CH04存儲系統(tǒng)46912講課教案

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。CH04存儲系統(tǒng)46912-CH04存儲系統(tǒng)習題與思考題1存儲器的哪一部分用來存儲程序指令及像常數(shù)和查找表一類的固定不變的信息？哪一部分用來存儲經(jīng)常改變的數(shù)據(jù)？解答：只讀存儲器ROM；隨機存儲器RAM。2術語“非易失性存儲器”是什么意思？PROM和EPROM分別代表什么意思？解答：“非易失性存儲器”是指當停電后信息會丟失；PROM-可編程序的只讀存儲器PROM(ProgrammableROM)，EPROM-可擦除的可編程的只讀存儲器EPROM(ErasibleProgrammableROM)。3微型計算

2、機中常用的存儲器有哪些？它們各有何特點？分別適用于哪些場合？解答：雙極型半導體存儲器隨機存儲器(RAM)MOS存儲器（靜態(tài)、動態(tài)）主存儲器可編程只讀存儲器PROM可擦除可編程只讀存儲器EPROM，EEPROM只讀存儲器(ROM)掩膜型只讀存儲器MROM快擦型存儲器存儲器磁盤(軟盤、硬盤、盤組)存儲器輔助存儲器磁帶存儲器光盤存儲器緩沖存儲器4現(xiàn)代計算機中的存儲器系統(tǒng)采用了哪三級分級結(jié)構(gòu)，主要用于解決存儲器中存在的哪些問題？解答：目前在計算機系統(tǒng)中通常采用三級存儲器結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和輔助存儲器，由這三者構(gòu)成一個統(tǒng)一的存儲系統(tǒng)。從整體看，其速度接近高速緩存的速度，其容量接近輔存的

3、容量，而位成本則接近廉價慢速的輔存平均價格。三級結(jié)構(gòu)主要用于解決速度、容量和成本的問題。5試比較靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM的優(yōu)缺點，并說明有何種方法可解決掉電時動態(tài)RAM中信息的保護。解答：靜態(tài)RAM-存儲一位信息的單元電路可以用雙極型器件構(gòu)成，也可用MOS器件構(gòu)成。雙極型器件構(gòu)成的電路存取速度快，但工藝復雜，集成度低，功耗大，一般較少使用這種電路，而采用MOS器件構(gòu)成的電路。靜態(tài)RAM的單元電路通常是由6個MOS管子組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，可以用來存儲信息“0”或者“1”，只要不掉電，“0”或“1”狀態(tài)能一直保持，除非重新通過寫操作寫入新的數(shù)據(jù)。同樣對存儲器單元信息的讀出過程也是非破壞性的，讀出

4、操作后，所保存的信息不變。使用靜態(tài)RAM的優(yōu)點是訪問速度快，訪問周期達2040ns。靜態(tài)RAM工作穩(wěn)定，不需要進行刷新，外部電路簡單，但基本存儲單元所包含的管子數(shù)目較多，且功耗也較大，它適合在小容量存儲器中使用。動態(tài)RAM-與靜態(tài)RAM一樣，由許多基本存儲單元按行和列排列組成矩陣。最簡單的動態(tài)RAM的基本存儲單元是一個晶體管和一個電容，因而集成度高，成本低，耗電少，但它是利用電容存儲電荷來保存信息的，電容通過MOS管的柵極和源極會緩慢放電而丟失信息，必須定時對電容充電，也稱刷新。另外，為了提高集成度，減少引腳的封裝數(shù)，DRAM的地址線分成行地址和列地址兩部分，因此，在對存儲器進行訪問時，總是先

5、由行地址選通信號RAS把行地址送入內(nèi)部設置的行地址鎖存器，再由列地址選通信號CAS把列地址送入列地址鎖存器，并由讀/寫信號控制數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭搿Ｋ运⑿潞偷刂穬纱未蛉胧荄RAM芯片的主要特點。動態(tài)RAM需要配置刷新邏輯電路，在刷新周期中，存儲器不能執(zhí)行讀/寫操作，但由于它的單片上的高位密度（單管可組成）和低功耗（每個存儲單元功耗為0.05mw，而靜態(tài)RAM為0.2mw），及價格低廉等優(yōu)點，使之在組成大容量存儲器時作為主要使用器件。計算機的電源掉電后再接電時（系統(tǒng)中無掉電保護裝置），存儲在各類存儲器中的信息是否仍能保存？試從各類存儲器的基本原理上來分析說明。解答：（略）什么是存儲器的位擴充和字擴

6、充方式？它們分別用在什么場合？解答：位擴充-如果存儲器芯片的容量滿足存儲器系統(tǒng)的要求，但其字長小于存儲器系統(tǒng)的要求，這時，就需要用多片這樣的芯片通過位擴充的方法來滿足存儲器系統(tǒng)對字長的要求。字擴充-如果存儲器芯片的字長符合存儲器系統(tǒng)的要求，但其容量太小，就需要使用多片這樣的芯片通過字擴充(或容量擴充)的方法來滿足存儲器系統(tǒng)對容量的要求。要用64K1的芯片組成64K8的存儲器需要幾片芯片？要用16K8的芯片組成64K8的存儲器需要幾片芯片？解答：8片；4片。試畫出容量為4K8的RAM連接圖（CPU用8088，RAM用21141K*4），要求RAM地址從0400H開始，并寫出各芯片的地址分配范圍。

7、解答：地址分配范圍：CBA端口地址00000000000H03FFH00000010400H07FFH00000100800H0BFFH00000110C00H0FFFH00001001000H13FFH00001011400H17FFH00001101800H1BFFH00001111C00H1FFFH試畫出容量為12K8的ROM連接圖（CPU用8088，EPROM用27162K*8），并寫出各芯片的地址分配范圍。解答：（方法同上，略）在上題基礎上，若要求ROM地址區(qū)從1000H開始，硬件設計該如何修改？并寫出各芯片的地址分配范圍。若要求ROM地址區(qū)從C000H開始，硬件設計又該如何修改？并

8、寫出各芯片的地址分配范圍。解答：若ROM的地址區(qū)從1000H開始，則硬件設計時，將2716-12716-6的片選信號分別接至即可。若ROM的地址區(qū)從C000H開始，則硬件設計時，在第10題的基礎上，譯碼器的A、B、C接法不變，將A14、A15經(jīng)與門與譯碼器的G1相連，、接地即可。譯碼表略12一臺8位微機系統(tǒng)（CPU為8088）需擴展內(nèi)存16K，其中ROM為8K，RAM為8K。ROM選用EPROM2716，RAM選用2114，地址空間從0000H開始，要求ROM在低地址，RAM在高地址，連續(xù)存放。試畫出存儲器組構(gòu)圖，并寫出各芯片的地址分配范圍。解答：（略）13試畫出容量為32K8的ROM連接圖（

9、CPU用8088，ROM地址區(qū)從8000H開始），并寫出各芯片的地址分配范圍。（EPROM用8K8的2764，地址線：A0A12，數(shù)據(jù)線：O0O7,片選：，輸出允許：）。解答：CBA端口地址00000000H1FFFH00012000H3FFFH00104000H5FFFH00116000H7FFFH01008000H9FFFH0101A000HBFFFH0110C000HDFFFH0111E000HFFFFH14什么是高速緩沖存儲器？在微機中使用高速緩沖存儲器的作用是什么？解答：高速緩沖存儲器-，解決速度和成本的關系。15何謂高速緩沖存儲器的命中？試說明直接映像、全相聯(lián)映像、組相聯(lián)映像等地址

10、映像方式的基本工作原理。解答：Cache控制器將來自CPU的數(shù)據(jù)讀寫請求，轉(zhuǎn)向Cache存儲器，如果數(shù)據(jù)快已在Cache中，稱為一次命中。直接映象方式是每個主存地址映象到Cache中的一個指定地址的方式稱為直接映象。全相聯(lián)映象方式-是最靈活但成本最高的一種方式，如圖4-26所示，它允許主存中的每一個字塊映象到Cache存儲器的任何一個字塊位置上，也允許從確實已被占滿的Cache存儲器中替換出任何一個舊字塊。組相聯(lián)映象方式-是全相聯(lián)映象和直接映象的一種折衷方案。這種方法將存儲空間分成若干組，各組之間是直接映象，而組內(nèi)各塊之間則是全相聯(lián)映象。16什么是虛擬存儲器？它的作用是什么？解答：虛擬存儲器是建立在主存-輔存物理結(jié)構(gòu)基礎之上，由附加硬件裝置及操作系統(tǒng)存儲管理軟件組成的一種