線需要10根
8位說明需要8根數據線
需要1根片選線
讀寫控制線2根

所以10+8+1+2=21根

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• 答案【C】

注意32K=2¹⁵

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• 答案【B】

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• 答案【B】

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• 答案【B】

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• 答案【B】

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• 答案【C】

SRAM和DRAM的區別在于是否需要動態刷新

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• 答案【D】

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• 答案【B】

注意此題易選A，這里面選通線是兩根，用于送行地址和列地址

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★★★

• 答案【A】

4M=2²²，由于DRAM采用地址線復用，所以只需要用11根，數據線為8根

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• 答案【A】

• 答案【A】

閃存可讀可寫，依然屬于ROM，寫入時由于需要先擦除原來的數據，所以寫速度很慢

• 答案【A】

Cache屬于易失性存儲器（SRAM）

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• 答案【C】

（2）大題

三：主存儲器與CPU連接

（1）選擇題

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• 答案【D】

根據題意，ROM區大小為4KB，RAM區大小為60KB

那么ROM芯片數量為$\frac{4K\times 1B}{2K\times 1B}$=2

那么RAM芯片數量為$\frac{60K\times 1B}{4K\times 0.5B}$=30

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.★★★

• 答案【D】

首先2個2K×4位芯片進行組成1個2K×8位的芯片（位擴展），最后4個2K×8位的芯片再組成1個8K×8位的芯片（字擴展）

對于位擴展來說它不影響地址，只有字擴展影響。
因此0B1F=0000 1011 0001 1111。所以加粗部分的兩位用于片選，有00、01、10、11四個選項，那么最小0B1F所在芯片的最小地址就是0000 1000 0000 000，即0800H

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5FFFH-4000H+1=2000H=(8192)${}_{10}$=2${}^{13}$。所以ROM區大小為8KB，那么RAM區大小就是56KB。因此$\frac{56K\times 1B}{8K\times 0.5B}$=14

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• 答案【D】

主存地址空間大小為64MB，且64M=2${}^{26}$，所以是26位。需要注意實際的主存容量32MB不能代表MAR的位數

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• 答案【D】

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• 答案【A】

首先位擴展是肯定的。又因為它是以4B為編址單位的，所以不需要進行字擴展

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• 答案【D】

注意這里是按照字尋址，一個字為2B=16位

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• 答案【A】

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• 答案【C】

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• 答案【D】

首先進行位擴展，用4個512k×8位的芯片組成1個512k×32位的芯片。接著進行字擴展，由于$2^{24}/2^{19}=2^5=32$。所以32×4=128片

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• 答案【A】

解釋如下

• 地址總線表明了最大的尋址范圍，這里是16位。可以不必用完
• 實際尋址范圍則由具體芯片數目?
• 由于是4K×4位，且$2^{12}=4K$，說明地址線為12，數據線為4
• 2個4K×4位進行位擴展形成1個4k×8位的芯片，然后再進行4擴展。所以總共需要8個芯片，有4組
• 因此這4組至少需要兩位才能片選，，所以低12位為片內地址，相應的，$A_2{A}_3$進行片選

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• 答案【D】

43FFH=4000H+1=400H=2${}^{10}=1K$，每個存儲單元為2B。由于$\frac{1K\times 2B}{256\times 2B}$=4.所以選項C正確

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• 答案【D】

CFFFFH-90000H=40000H=$2^{18}$=256K，因此$\frac{256K\times B}{16K\times 1B}$=16

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• 答案【B】

由于23K=$2^{15}$，所以片內地址是15位，那么首地址就是0011 1000 0000 0000 0000=3800H，末地址就是3FFFFH

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• 答案【D】

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（2）大題

四：多模塊存儲器

（1）選擇題

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• 答案【B】

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• 答案【A】

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• 答案【D】

只有大于等于才能保證第二次啟動某存儲體時，其存取周期能結束

• 答案【B】

在存取周期200ns內可以連續的訪問四個模塊

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• 答案【B】

由于高位地址在單個存儲器是連續的，所以需要恢復，不能很慢的滿足局部性原理

• 答案【C】

double類型的變量占8B，64位，所以需要讀8次

（2）大題

五：高速緩沖存儲器

（1）選擇題

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• 答案【B】

注意Cache中僅是主存數據的副本

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• 答案【D】

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★★★

• 答案【C】

由題意可知共分為8組，組號從0到7，每個主存塊的大小為32B。因此129號單元所處主存塊號為4，由于4%8=4，所以組號為4

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• 答案【C】

所謂失效就是指寫不命中

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★★★

• 答案【C】

一個塊有多個字（通常）組成，CPU與Cache或主存交換的單位是字，Cache與主存交換單位是塊，當CPU想要訪問的某個字不再Cache中時，會將該字所在主存塊調入Cache中

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• 答案【A】

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• 答案【C】

塊內地址由Cache容量決定，16KB=2${}^{14}$B，所以低14位要作為塊內地址

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• 答案【D】

主存容量與Cache容量的比值可以確定塊號范圍，也即需要用12位，由于還需要一位有效位，所以是13位

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★★★

• 答案【C】

128KB/16B=8K，所以有8K個Cache行，也即$2^{13}$個，由于8路組相連，所以是$2^{10}$組，所以主存塊號的中間10位用于標記組號，由于每塊16B，所以塊內地址需要用4位標記

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★★★

• 答案【A】

1024KB除以16KB=$2^6$，所以需要6位標記塊號。
每塊有8字，每字32bit，也即4B，所以每塊32B，因此需要用5位標記塊內地址

白中英課本習題

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1.設有一個具有20位地址和32位字長的存儲器，問
（1）該存儲器能存儲多少字節的信息？
（2）如果存儲器由512K×8位的SRAM芯片組成，需要多少片
（3）需要多少位作芯片選擇

解答：

（1）地址有20bit，那么就有$2^{20}$個，每個存儲單元字長為32位=4B。所以可以存儲$2^{22}$B，約為4M

（2）

• 首先進行位擴展，每個4個SRAM芯片組成一個512K×32位的SRAM芯片，為一組
• $2^{20}$=1024K，所以$\frac{1024K\times 32bit}{512K\times 32bit}$=2。共需要2組，也即需要8片

（3）位擴展是不影響地址的，只有字擴展需要，其實相當于“2”個芯片。所以只需一位即可

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2.已知某64位主機采用半導體存儲器，其地址碼為26位，若使用4M×8位的DRAM芯片組成該機所允許的最大主存空間，并選用內存條結構形式，問
（1）若每個內存條為16M×64位，共需要多少內存條
（2）每個內存條共有多少DRAM芯片
（3）主存共需要多少DRAM芯片？
（4）CPU如何選擇各內存條

解答

（1）16M=$2^4$M=$2^{24}$bit，因此共需要 $\frac{2^{26}}{2^{24}}$=4根，所以共需要4根內存條
（2）由于$\frac{16M\times 8B}{4M\times 1B}$=32，所以需要32片
（3）

• 共需要128片

• 這里共有4根內存條。每個內存條是16M×64位，所以需要24根地址線作為內地址，同時需要2位用于選擇內存條。通過2，4譯碼器對各內存條進行選擇

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3.用16K×8位的DRAM芯片構成64K×32位存儲器
（1）畫出存儲器的組成邏輯圖
（2）設存儲器讀/寫周期為0.5us，CPU在1us內至少要訪問一次。試問采用何種刷新方式合理？兩次刷新的最大時間間隔是多少？對全部存儲單元刷新一遍所需的實際刷新時間多少？

解答

（1）由于$\frac{64K\times 32位}{16K\times 8位}$=16，所以共需要16片DRAM芯片。其中每4片為一組進行位擴展，共有4組，然后這4組再進行字擴展。因此就有4個模塊，需要用2位進行片選，且16K=$2^{14}$，所以每個模塊的地址空間需要用14位。故地址總線16位，使用2,4譯碼器進行選擇

（2）假設DRAM內部結構排列形式為128×128，存儲周期為0.5us，電容最多堅持2ms，因此對應2ms/0.5us=4000個周期，因此有128行，刷新每一行都需要0.5us

• 如果采用集中刷新，刷新128行需要使用128個周期，也就是說至少存在64us的死時間，肯定不符合題意
  

• 如果采用分散刷新，則每1us只能訪存一次，也不行
  

• 所以采用異步。刷新間隔2ms/128=15.6us。因此每15.6us會產生一次刷新信號（可取15us）。所以實際刷新時間為15us×128=1.92ms
  

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4.有一個1024K×32位的存儲器，由128K× 8位的DRAM芯片構成
（1）總共需要多少DRAM芯片
（2）設計此存儲體的組成框圖
（3）采用異步刷新方式，如果單元刷新間隔不超過8ms，則刷新信號周期多少？

解答：

（1）由于$\frac{1024K\times 32位}{128K\times 8位}$=8×4=32，所以需要32片DRAM芯片
（2）首先每4片為一組進行位擴展，共計8組，然后這8組進行字擴展。需要使用3,8譯碼器。由于$2^{17}$=128K，因此每一組片內地址需要用17位，即$A_0?A_{16}$，然后$A_{17}?A_{19}$進行片選

（3）如果選擇一個行地址進行刷新，刷新地址為$A_0?A_8$。因此這一行上的2048個存儲元同時刷新，也即在8ms內進行512周期。刷新方式采用

• 集中刷新：8ms內進行512次刷新操作
• 異步刷新：$\frac{8ms}{512}=15.5us$

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5.

解答：

由于$\frac{1024K\times 32位}{256K\times 16位}$=4×2=8，需要使用8片。其中每兩片為一組進行位擴展，分為4組，然后進行字擴展。需要使用2,4譯碼器。由于2${}^{18}$=256k。所以$A_0?A_{17}$作為片內地址，$A_{18}?A_{19}$進行片選

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6.用32K×8位的$E^{2}PROM$芯片組成128K×16位的只讀存儲器，問
（1）MAR多少位
（2）MDR多少位
（3）共需要多少$E^{2}PROM$芯片
（4）畫出組成框圖

解答

（1）由于$128K=2^{17}$，所以MAR17位
（2）MDR16位
（3）共需要8片
（4）

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7
（1）畫出地址譯碼方案
（2）將ROM與RAM同CPU連接

解答
（1）ROM區域地址范圍為0000H~3FFFH，由于3FFFH-0000H+1=4000H=$2^{14}$，因此ROM區域大小為16KB。由題意，共需要$\frac{40K\times 16位}{8K\times 8位}=5\times 2$=10片。每兩片進行擴展，共有5組，使用3,8譯碼器

（2）

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★★★

8.

解答

順序存儲器和交叉存儲器連續讀出8個字，其總位數為512bit

• 順序存儲器時間：$t_1$=8×100ns=$8\times 10^{?7}s$
• 交叉存取器時間：$t_2$=T+(m-1)$\tau$=100+7×50=$4.5\times 10^{?7}s$

帶寬分別為

• 順序存儲器：$W_1=\frac{512}{8\times 10^{?7}}=64\times 10^{7}bit/s$
• 交叉存儲器：$W_2=\frac{512}{4.5\times 10^{?7}s}=113.8\times 10^{7}bit/s$

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9

解答：

• 命中率$H$=$\frac{H_c}{N_c+N_m}=\frac{2420}{2420+80}=0.968$
• cache-主存系統的平均訪問時間$t_a=h{t}_c+(1?h)t_m$，其中$(1?h)$和$t_m$分別表示缺失率和主存訪問時間，因此$t_a=0.968\times 40+0.032\times 240=46.4$
• 效率為40/46.4=86.2%

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10

解答

由$t_a=h{t}_c+(1?h)t_m$可知，$h=\frac{t_a?t_m}{t_c?t_m}=\frac{50?200}{40?200}=93.75$%

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11

解答

不相等

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12

解答

$T_a=H{T}_1+(1?H)T_2$

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13

解答

• Cache有64行，每組4行，需要4位確定組號
• 每塊有128個地址，所以需要7位確定塊內地址
• 由于主存有4K個塊，所以需要12位，其后4位正好作為組號標記

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14

解答：

• 主存容量與Cache容量之比可以確定塊號范圍。所以比值是16，所以需要16位
• Cache容量64KB，塊大小為16B，所以塊的個數需要用12位標記（用16位的后12位）
• 字長為1B，說明一個塊有16個地址，那么塊內地址需要4位標記

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理题目题型总结）第三章：存储器的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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