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按价格/位由高至低排序为:寄存器、Cache、主存、硬盘。
3. 存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么要分这些层次?计算机如何管理这些层次?
答:存储器的层次结构主要体现在 Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
Cache-主存层次在存储系统中主要对 CPU 访存起加速作用,即从整体运行的效果分析,CPU 访存速度加快,接近于 Cache 的速度,而寻址空间和位价却接近于主存.
主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用,即从程序员的角度看,他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存,而速度接近于主存。
综合上述两个存储层次的作用,从整个存储系统来看,就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。
主存与 CACHE 之间的信息调度功能全部由硬件自动完成.而主存与辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现,即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技
术组成虚拟存储器,程序员可使用这个比主存实际空间(物理地址空间)大得多的虚拟地址空间(逻辑地址空间)编程,当程序运行时,再由软、硬件自动配合完成
虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换.因此,这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。
4. 说明存取周期和存取时间的区别。
解:存取周期和存取时间的主要区别是:存取时间仅为完成一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的恢复时间。即:
存取周期 = 存取时间 + 恢复时间
5。 什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线宽度为 32 位,存取周期为 200ns,则存储器的带宽是多少?
解:存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。
存储器带宽 = 1/200ns ×32 位 = 160M 位/秒 = 20MB/秒 = 5M 字/秒
注意:字长 32 位,不是 16 位。(注:1ns=10
-9
s)
6。 某机字长为 32 位,其存储容量是 64KB,按字编址它的寻址范围是多少?若主存以字节编址,试画出主存字地址和字节地址的分配情况.
解:存储容量是 64KB 时,按字节编址的寻址范围就是 64K,
如按字编址,其寻址范围为:64K / (32/8)= 16K
主存字地址和字节地址的分配情况:如图
字节地址 字地址
0000H
0001H
0002H
0003H
0004H
0005H
0006H
0007H
0008H
0009H
0000H
0001H
0002H
7. 一个容量为 16K×32 位的存储器,其地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?
1K×4 位,2K×8 位,4K×4 位,16K×1 位,4K×8 位,8K×8 位
解:地址线和数据线的总和 = 14 + 32 = 46 根;
选择不同的芯片时,各需要的片数为:
1K×4:(16K×32) / (1K×4) = 16×8 = 128 片
2K×8:(16K×32) / (2K×8) = 8×4 = 32 片
4K×4:(16K×32) / (4K×4) = 4×8 = 32 片
16K×1:(16K×32)/ (16K×1) = 1×32 = 32 片
4K×8:(16K×32)/ (4K×8) = 4×4 = 16 片
8K×8:(16K×32) / (8K×8) = 2×4 = 8 片
9. 什么叫刷新?为什么要刷新?说明刷新有几种方法。
解:刷新:对 DRAM 定期进行的全部重写过程;
刷新原因:因电容泄漏而引起的 DRAM 所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作;
常用的刷新方法有三种:集中式、分散式、异步式。
集中式:在最大刷新间隔时间内,集中安排一段时间进行刷新,存在 CPU 访存死时间.
分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期,无 CPU 访存死时间.
异步式:是集中式和分散式的折衷。
10. 半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种?
解:半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种:线选法和重合法。
线选法:地址译码信号只选中同一个字的所有位,结构简单,费器材;
重合法:地址分行、列两部分译码,行、列译码线的交叉点即为所选单元.这种方法通过行、列译码信号的重合来选址,也称矩阵译码。可大大节省器材用量,
是最常用的译码驱动方式。