计算机组成原理课后答案(第二版)唐朔飞第四章.pptx

存储器第四章

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。

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4.说明存取周期和存取时间的区别。01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）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？02

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：0123…………65465534655327…………6553565533字地址HB—————字节地址—————LB048……6552865532

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。字寻址的单位为字，不是B（字节）。画存储空间分配图时要画出上限。321讨论：

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

地址线根数与容量为2的幂的关系，在此为214，14根；?：32=25，5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。）讨论：

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：特性SRAMDRAM存储信息触发器电容破坏性读出非是需要刷新不要需要送行列地址同时送分两次送运行速度快慢集成度低高发热量大小存储成本高低功耗高低可靠性高低可用性使用方便不方便适用场合高速小容量存储器大容量主存

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：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。

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。