樓第3章存儲(chǔ)器習(xí)題解答

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習(xí)題解答：

1、什么是計(jì)算機(jī)的內(nèi)存與外存，它們有什么區(qū)別？

答：可分為主存和輔存，或稱為內(nèi)存和外存。主存存放當(dāng)前運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，它和CPU直接交換信息，且按存儲(chǔ)單元進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)有存取速度快、容量小、可隨機(jī)存取。輔存則做為主存的后援，存放暫時(shí)不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，它只是在需要時(shí)調(diào)入內(nèi)存后CPU才能訪問，因此輔存尋常容量大，但存取速度慢。

2、簡述存儲(chǔ)器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，并說明為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)構(gòu)？

答：見圖3－1，圖3－1所示的存儲(chǔ)器的多層次結(jié)構(gòu)從上到下分為三級(jí)，其容量逐級(jí)加大，速度逐級(jí)減慢，價(jià)格逐級(jí)降低。由于輔存容量大、價(jià)格低，使得存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體平均價(jià)格降低。由于Cache的存取速度可以和CPU的工作速度接近，故可從整體上提高存儲(chǔ)器系統(tǒng)的存取速度。盡管Cache成本高，但容量小，故不會(huì)使存儲(chǔ)系統(tǒng)的整體價(jià)格增加好多。

3、靜態(tài)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的區(qū)別是什么，它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？

答：靜態(tài)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)，只要不掉電，信息永不丟失，無需刷新電路，優(yōu)缺點(diǎn)：存取速度快，功耗大，容量小，適用于構(gòu)成高級(jí)緩存。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器靠電容存儲(chǔ)電路，電路簡單，集成度高，但電容漏電信息會(huì)丟失，故需專用電路定時(shí)刷新，其優(yōu)點(diǎn)為功耗小，容量大，廣泛用作內(nèi)存芯片。

4、什么是RAM和ROM？

答：RAM是隨機(jī)存儲(chǔ)器（randomaccessmemory），ROM是只讀存儲(chǔ)器（readonlymemory）。

5、RAM和ROM各自的特點(diǎn)是什么？

答：RAM中任何存儲(chǔ)單元都能隨機(jī)讀/寫，即存取操作與時(shí)間、存儲(chǔ)單元的物理位置順序無關(guān)。ROM中存儲(chǔ)的內(nèi)容是固定不變的，聯(lián)機(jī)工作時(shí)只能讀出不能寫入。

6、DRAM為什么要刷新？答：電容漏電。

7、ROM在計(jì)算機(jī)中的作用是什么？

答：存放固定程序，如監(jiān)控程序、BIOS等。

8、什么是Cache?它的作用是什么？

答：高速緩沖存儲(chǔ)器Cache是一高速小容量的存儲(chǔ)器，位于CPU和內(nèi)存之間，其速度一般比內(nèi)存快5～10倍。在微機(jī)中，用Cache臨時(shí)存放CPU最近一直使用的指令和數(shù)據(jù)，以提高信息的處理速度。

9、CPU與存儲(chǔ)器連接時(shí)要注意哪幾方面的問題？

答：（1）CPU總線時(shí)序與存儲(chǔ)器的讀寫時(shí)序；高速CPU與低速存儲(chǔ)器間的速度若不匹配，應(yīng)在CPU訪問存儲(chǔ)器的周期內(nèi)插入等待脈沖TW。（2）CPU總線的負(fù)載能力（3）存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的選定，CPU的數(shù)據(jù)總線有8、16、32、64位等幾類，相應(yīng)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)分為單體、2體、4體、8體等。CPU與存儲(chǔ)器連接時(shí)，存儲(chǔ)器是單體結(jié)構(gòu)還是多體結(jié)構(gòu)需選定。（4）存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，由于任何存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)容量都是有限的，要構(gòu)成一定容量的內(nèi)存，單個(gè)芯片往往不能滿足字長或存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)的要求，甚至字長、存儲(chǔ)單元數(shù)都不能滿足要求。這時(shí)就需要多個(gè)存儲(chǔ)芯片進(jìn)行組合，以滿足對(duì)存儲(chǔ)容量的要求。這種組合稱為存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。

10、什么是字?jǐn)U展、位擴(kuò)展和字位擴(kuò)展？

答：位擴(kuò)展是指增加存儲(chǔ)的字長。一塊實(shí)際的存儲(chǔ)芯片，其每個(gè)單元的位數(shù)往往與實(shí)際內(nèi)存單元字長并不相等。存儲(chǔ)芯片可以是1位、4位或8位，如DRAM芯片INTEL2164為64K×1bit，SRAM芯片INTEL2114為1K×4bit，INTEL6264為8K×8bit，而計(jì)算機(jī)內(nèi)存一般是按字節(jié)來進(jìn)行組織的，若要使用2164、2114這樣的存儲(chǔ)芯片來構(gòu)成內(nèi)存，單個(gè)存儲(chǔ)芯片字長（位數(shù)）就不能滿足要求，這時(shí)就需要進(jìn)行位擴(kuò)展，以滿足內(nèi)存單元字長的要求。

字?jǐn)U展是對(duì)存儲(chǔ)器容量的擴(kuò)展（或存儲(chǔ)空間的擴(kuò)展）。此時(shí)存儲(chǔ)器芯片上每個(gè)存儲(chǔ)單元的字長已滿足要求（如字長已為8位），而只是存儲(chǔ)單元的個(gè)數(shù)不夠，需要的是存儲(chǔ)單元的數(shù)量，這就是字?jǐn)U展，即用多片字長為8位的存儲(chǔ)芯片構(gòu)成所需要的存儲(chǔ)空間。

在構(gòu)成一個(gè)實(shí)際的存儲(chǔ)器時(shí)，往往需同時(shí)進(jìn)行位擴(kuò)展和字?jǐn)U展才能滿足存儲(chǔ)容量的要求，這叫字位擴(kuò)展。

11、存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)有哪些？

答：存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)有4項(xiàng)：存儲(chǔ)容量、存取速度、可靠性、功耗。

12、常用的存儲(chǔ)器地址譯碼方式有哪幾種，各自的特點(diǎn)是什么？

答：存儲(chǔ)器的地址譯碼方式可分為全地址譯碼、部分地址譯碼、線選譯碼三種。（1）全地址譯碼就是構(gòu)成存儲(chǔ)器時(shí)要使用全部20位地址信號(hào)，即所有的高位地址信號(hào)用來作為譯碼器的輸入，低位地址信號(hào)接存儲(chǔ)芯片的地址輸入線，從而使得存儲(chǔ)器芯片上的每一個(gè)單元在內(nèi)存空間中有唯一的一個(gè)地址。全譯碼的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)芯片的地址范圍是唯一確定，而且各片之間是連續(xù)的。缺點(diǎn)是譯碼電路比較繁雜。

（2）部分地址譯碼方式是僅把地址總線的一部分地址信號(hào)線與存儲(chǔ)器相連，尋常是用高位地址信號(hào)的一部分而不是全部作為片選譯碼信號(hào)。部分地址譯碼使地址出現(xiàn)重疊區(qū)而重疊的部分必需空著不準(zhǔn)使用這就破壞了地址空間的連續(xù)性，也在實(shí)際上減小了總的可用存儲(chǔ)地址空間。部分地址譯碼方式的優(yōu)點(diǎn)是其譯碼器構(gòu)成比較簡單成本低。

（3）線選譯碼指的是CPU高位地址線不經(jīng)過譯碼，直接（或經(jīng)反相器）分別接存儲(chǔ)器芯片的片選端來區(qū)別各芯片的地址，這種地址譯碼方法一般僅用于系統(tǒng)中只使用1～3個(gè)存儲(chǔ)芯片的狀況。線選法的優(yōu)點(diǎn)是電路簡單，無需片選譯碼電路，缺點(diǎn)是存在地址不連續(xù)，CPU的尋址空間利用率低。

13、某微機(jī)系統(tǒng)的RAM容量為4K×8位，首地址為4800H，求其最終一個(gè)單元的地址。答：57FFH。

14、設(shè)有一個(gè)具有14位地址和8位數(shù)據(jù)線的存儲(chǔ)器，問：（1）該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)的信息？

（2）假使存儲(chǔ)器由8K×8位RAM芯片組成需要多少片？（3）需要多少位地址做芯片選擇？答：（1）16KB（2）2（3）1

15、用16K×1位的DRAM芯片組成64K×8位的存儲(chǔ)器，畫出該存儲(chǔ)器組成的規(guī)律框圖。

提醒：需字位擴(kuò)展，用8片該DRAM芯片組成16KB的內(nèi)存模塊，然后再用4組這樣的模塊進(jìn)行字?jǐn)U展。且需注意由于DRAM芯片集成度高，存儲(chǔ)容量大，引腳數(shù)量不夠，所以地址輸入一般采用兩路復(fù)用鎖存方式，即把地址信號(hào)分為兩組共用幾根地址輸入線，分兩次把它們送入芯片內(nèi)部鎖存起來。這兩組地址信號(hào)的輸入由行地址/RAS選通信號(hào)和列地址選通信號(hào)/CAS控制。在DRAM芯片中，沒有設(shè)專門的片選線，可用行地址/RAS選通信號(hào)和列地址選通信號(hào)/CAS兼做片選信號(hào)。圖略。

16、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一個(gè)大的存儲(chǔ)體可由多片小的存儲(chǔ)芯片連接而成，現(xiàn)由INTEL2114（1K×4bit）構(gòu)成4K字節(jié)的存儲(chǔ)體，假設(shè)CPU具有A0～A15地址線，A13、A14、

A15通過74LS138部分譯碼選片，請(qǐng)問：（1）需要多少片2114？（2）請(qǐng)問該連接方法的重疊區(qū)域是多少？（3）請(qǐng)畫出結(jié)構(gòu)圖。

答：（1）8（2）用2片2114芯片組成1KB的內(nèi)存模塊，然后再用4組這樣的模塊進(jìn)行字?jǐn)U展?？煞治雒繅K芯片的地址范圍。（3）略。

17、在8086系統(tǒng)中，若用1024×1位的RAM芯片組成16K×8位的存儲(chǔ)器，需要多少芯片？答：128。

18、在8086系統(tǒng)中，用1024×1位的RAM芯片組成16K×8位的存儲(chǔ)器，在CPU的地址總線中有多少位參與片內(nèi)尋址？多少位可做芯片的片選信號(hào)？答：10；4

19、存儲(chǔ)器芯片功耗的選擇原則是什么？

答：一般來說，一致指標(biāo)的芯片，功耗越小，價(jià)格越高。所以功耗的選擇應(yīng)根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的應(yīng)用條件、設(shè)備的散熱環(huán)境等因素來就決定