哈工大計算機原理存儲器

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一、選擇題

1.存儲器是計算機系統(tǒng)的記億設(shè)備，它主要用來CA．存放程序；B．存放微程序；C．存放數(shù)據(jù)和指令。2.存儲單元是指。A

A．存放一個字節(jié)的所有存儲元集合；B．存放一個機器字的所在存儲元集合；C．存放一個二進制信息位的存儲元集合。3.堆棧指針SP的內(nèi)容是（）。B

A.棧頂單元內(nèi)容B.棧頂單元地址C.棧底單元內(nèi)容D.棧底單元地址

4.高速緩沖存儲器Cache一般采?。ǎ?。A

A.隨機存取方式B.順序存取方式C.半順序存取方式D.只讀不寫方式

5.若存儲周期250ns，每次讀出16位，則該存儲器的數(shù)據(jù)

傳送率為（D）。A.4×106字節(jié)/秒B.4M字節(jié)/秒C.8×106字節(jié)/秒D.8M字節(jié)/秒

6.半導(dǎo)體靜態(tài)存儲器SRAM的存儲原理是（A）。

A.依靠雙穩(wěn)態(tài)電路B.依靠定時刷新C.依靠讀后再生D.信息不再變化7.存儲字是指。A

A．存放在一個存儲單元中的二進制代碼組合B．存放在一個存儲單元中的二進制代碼個數(shù)C．存儲單元的集合。8.存儲字長是指B。

A．存放在一個存儲單元中的二進制代碼組合B．存放在一個存儲單元中的二進制代碼個數(shù)C．存儲單元的個數(shù)。9.存儲周期是指C。

A．存儲器的寫入時間；

B．存儲器進行連續(xù)寫操作允許的最短時間間隔；

C．存儲器進行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短時間間隔。10.和外存儲器相比，內(nèi)存的特點是。A

A．容量小，速度快，成本高；B．容量小，速度快，成本低；C．容量大，速度快，成本高。11.一個16K×32位的存儲器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是AA．48B．46C．36

12.

某存儲器容量為32K×16位，則CA．地址線為16根，數(shù)據(jù)線為32根B．地址線為32根，數(shù)據(jù)線為16根C．地址線為15根，數(shù)據(jù)線為16根13.

尋常計算機的內(nèi)存儲器可采用AA．RAM和ROM；B．ROM；C．RAM。

14.

下述說法中是正確的。C

A．半導(dǎo)體RAM信息可讀可寫，且斷電后仍能保持記憶；

B．半導(dǎo)體RAM是易失性RAM，而靜態(tài)RAM中的存儲信息是不易失的；

C．半導(dǎo)體RAM是易失性RAM，而靜態(tài)RAM只有在電源不掉時，所存信息是不易失的。

15.

主存和CPU之間增加高速緩沖存儲器的目的是AA．解決CPU和主存之間的速度匹配問題；B．擴大主存容量；

C．既擴大主存容量，又提高了存取速度。

16.

常用的虛擬存儲器尋址系統(tǒng)由兩級存儲器組成。AA．主存—外存；B．Cache—主存；C．Cache—外存。

17.

15.在以下Cache替換算法中，一般說來哪一種比較好(D)

A.隨機法B.先進先出法

C.后進先出法D.近期最少使用法

二、填空題

1.（寄放器）、（緩存）和（內(nèi)存）組成三級存儲系統(tǒng)，分級的目的是（解決高速的處理器

和低速的外設(shè)間速度不匹配問題）。

2.半導(dǎo)體靜態(tài)RAM，靠（雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器）存儲信息、半導(dǎo)體動態(tài)RAM靠（MOS電路中

的柵極電容）存儲信息。

3.動態(tài)半導(dǎo)體存儲器的刷新一般有（集中刷新）和（分散刷新）兩種方式，之所以刷新是

由于（存儲單位長期得不到訪問）。

4.半導(dǎo)體RAM進行讀寫操作時，必需先接受（A）信號，再接受（B）和（C）信號。5.欲組成一個32K×8位的存儲器，當分別選用1K×4位，16K×1位，2K×8位的三種

不同規(guī)格的存儲芯片時，各需（A）、（B）和（C）片。6.主存可以和（A）、（B）和（C）交換信息，外存可以和（D）交換信息，快速緩存可以

和（E）、（F）交換信息。

三、問答題

1.試比較內(nèi)存、外存、緩存、控存、虛存。

2.試比較RAM和ROM。

ROM是只讀存儲器,斷電后能保證數(shù)據(jù)不會丟失,一般保證比較重要的數(shù)據(jù).RAM是隨機存儲器,斷電后數(shù)據(jù)會丟失.

ROM和RAM指的都是半導(dǎo)體存儲器。本來的含義是：ROM是ReadOnlyMemory的意思，也就是說這種存儲器只能讀，不能寫。而RAM是RandomAccessMemory的縮寫。這個詞的由來是由于早期的計算機曾經(jīng)使用磁鼓作為內(nèi)存，而磁鼓和磁帶都是典型的順序讀寫設(shè)備。RAM則可以隨機讀寫

現(xiàn)在ROM尋常指非揮發(fā)的存儲器，或者說，不掉電。系統(tǒng)中止供電的時候它們依舊可以保持數(shù)據(jù)。所以光盤也有CD-ROM或者DVD-ROM的說法。而RAM尋常都是沒電之后就沒有數(shù)據(jù)的，典型的就象計算機的內(nèi)存，需要系統(tǒng)重新啟動的時候從硬盤重新載入數(shù)據(jù)。有的時候，假使數(shù)據(jù)可以擦寫，也會借用RAM這個概念，譬如DVD-RAM，其實只是可以擦寫的DVD光盤而已，并非真正的半導(dǎo)體存儲器

存儲器分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩種。其中ROM尋常用來固化存儲一些生產(chǎn)廠家寫入的程序或數(shù)據(jù)，用于啟動電腦和控制電腦的工作方式。而RAM則用來存取各種動態(tài)的輸入輸出數(shù)據(jù)、中間計算結(jié)果以及與外部存儲器交換的數(shù)據(jù)和暫存數(shù)據(jù)。設(shè)備斷電后，RAM中存儲的數(shù)據(jù)就會丟失。3.試比較靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM。

答：靜態(tài)RAM用觸發(fā)器存儲信息，各要不斷電，信息就不會丟失，不需要刷新，但靜態(tài)RAM集成度低，功耗大。

動態(tài)RAM用電容存儲信息，為了保持信息必需每隔1~2ms就要對高電平電容重新充電，稱為刷新，因此必需含有刷新電路，在電路上較繁雜，但動態(tài)RAM集成度高，且價格低廉。

4.解釋了列概念：RAM．ROM，PROM，EPROM，EEPROM

答：RAM：順序存儲器（RAM）是可讀可寫的存儲器，CPU可以對ROM單元的內(nèi)容隨機地進行讀寫訪問。

ROM：只讀存儲器（ROM）是一種半導(dǎo)體存儲器，其特性是一旦存儲數(shù)據(jù)就無法再將之改變或刪除，且內(nèi)容不會由于電源關(guān)閉而消失。

PROM：可編程只讀存儲器（PROM）其內(nèi)部有行列式的镕絲，可依用戶（廠商）的需要利用電流將其燒斷，以寫入所需的數(shù)據(jù)及程序，镕絲一經(jīng)燒斷便無法再恢復(fù)，亦即數(shù)據(jù)無法再更改。

EPROM：可抹除可編程只讀存儲器（EPROM）可利用高電平將數(shù)據(jù)編程寫入，但抹除時需將線路曝光于紫外線下一段時間，數(shù)據(jù)始可被清空，再供重復(fù)使用。EEPROM：電子抹除式可復(fù)寫只讀存儲器（EEPROM）〞，相比EPROM，EEPROM不需要用紫外線照射，也不需取下，就可以用特定的電壓，來抹除芯片上的信息，以便寫入新的數(shù)據(jù)。

5.解釋以下概念：讀時間和讀周期。（在書74頁）6.解釋以下概念：寫時間和寫周期。（在書74頁）

7.解釋以下概念：存儲周期，存取時間，存儲容量。(在書74頁)

解：存取周期和存取時間的主要區(qū)別是：存取時間僅為完成一次操作的時間，而存取周期不僅包含操作時間，還包含操作后線路的恢復(fù)時間。即：存取周期=存取時間+恢復(fù)時間

8.解釋以下名詞：存儲元，存儲單元，存儲單元地址存儲字長。（書上73頁）

存儲元：存儲器的最小存儲單元，它的作用是用來存放一位二進制代碼0或1，任何具有兩個穩(wěn)定狀態(tài)（雙穩(wěn)態(tài)）的物理器件都可以來做存儲元

存儲單元一般應(yīng)具有存儲數(shù)據(jù)和讀寫數(shù)據(jù)的功能，一般以8位二進制作為一個存儲單元，也就是一個字節(jié)。每個單元有一個地址，是一個整數(shù)編碼，可以表示為二進制整數(shù)。9.存儲器主要功能是什么？如何衡量存儲器的性能？為什么要把存儲系統(tǒng)分成若干

不問的層次?主要有哪些層次?

答：存儲器是具有記憶功能的部件，用來存放程序和數(shù)據(jù)，是構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)硬件的主要組成部分。衡量存儲器的主要性能指標有：1.存儲容量。2訪問速度。3.價格。4.功耗。5.可靠性。

1為了擴大存儲器的容量和提高訪存速度，將存儲器系統(tǒng)分成若干不同的層次。2有“高速緩沖存儲器（Cache）主存輔存〞3個層次。3增加Cache的目的是為了提高速度；增加輔存的目的是為了彌補主存的容量不足。

10.存儲芯片內(nèi)的地址譯碼有幾種方式？試分析它們各自的特點及應(yīng)用場合?

答：存儲芯片內(nèi)的地址譯碼有兩種方式，一種是線選法，適用于地址線較少的芯片。其特點是地址信號只須經(jīng)過一個方向的譯碼就可以選中某一存儲單元的所有位。另一種是重合法（雙重譯碼），適用于地址線較多的芯片。其特點是地址線分成兩組，分別經(jīng)行、列兩個方向譯碼，只有行、列兩個方向均選中的存儲元才能進行讀／寫。11.簡述主存的讀寫過程。

答：主存儲器的讀出過程是：CPU先給出地址信號，然后給出片選（尋常受CPU訪存

信號控制）信號和讀命令，這樣就可以將被選中的存儲單元內(nèi)的各位信息讀至存儲芯片的數(shù)據(jù)線上。主存儲器的寫入過程是：CPU先給出地址信號，然后給出片選信號和寫命令，并將欲寫入的信息送至存儲器的數(shù)據(jù)線上，這樣，信息便可寫入到被選中的存儲單元中。

12..若存儲器堆棧是按向低地址生長方式生成的，那么壓棧和彈出操作的具體過程是

什么?壓棧操作過程：先移動棧頂指針：（SP）-1→SP；后壓入數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)→（SP）

彈出操作過程：先彈出數(shù)據(jù)：（（SP））→寄放器；后動棧頂指針：（SP）+l→SP

13.什么是快速緩沖存儲器，它與主存有什么關(guān)系?

14.什么是“程序訪問的局部性〞?存儲系統(tǒng)中哪一級采用了程序訪問的局部性原理？

15.使用4K×8位的RAM芯片組成一個容量為8K×16位的存儲器，畫出結(jié)構(gòu)框圖，

并標明圖中信號線的種類，方向及條數(shù)。

16.設(shè)有一個具有14位地址和8位字長的存儲器，試問該存儲器的存儲容量是多少？

若存儲器用1K×1位RAM芯片組成，需多少片?需要哪幾位地址作芯片選擇，如何選擇?

該存儲器的地址線有14位,它的可尋址范圍是:2^14=2^4*2^10=16K,由于它是8位字長,所以可存儲16K個字節(jié)的信息,即16K*8位；所需芯片總數(shù)為(16K*8)/(1K*1)=16*8=128個芯片;芯片選擇線為14－10=4。17.設(shè)CPU共有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，井用MREQ作訪存控制信號(低電平有效)，

用WR作讀寫控制信號(高電平為讀，低電平為寫)，現(xiàn)有以下存儲芯片：1K×4位RAM，4K×8位RAM，2K×8位ROM，以及74l138譯碼器和各種門電路，如下圖。畫出cPu與存儲器連接圖，要求：

(1)主存地址空間分派：A000H—A7FFH為系統(tǒng)程序區(qū)；A800H—AFFFH為用戶

程序區(qū)。

(2)合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片?(3)詳細畫出存儲芯片的片選規(guī)律。

圖1

18.用1K×4/片的存儲芯片構(gòu)成一個4K×8的存儲器，地址線A15--A0（低），雙向數(shù)據(jù)

線D7--D0WE控制讀寫，CE為片選輸入端。畫出芯片級規(guī)律圖，注明各種信號線，列出片選規(guī)律式。

19.設(shè)CPU共有16根地址線，8報數(shù)據(jù)線，并用MREQ作訪存控制信號(低電平有效)，

用WR作讀寫控制信號(高電平為讀，低電干為寫)，現(xiàn)有以下存儲芯片：1K×4位RAM，4X×8位RAM，2K×8位ROM，以及74138譯碼器和各種門電路，如圖1所示。畫出CPU與存儲器連接圖，要求：

(1)主存地址空間分派：最小2K地址空間為系統(tǒng)程序區(qū)，相鄰2K地址空間為用

戶程序區(qū)

(2)合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片?(3)詳細畫出存儲芯片的外選