计算机组成原理第四章作业答案.docx

第四章 作业答案 解释概念：主存、辅存， Cache, RAM, SRAM, DRAM, ROM, PROM ,EPROM ,EEPROM CDROM, Flash Memory. 解： 1 主存：主存又称为内存，直接与 CPU交换信息。 2 辅存：辅存可作为主存的后备存储器，不直接与  CPU交换信息，容量比主存大，速度 比主存慢。 3 Cache: Cache 缓存是为了解决主存和 CPU的速度匹配、 提高访存速度的一种存储器。 它设在主存和 CPU之间，速度比主存快，容量比主存小，存放 CPU最近期要用的信息。 4 RAM; RAM 是随机存取存储器，在程序的执行过程中既可读出信息又可写入信息。 5 SRAM: 是静态 RAM，属于随机存取存储器，在程序的执行过程中既可读出信息又可写入信息。靠触发器原理存储信息，只要不掉电，信息就不会丢失。 6 DRAM 是动态 RAM，属于随机存取存储器，在程序的执行过程中既可读出信息又可写 入信息。 靠电容存储电荷原理存储信息， 即使电源不掉电， 由于电容要放电， 信息就会丢失，故需再生。 7 ROM: 是只读存储器，在程序执行过程中只能读出信息，不能写入信息。 8 PROM: 是可一次性编程的只读存储器。 9 EPROM 是可擦洗的只读存储器，可多次编程。 EEPROM: 即电可改写型只读存储器，可多次编程。 CDROM 即只读型光盘存储器。 12 Flash Memory 即可擦写、非易失性的存储器。 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—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份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。 6. 某机字长为 32 位，其存储容量是 64KB，按字编址其寻址范围是多少？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64KB. 按字寻址范围 = 64K × 8 / 32=16K 字 按字节编址时的主存地址分配图如下： 字地址 字节地址 0 0 1 2 3 4 4 5 6 7 16K 65528 65532 讨论： 1、 在按字节编址的前提下，按字寻址时，地址的位数仍为 16 位，即地址编码范围仍 为 0~64K-1 ，但字 ( 数 ) 空间为 16K 字，字地址不连续。 2 、 字寻址的单位为：字，不是 B（字节） . 试比较静态 RAM和动态 RAM。 答：静态 RAM和动态 RAM的比较见下表： 特性 SRAM DRAM 存储信息 触发器 电容 破坏性读出 非 是 需要刷新 不要 需要 送行列地址 同时送 分两次送 运行速度 快 慢 集成度 低 高 发热量 大 小 存储成本 高 低 功耗 高 低 可靠性 高 低 可用性 使用方便 不方便 适用场合 高速小容量存储器 大容量主存 . 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； 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中。 . 一个 8K× 8 位的动态 RAM芯片，其内部结构排列成 256×256 形式，存取周期为 μs。 试问采用集中刷新、分散刷新及异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少？ 注：该题题意不太明确。实际上，只有异步刷新需要计算刷新间隔。 解：设 DRAM的刷新最大间隔时间为 2ms，则 异步刷新的刷新间隔 =2ms/256 行 = = μs 即：每 μs刷