计算机组成原理复习3：存储器

最新推荐文章于 2023-06-24 15:47:33 发布

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存储器

1.存储元、存储单元、存储体、存储单元地址这几个术语有何联系和区别?

答：计算机在存取数据时，以存储单元为单位进行存取。存储元是计算机存储系统中存储一位一进制数据所最小元，也称尔在储位是构成存储单元的基本部件。机器的所有存储单元长度相同，一般由8的整数倍个存储元构成。同一单元的存储元必须并行工作,同时读出写入。许多存储单元构成一台机器的存储体,由于每个存储单元在在储体中的地位平等，为区别不同单元,给每个存后者单元赋首地址。

2．静态MOS在储元、动态MOS存储元、双极型存储元各有什么特点?

答：在MOS半导体存储器中,根据存储信息机的原理不同，又分为静态MOS存储器和动态M0S存储器、前者利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息不会丢失；后者利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需不断给电容充电才能使信息保持。
而双极型存储元集成度低，存取周其期快，位平均功耗大。

3. ROM与 RAM两者的差别是什么?指出下列存储器哪些是易失性的?哪些是非易失性的?哪些是读出破坏性的?哪些是非读出破坏性的?

动态 RAM,静态 RAM, ROM,Cache,磁盘,光盘。
答:RAM是随机存取存储器，是易失性的，一旦掉电所有信息全部丢失而ROM是只读存取存储器,是非易失性的。
动态RAM、静态RAM、Cache是易失性的
R0M、磁盘、光盘是非易失性的.
动态RAM是读出破坏性，其余均为非读出破坏性的。

4.．提高存储器速度可兄田哪此井施,请说出至少五种措施。

答：1)采用高速器件
2)采用cache
3)采用多体交叉存储器
4)采用用双端口存储器
5)采用相联存储器，加长存储器的字长。

5.简述引入Cache结构的理论依据。

答：局部性理论。大容量主存一般采用DRAM相及SRAM速度慢，而SRAM速度快但价格高，所以需要在主存和CPU之间设置个速度很快而且客量相对较小的储存器。而程序和数据具有局部性，需要一个小型存储器存放CPU将要使用的程序和数据，这大大加快CPU访问存储器的速度，提高机器运行效率，cache就是这个小型存储器。

6.试将硬盘、软盘、磁带、光盘等外存的访问时间、数据传输率按大小（或高低）排序,并列出各外存突出的优缺点、适用场合及共同的发展趋势。简述磁记录的方式。

答：访问时间：硬盘>光盘>软盘>磁带
数据传输率：硬盘>光盘>软盘>磁带
优缺点：硬盘容量大，存取速度快，性能高，尺寸小，成本高，但是数据易丢失不易找回。
软盘成本低，具有写保护能力，但是移动距离端，易受外界因素影响。
光盘和软盘盘片可以更换。
磁带容量大，便宜可更换。

7.设有一个1 MB容量的存储器，字长为32位，问:

(1)按字节编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位?编址范围为多大?
(2)按半字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位?
编址范围为多大?
(3)按字编址，地址寄存器、数据寄存器各为几位?编址范围为多大?
答：(1)1MB=2^20B 所以地址寄存器为20位
32/4=8 所以数据存储器位8位
编址范围000000~FFFFFF
(2)1MB/(32bit/2)=2^19 所以地址寄存器为19位
32/2=16B 所以数据存储器位16位
编址范围00000~7FFFF
(3)1MB/32bit=2^18 所以地址寄存器为18位
32/1=32B 所以数据存储器位32位
编址范围00000~3FFFF

8.已知cache命中率H=0.98，主存比cache慢4倍，主存存取周期为200ns,求cache /主存的效率和平均访问时间。

答：R=Tm/Tc=4 => Tc=Tm/R=200ns/4=50ns
Ta=Tc+（1-H）m=50ns+(0.02)*200ns=54ns
c=Tc/Ta=50/54=0.93
平均访问时间是54ns，主存效率是0.93

9.有一个cache的容量为2K字，每块为16字，问

(1)该cache可容纳多少个块?
(2)如果主存的容量是256K字，则有多少个块?
(3)主存的地址有多少位?Cache的地址有多少位?
(4)在直接映射方式下，主存中的第i块映射到cache中哪一个块?
答：(1) cache中有2048/16=128个块。
(2) 主存有256K/16=214＝16384个块。
(3)主存容量为256K＝218字，所以主存的地址有18位。 cache容量为2K=211字，所以cache字地址为11位。
(4) 主存中的第i块映像到cache中第 i mod 128个块中。

10.某双面磁盘每面有220道，内层磁道周长70cm,位密度400位/cm,转速3 000转/分，问:

(1)磁盘存储容量是多少?
(2)数据传输率是多少?
答：(1) 每道信息量=400位/cm * 70cm=28000位=3500B
每面信息量=3500B * 220=770000B
总容量=77000B * 2=1540000B
(2) 3000转/分 / 60s=50转/s
50转/s * 3500=175000 B/s