計算機專業(yè)基礎(chǔ)綜合計算機組成原理(多層次的存儲器)模擬試卷2

1、計算機專業(yè)基礎(chǔ)綜合計算機組成原理（多層次的存儲器）模擬試（總分：68.，0做0題時間：90分鐘）、單項選擇題（總題數(shù)：12，分數(shù)：24.00）.存儲周期是指（。）存儲器的讀出時間存儲器的寫入時間存儲器進行連續(xù)讀和寫操作所允許的最短時間間隔丿存儲器進行連續(xù)寫操作所允許的最短時間間隔某單片機字長位，它的存儲容量，若按字編址，那么它的尋址范圍是V某芯片，其存儲容量為2位，該芯片的地址線和數(shù)據(jù)線數(shù)目為,V某計算機字長位，其存儲容量為，若按字編址，它的尋址范圍是主存儲器和之間增加的目的是。解決和主存之間的速度匹配問題V若存擴大主存儲器的容量擴大中通用寄存器的數(shù)量既擴大主存容量又擴大通用寄存器數(shù)量6存雙端

2、口存儲器（情）況下會發(fā)生讀寫沖突：左端口與右端口的地址碼不同若存左端口與右端口的地址碼相同V左端口與右端口的數(shù)據(jù)碼相同左端口與右端口的數(shù)據(jù)碼不相同7存下列說法中正確的是（。）存儲器技術(shù)提高了計算機的速度若主存由和組成，容量分別為和，則主存地址共需位閃速存儲器是一種高密度、非易失性的讀/寫半導(dǎo)體存儲器V存取時間是指連續(xù)兩次讀操作所需間隔的最小時間在的地址映射中，若主存中的任意一塊均可映射到內(nèi)的任意一塊的位置上，則這種方法稱為。全相聯(lián)映射V若存直接映射組相聯(lián)映射混合映射9.下列關(guān)于存儲系統(tǒng)的描述中正確的是（。）虛擬存儲器技術(shù)提高了計算機的速度若主存由兩部分組成，容量分別為和，則主存地址共需要位閃速

3、存儲器是一種高密度、非易失性的只讀半導(dǎo)體存儲器丿存取時間是指連續(xù)兩次讀操作所需間隔的最小時間10下虛述有關(guān)存儲器的描述中，正確的是（。）雙端口存儲器具有分離的讀端口和寫端口，因而可以同時對其進行讀、寫操作存儲保護的目的是：在多用戶環(huán)境中，既要防止一個用戶程序出錯而破壞系統(tǒng)軟件或其他用戶程序，又要防止一個用戶訪問不是分配給他的主存區(qū)，以達到數(shù)據(jù)安全與保密的要求丿在虛擬存儲器中，外存和主存以相同的方式工作，因此允許程序員用比主存空間大得多的外存空間編程中通常都設(shè)置有若干個寄存器，這些寄存器與統(tǒng)一編址，但訪問速度更高11常存用的虛擬存儲系統(tǒng)由（兩）級存儲器組成，其中輔存是大容量的磁表面存儲器。主存一

4、輔存丿輔存主存一存通用寄存器主存所對應(yīng)的物理地址為在請求分頁存儲管理方案中，若某用戶空間為個頁面，頁長，現(xiàn)有頁表如下，邏輯地址V、設(shè)計題總題數(shù)：6分數(shù)：設(shè)有兩種芯片：8位片，2位片。試用這些芯片構(gòu)成2位的存儲器。正確答案：正確答案：要設(shè)計2位的存儲器必須使用給定的全部存儲器芯片。方案是：用片X位的芯片構(gòu)成存儲器的高位采用位并聯(lián)法，用片8位構(gòu)成存儲器的低位位并聯(lián)與地址串聯(lián)相結(jié)合，其中后者使用一片2：4地址譯碼器。存儲器的組織結(jié)構(gòu)如圖315所示。某位計算機，地址總線根，為低位，雙向數(shù)據(jù)總線根-線中與主存有關(guān)的有存地址空間分配如下（最大地址，）控制總X位控制端僅允許訪存，低電平有效，/19為1系統(tǒng)程

5、序區(qū)，由只讀存儲器芯片組成地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)。上述地址為十進制，按字節(jié)編址?，F(xiàn)有如下存儲器芯片：X位，X位，X位，X位請從上述芯片中選擇適當芯高電平為讀命令，低電平為寫命令）。主為6用7戶程序區(qū)；最后片設(shè)計該計算機主存儲器，畫出主存儲器邏輯框圖。注意畫選片邏輯（可選用門電路及3：8譯碼器與的連接，說明選哪些存儲器芯片，選多少片后的X位存儲芯片還需加門電路局部譯碼。主存儲器的邏輯框圖如圖3所示。正確答案：正確答案：所設(shè)計的存儲器單元數(shù)為M字長為芯片存儲單元數(shù)為，字長為位，故占用的地址長度為地址串聯(lián)方式相結(jié)合的方法組成整個存儲器圖3所示。利用X位的共片芯片,2故地址長度為位，所用。）由此可用

6、位并聯(lián)方式與譯碼器。其存儲器結(jié)構(gòu)如位并使用一片2芯片，設(shè)計一個的內(nèi)存條。正確答案：（正確答案：一片圖321所示。片的列選通信號的容量為X位，片這樣的芯片可組成的存儲模塊,其組成如，兩片個芯片選信號、行選通信號和地址輸入信號連在一起，形成一個X位的片組。再由個片組組成一個X芯的存儲模塊。個組的列選通信號分別與送出的個字節(jié)允許信號相對應(yīng)，以允許存取位的字節(jié)或位的字。當進行位存取時，全無效，此時認為存儲地址的位為沒有，輸出引腳）也即存儲地址為的整倍數(shù)。其中最高位用作模塊選擇，它們的譯碼輸出分別驅(qū)動個模塊片選信號。當某模塊被選中，此模塊的個芯片同時動作，8個4位數(shù)據(jù)端口同時與32位數(shù)據(jù)總線交換數(shù)據(jù)，完

7、成一次32位字的存取。利用X雙端口存儲器芯片，設(shè)計一個字位的雙端口存儲器，需要多少芯片正確答案：正確答案：利用X位雙端口存儲器芯片，設(shè)計一個字位的雙端口存儲器，一方面要擴大存儲容量，另一方面要擴充字長，故需要的芯片數(shù)為X-X片。當組成一個存儲器時，左端口和右端口的相應(yīng)控制信號、數(shù)據(jù)線、地址線分別要并接在一起。設(shè)計一個容量為X位的用硬件寄存器構(gòu)成的堆棧，畫出邏輯結(jié)構(gòu)框圖。正確答案：正確答案：存儲容量為X位的寄存器堆?？捎镁哂凶笠坪陀乙乒δ艿膫€位移位寄存器構(gòu)成，其邏輯框圖如圖所示。這組移位寄存器按圖所示方式排列而組成一個字的移位寄存器。移位寄存器的左端定義成棧頂。執(zhí)行壓入操作而進棧的字就加到移位寄

8、存器的左端。并且激活右移控制線以便輸入。反之，執(zhí)行彈出操作則激活左移控制線，把棧頂?shù)淖炙拖蜉敵鰯?shù)據(jù)總線。，當把一個字壓入已有個字的棧時將引起線上溢，而從空棧彈出一個字時將引起下溢。上溢與下溢狀態(tài)都可加以檢測，為此用）的組合，即得上溢（或下溢）的指示。計數(shù)器來指明棧內(nèi)的字數(shù)。每次壓入或彈出時，計數(shù)器加或減，壓入或彈出信號和計數(shù)值為或三、分析題或總題數(shù)：1，分數(shù)：圖是某的寫入時序圖，其中儲器按給定地址把數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)寫入存儲器。請指出圖寫入時序中的錯誤，并畫出正確的寫入時序圖。，當/線為低電平時，存正確答案：正確答案：寫入存儲器時時序信息必須同步。通常，當/線加負脈沖時，地址線和數(shù)據(jù)線的電平必須是

9、穩(wěn)定的。當/2達到邏輯電平時，數(shù)據(jù)立即被存儲。因此，當/處于低態(tài)時，如果數(shù)據(jù)線改變了數(shù)值，那么存儲器將存儲新的數(shù)據(jù)。同樣，當發(fā)生了變化，那么同樣的數(shù)據(jù)將存儲到新的地址，或。正確的寫入時序圖如圖所示。正確答案：正確答案：長為位。如果是寫地址線20位，AR,數(shù)據(jù)線位，故存儲容量為X2字邏輯；如果是讀，/命令為高邏輯市場上常見的存儲器芯片均按照X比特或X比特組織。對于按字節(jié)尋址的位、位和位，地址線分別應(yīng)如何連接存儲器可以完成的存取數(shù)據(jù)寬度分別是多少正確答案：（正確答案：設(shè)線標記為為最低有效位示芯片連接。只能按位存取數(shù)據(jù)。的系統(tǒng)地址線標記為地址線的連接如圖3圖示6位處理器與為最低有效位；芯片的地址所示

10、。圖：位處理器與位位芯片連接。系統(tǒng)地址線的為字節(jié)選擇信號，不與存儲器芯片連接。器與兩片位芯片連接。系統(tǒng)地址線的位邊界上按16位存取數(shù)據(jù)，也可以在高、低芯片連接。系統(tǒng)地址線的只能在圖示位存取數(shù)據(jù)。為字節(jié)選擇信號，不與存儲器芯片連接。既可以在位上按位存取數(shù)據(jù)。圖：位處理器與片位為字節(jié)選擇信號，不與存儲器芯片連接。既可以在32位邊界6位邊界上按6位處理上按位存取數(shù)據(jù)，也可以在位邊界上按位存取數(shù)據(jù)，或是在任意位上按位存取數(shù)據(jù)。圖：位處理器與兩片位芯片連接。系統(tǒng)地址線的，為字節(jié)選擇信號，不與存儲器芯片連接。既可以在32位邊界上按32位存取數(shù)據(jù)，也可以在16位邊界上按16位存取數(shù)據(jù)，但不能按位存取數(shù)據(jù)。分

11、.析圖所示的存儲器結(jié)構(gòu)。正確答案：正確答案：該圖表示二模塊交叉存儲器方框圖。圖中兩個模塊總?cè)萘繛閄位，由片6位的芯片組成。為簡化將片與一個6位的方框表示。數(shù)據(jù)總線寬度位。地址總線寬度位。芯片采用行列陣列，有讀寫周期和刷新周期。在讀/寫周期時，在行選通信號效下輸入行地址,在列選通信號效下輸入列地址，如果是讀周期，此位組內(nèi)容被讀出：如果是寫周期，將總線上數(shù)據(jù)寫入此位組。刷新周期是有效下輸入刷新的地址，此地址指示的一行所有存儲元全部被再生。由圖可知，位存儲器物理地址指定的系統(tǒng)主存總?cè)萘靠蛇_，按“存儲體一塊一字”進行尋址。其中高位用于存儲體選擇，對于個存儲體進行選。的位地址用于模塊中個存儲字的選擇，它

12、們分為行、列地址兩部分送至芯片的位地址引腳。用于模塊選擇：時，有效；時，有效。給出的主存地址中沒有位。替代的是/寫訪問。個字節(jié)允許信號，以允許對指定的存儲字（雙字示中的字節(jié)或字完成讀全有效時，即完成雙字存取。圖中沒有給出譯碼邏輯，暗示了的對應(yīng)關(guān)系。需定時刷新，由于芯片的讀出是破壞性讀出，因此讀完后要對它的信息充電再生。示，有一個X位的雙端口存儲器，若從左端口讀出號單元內(nèi)容，同時從右端口向號單元寫入；從右端口向號單元寫入內(nèi)容，同時從左端口讀出號單元內(nèi)容。要求畫出兩種情況下的存儲器數(shù)據(jù)讀寫示意圖，并說明考慮什么問題?如圖3所示。正確答案：（正確答案：（1左）右兩個端口地址不相同時，在兩個端口上進行

13、讀寫操作，一定不會發(fā)生沖突，左右端口同時訪問同一個地址單元時，便發(fā)生讀寫沖突，如圖所示。ripmST此時芯片的判斷邏輯決定對哪個端口進行優(yōu)先讀寫操作。對另一個被延遲的端口置標志變?yōu)榈碗娖绞?，暫時關(guān)閉此端口。一旦優(yōu)先端口完成讀寫操作，才將被延遲端口復(fù)位（變?yōu)楦唠娖绞荆试S延遲端進行讀寫操作。用定量分析方法證明多模塊交叉存儲器帶寬大于順序存儲器帶寬。正確答案：正確答案：假設(shè)：存儲器模塊字長等于數(shù)據(jù)總線寬度；模塊存取一個字的存儲周期等于T總線傳送周期為T；交叉存儲器的模塊數(shù)為。交叉存儲器為實現(xiàn)流水方式存儲圖，即每經(jīng)過T時間延遲后啟動下一模塊，應(yīng)滿足：T交叉存儲器要求其模塊數(shù)三m以保證啟動某某計算機系

14、統(tǒng)的內(nèi)存儲器由和主存構(gòu)成，的存取周期為，主存的存取周期為已知在一段給定的時間內(nèi)，共訪問內(nèi)存次，其中次訪問主存。問：的命中率是多少訪問內(nèi)存的平均時間是多少納秒一主存系統(tǒng)的效率是多少訪問第二級時命中率為，其余訪問主存。假定訪問需要個時鐘周期，訪問和主存分別需要和，計算三級存儲器系統(tǒng)的平均訪問時間是多少周期X,主存和主存一輔存這兩個存儲層次的正確答案：正確答案：X,XX.X127請.用圖示說明三級存儲體系分別由哪些部分組成，并比較相同點和不同點。正確答案：正確答案：如圖所示，三級存儲體系由存儲器、主存和輔存構(gòu)成。在和主存之間，主存和輔存之間分別有輔助硬件和輔助軟硬件負責(zé)信息的調(diào)度，以便各級存儲器能夠

15、組成有機的三級存儲體系。和主存構(gòu)成了系統(tǒng)的內(nèi)存，而主存和輔存依靠輔助軟硬件的支持構(gòu)成了虛擬存儲器。主存和主存一輔存這兩個存儲層次的相同點包括：出發(fā)點相同：二者都是為了提高存儲系統(tǒng)的性能價格比而構(gòu)造的層次性存儲體系，都力圖使存儲系統(tǒng)的性能接近高速存儲器，而價格接近低速存儲器。原理相同：都是利用了程序運行時的局部性原理把最近常用的信息塊從相對慢速而大容量的存儲器調(diào)入相對高速而小容量的存儲器。一主存和主存一輔存這兩個存儲層次的不同點包括：目的不同：主要解決主存與的速度差異問題；而虛存就性能價格比的提高而言主要是解決存儲容量的問題另外還包括存儲管理、主存分配和存儲保護等方面。數(shù)據(jù)通路不同：與和主存之間

16、均有直接訪問通路，不命中時可直接訪問主存；而虛存所以來的輔存與之間不存在直接的數(shù)據(jù)通路，當主存不命中時只能通過調(diào)頁解決，最終還是要訪問主存。透明性不同：的管理完全由硬件完成，對系統(tǒng)程序和應(yīng)用程序均透明：而虛存管理由軟件操作系統(tǒng)和硬件共同完成，對系統(tǒng)程序不透明，對應(yīng)于程序透明（段式和段頁式管理對應(yīng)用程序“半透明”）。未命中時的損失不同：由于主存的存取時間是的存取時間的倍，而輔存的存取時間通常是尊除的存取時間的上千倍，故虛存未命中時系統(tǒng)的性能損失要遠大于未命中時的損失。設(shè)的命中率，比主存快倍，已知主存存取周期為，求一主存的效率和平均訪問時間。正確答案：正確答案：/-/-X,/X-X,X.圖3表示使

17、用頁表的虛實地址轉(zhuǎn)換條件，頁表存放在相聯(lián)存儲器中，其容量為個存儲單元，求:I當按虛擬地址去訪問主存時，主存的實地址是多少當按虛擬地址去訪問主存時，主存的實地址是多少當按虛擬地址去訪問主存時，主存的實地址是多少正確答案：（正確答案：（.用）虛擬地址為.的頁號.5作為頁表檢索項，查得頁號為.5的頁在主存中的起始地址為，故，將，與，虛，擬地址中的頁內(nèi)地址，32相4加，求得主存實地址為，3。24（2同）理，主存實地址。虛擬地址的頁號為，查頁表時，發(fā)現(xiàn)此頁面在頁表中不存在，此時操作系統(tǒng)暫停用戶作業(yè)程序的執(zhí)行，轉(zhuǎn)去查頁表程序。如該頁面在主存中，則將該頁號及該頁在主存中的起始地址寫入主存；如該頁面不在主存中

18、，則操作系統(tǒng)要將該頁面從外存調(diào)入主存，然后將頁號及其主存中的起始地址寫入頁表。3，某.計算機支持虛擬存儲器。在執(zhí)行某個程序的過程中訪問虛存的頁號序列為：3、4、2、6、4、7、.、3、設(shè)主存頁面數(shù)為，WW。若采用替換策略，請用列表的方式說明與頁面命中率的關(guān)系。正確答案：（正確答案：虛地址到實地址的轉(zhuǎn)換過程如下：（.根）據(jù)虛地址中虛頁號，.，查，找到頁表的第4行；（由2）于裝入位為.，故確認該虛頁已經(jīng)被裝入主存；（3?。┏鰧嶍撎?，并與頁內(nèi)地址拼接，得到訪問主存的有效地址。）32試.分析在虛擬存儲體系中，有哪些因素影響主存的命中率。正確答案：（正確答案：影響主存命中率的主要因素有如下幾個：（.程）序本身的特性，即程序在執(zhí)行過程中的頁地址流分布情況。局部性比較好的程序主存命中率高。（2虛）存系統(tǒng)所采用的頁面替換算法。（頁面大小。頁面大小與主存命中率不是線性關(guān)系，一般要通過對典型程序的模擬實驗來確定。（4主）存儲器的物理容量。主存命中率隨著分配給該程序的主存容量的增加面單調(diào)上升。（5系）統(tǒng)所采用的頁面調(diào)度方法。）33為.什么段式虛擬存儲系統(tǒng)比頁式虛擬存儲系統(tǒng)更易于實現(xiàn)信息共享和保護?正確答案：（