计算机组成原理第4章：缓存与虚拟存储详解及寻址计算

在计算机组成原理的第4章习题中，主要内容涉及了计算机内存层次结构、存取时间和存取周期的概念，以及寻址范围的计算。首先，章节讨论了缓存（CACHE）与主存（Main Memory）的关系，缓存用于解决速度问题，通过硬件自动管理数据交换，提供快速访问；而主存与辅助存储器（如硬盘）的交互则通常通过虚拟存储技术，形成虚拟地址空间，允许程序员使用较大的地址空间进行编程，实际的物理地址转换由操作系统和硬件协同处理，对用户透明。 其次，存取时间和存取周期是内存访问的关键概念。存取时间是指完成一个操作所需的时间，而存取周期则包括操作时间以及操作后电路恢复时间。例如，对于一个32位的计算机，如果存储容量是64KB，按字编址和字节编址计算出的寻址范围不同，分别为16K和64K字节。 此外，习题中还涵盖了内存刷新技术的几种方式，如集中刷新、分散刷新和异步刷新。集中刷新的刷新间隔为2ms，但有25.6μs的刷新死时间；分散刷新方式间隔为51.2μs，没有死时间；异步刷新同样为2ms，但有0.1μs的死时间。 关于存储器容量的计算，习题演示了如何根据总容量、页面数、组数和片数来划分和组织存储资源。例如，一个64KB的存储器，如果每个页面大小为8字节，那么可以容纳16K个页面。进一步地，如果每组包含16个页面，那么总共就有1K组，每片存储器对应1K个字节。 本章习题着重于内存系统的基本原理和性能优化策略，对于理解计算机内部数据流管理和硬件设计具有重要意义。