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计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第4章.ppt

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计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第4章.ppt
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存 储 器,第 四 章,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—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。,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/S = 5M字/秒 注意字长(32位)不是16位。 (注:本题的兆单位来自时间=106),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,则: 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:,0,1,2,3,……,……,6,5,4,65534,65532,7,……,……,65535,65533,字地址 HB —————字节地址—————LB,0 4 8 …… 65528 65532,讨论: 1、 在按字节编址的前提下,按字寻址时,地址仍为16位,即地址编码范围仍为0~64K-1,但字空间为16K字,字地址不连续。 2、 字寻址的单位为字,不是B(字节)。 3、 画存储空间分配图时要画出上限。,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; 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 = 32片 4K×8:16K×32 /4K×8 = 4 × 4 = 16片 8K×8:16K×32 / 8K × 8 = 2X4 = 8片,讨论: 地址线根数与容量为2的幂的关系,在此为214,14根; 数据线根数与字长位数相等,在此为32根。(注:不是2的幂的关系。 ) :32=25,5根,8. 试比较静态RAM和动态RAM。 答:静态RAM和动态RAM的比较见下表:,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; 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。,讨论: 1)刷新与再生的比较: 共同点: ·动作机制一样。都是利用DRAM存储元破坏性读操作时的重写过程实现; ·操作性质一样。都是属于重写操作。,区别: ·解决的问题不一样。再生主要解决DRAM存储元破坏性读出时的信息重写问题;刷新主要解决长时间不访存时的信息衰减问题。
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