存儲器習題及參考答案

1、習題四參考答案1 某機主儲備器有 16 位地址,字長為 8 位；（1）假如用 1k 4 位的 RAM芯片構成該儲備器,需要多少片芯片？（2）該儲備器能存放多少字節(jié)的信息？（3）片選規(guī)律需要多少位地址？解：需要儲備器總容量為：16K 8 位,故,（1）需要 1k 4 位的 RAM芯片位 32 片；（2）該儲備器存放 16K 字節(jié)的信息；（3）片選規(guī)律需要 4 位地址；2. 用 8k 8 位的靜態(tài) RAM芯片構成 64kB 的儲備器,要求：（1）運算所需芯片數(shù)；（2）畫出該儲備器組成規(guī)律框圖；解：（1）所需芯片 8 片；（2）規(guī)律圖為：CA15.A12CS1.A12CS2.A12CS8A14 A1

2、3PA12U.8K 8.8K 8.8K 8A0A0A0A0WEWEWEWED0 . D7D0 . D7D0 . D7D0.D73. 用 64k 1 位的 DRAM芯片構成 256k 8 位儲備器,要求：（1）畫出該儲備器的規(guī)律框圖；（2）運算所需芯片數(shù)；（3）接受分散刷新方式,如每單元刷新間隔不超過2ms,就刷新信號周期是多少？如接受集中刷新方式,儲備器刷新一遍最少用多少讀 / 寫周期？解：（1）CA17譯A7CSA7CSA7CSA7CSA16碼器PA15UA0DRAMC.64K 1.64K 1.64K 1.64K 1A08片A08片A08片A08片WECASWECASWECASWECASWE

3、RASRASRASRASD0D7（2）所需芯片為 32 片；（3）設讀寫周期為 0.5 微妙,就接受分散式刷新方式的刷新信號周期為 1 微妙；由于 64K 1 的儲備矩陣是由四個 128 128 的矩陣構成,刷新時 4 個儲備矩陣同時對 128 個元素操作,一次刷新就可完成 512 個元素, 整個芯片只有 128 次刷新操作就可全部完成；所以儲備器刷新一遍最少用 128 個讀 / 寫周期；4. 用 8k 8 位的 EPROM芯片組成 32k 16 位的只讀儲備器,試問：（1）數(shù)據(jù)寄存器多少位？（2）地址寄存器多少位？（3）共需多少個 EPROM芯片？（4）畫出該只讀儲備器的規(guī)律框圖？解：由于只

4、讀儲備器的容量為：32k 16,所以：（1）數(shù)據(jù)寄存器 16 位；（2）地址寄存器 15 位；（3）共需 8 個 EPROM芯片？（4）規(guī)律框圖為：CA14譯A12CSA12CSA12CSA12CS碼A13器PA12UA0.8K 8.8K 8.8K 8.8K 8A02片A02片A02片A02片RDOEOEOEOED0 . D7D0 .D15D0 .D15D0 .D15D0D155. 某機器中,已經(jīng)配有 0000H 3FFFH的 ROM區(qū)域,現(xiàn)在再用 8k 8 位的 RAM芯片形成 32k 8 位的儲備區(qū)域, CPU地址總線為 A0A15,數(shù)據(jù)總線為 D0D7,把握信號為 R/W（讀 / 寫）、

5、MREQ（訪存）,要求：（1）畫出地址譯碼方案；（2）將 ROM與 RAM同 CPU連接；解：依題意假設儲備器 ROM和 RAM的信息分布為：ROM的地址為：0000H-3FFFH；RAM由 8KB的四個 RAM芯片組成,ROM （16KB ）RAM （32KB ）其地址分別為：第一片：4000H-5FFFH,其次片： 6000H-7FFFH第三片： 8000H-9FFFH 第四片： A000H-BFFFH；由以上分析可得其連接圖為：A15譯碼CA14器A13CS1A12CS1A12CS1A12CS1A12CS1A13PA12U.8K 8.8K 8.A016K 8.8K 8.8K 8A0A0A

6、0A0A0R/WWEWEWEWEWED0 . D7D0 . D7D0 . D7D0 . D7D0 . D7D0D76. 對于單管動態(tài)儲備電路,假如其電容C=5pF,通過晶體管的漏電流為2nA；當電容 C被充頁面 頁面 0 1 2 3 n-2 n-1 滿電荷時, 兩端電壓為4.5V ；在此電壓降到3V 之前, 必需被刷新, 請算出最小的刷新周期；解：由于：icdu,其中, c=5pF,i=2nA,du=4.5-3=1.5V dt所以, dt=3.75ms ；即最小的刷新周期為3.75ms； 7. 某運算機主存8MB,分成 4096 頁,CACHE為 64KB,和主存分成同樣大小的頁,地址映映接受

7、直接映像方式；標記（1）CACHE有多少頁？1101000 （2）CACHE的頁內(nèi)地址為多少位？0101101 （3）CACHE的頁面地址為多少位？1111111 （4）設 CACHE中主存標記如圖3.1 所示 , 當 CPU送出的地址為6807FFH時,能否0000000 在 CACHE中拜望到該單元？如送出的地址為2D07FFH時,能否在CACHE中拜望該單元？如送出的地址為751057H時,能否在CACHE中拜望到該單元？如送出的地址為 000000H時,能否在CACHE中拜望到該單元？1111001 解：（1）主存每一頁的大小為：8M/4096=2KB；1000110 CACHE的頁數(shù)

8、為： 64KB/2KB=32（頁）；（2）由于 CACHE的一頁大小為 2KB,所以 CACHE的頁內(nèi)地址為 11 位；（3）CACHE的頁內(nèi)地址為 5 位；（4）由于主存共有 8MB容量,所以主存地址共有 23 位；格式為：標記（ 7 位）頁號（ 5 位）頁內(nèi)地址（ 11 位）當 CPU送出的地址為：6807FFH時,轉為二進制格式：1101000,00000 11111111111 以中間五位為頁號查表,得到標記為 1101000,與地址中的標記進行比較,相同, 所以命中；同樣的道理,可知地址為 2D07FFH,7F1057 時,也是命中；地址為 0000000H 沒命中；8. 一個組相聯(lián)

9、高速緩存由 64 頁（每頁 256 字）組成,分為 8 組,主存有 4096 頁；（1）主存地址有多少位？（2）主存地址的標志段、組字段和字字段各有多少位？解：（1）由于主存共有4096 頁,每頁有256 字,故主存共有4096*256 字=2 20字,所以,主存地址有 20 位；（2）標志段（ 9 位）組字段（ 3 位）字字段（ 8）9. 某運算機有64KB的主存和4KB的 CACHE,CACHE分組如下： 每組 4 頁,每頁 64 字；儲備系統(tǒng)按組相聯(lián)方式工作；（1）主存地址的標志段、組字段和字字段各有多少位？（2）如 CACHE原先是空的, CPU依次從 0 號地址單元次序拜望到4344

10、 號單元,然后重復按此序列拜望儲備器15 次,頁替換接受LRU算法；如拜望CACHE的時間為 20ns,拜望主存的時間為 200ns,試估量 CPU訪存的平均時間；解：主存的地址格式為：標志段 組字段 字字段由于某運算機有 64KB的主存,所以主存地址的總位數(shù)為 16 位；依題意得 CACHE的組數(shù)為： 4K/ （64*4 ）=16（組）,故 CACHE的組字段位數(shù)為 4 位,也就是主存的 組字段位數(shù) ；主存的一頁大小和 CACHE的一頁大小一樣,故主存的 字字段位數(shù) 位為 6 位；由主存的地址格式可知,主存的標志字段位數(shù) 為 16-4-6=4 位；所以：主存的地址格式及各字段包含的位數(shù)為：標

11、志段（ 6 位）組字段（ 4 位）字字段（ 6 位）（2）CPU平均拜望時間的運算公式為：其中 tc 表示命中時的t a=ht c+1-htm1-h 表示未命中率；CACHE拜望時間, tm表示未命中時的貯存拜望時間,CACHE共有 16 組,每組 4 頁,每頁 64 字；主存分為16 區(qū),每區(qū) 16 塊,每塊 64 字；主存地址 0-4344 轉為二進制的地址（16 位）為： 000000 0000 000000-000100 0011 111000 即拜望主存地址從 0 區(qū) 0 組 0 字始終到 4 區(qū) 3 組 56 字；接受 LRU替換算法：第一次把 0-4344 個字裝入 CACHE后

12、, CACHE的情形為：（0,1,.F 表示組數(shù), 10 表示主存的一區(qū) 0 塊,其它依次類推）0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 4A 4B 4C 4D 4E 4F 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 2A 2B 2C 2D 2E 2F 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F 第一次未命中次數(shù)為：4345 次；其次次再按地址 0-4344 拜望 CACHE