CH04存儲(chǔ)系統(tǒng)

1、CH04 存儲(chǔ)系統(tǒng)習(xí)題與思考題1存儲(chǔ)器的哪一部分用來存儲(chǔ)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(chǔ)經(jīng)常改變的數(shù)據(jù)？解答：只讀存儲(chǔ)器ROM；隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM。2術(shù)語“非易失性存儲(chǔ)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(chǔ)器”是指當(dāng)停電后信息會(huì)丟失；PROM-可編程序的只讀存儲(chǔ)器PROM(Programmable ROM)，EPROM-可擦除的可編程的只讀存儲(chǔ)器EPROM(Erasible Programmable ROM)。3微型計(jì)算機(jī)中常用的存儲(chǔ)器有哪些？它們各有何特點(diǎn)？分別適用于哪些場(chǎng)合？解答：（略）4現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器系統(tǒng)采用了哪三級(jí)分

2、級(jí)結(jié)構(gòu)，主要用于解決存儲(chǔ)器中存在的哪些問題？解答：目前在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中通常采用三級(jí)存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器，由這三者構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的存儲(chǔ)系統(tǒng)。從整體看，其速度接近高速緩存的速度，其容量接近輔存的容量，而位成本則接近廉價(jià)慢速的輔存平均價(jià)格。三級(jí)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(dòng)態(tài)RAM的優(yōu)缺點(diǎn)，并說明有何種方法可解決掉電時(shí)動(dòng)態(tài)RAM中信息的保護(hù)。解答：靜態(tài)RAM-存儲(chǔ)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(fù)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)

3、RAM的單元電路通常是由6個(gè)MOS管子組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，可以用來存儲(chǔ)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(duì)存儲(chǔ)器單元信息的讀出過程也是非破壞性的，讀出操作后，所保存的信息不變。使用靜態(tài)RAM的優(yōu)點(diǎn)是訪問速度快，訪問周期達(dá)2040ns。靜態(tài)RAM工作穩(wěn)定，不需要進(jìn)行刷新，外部電路簡單，但基本存儲(chǔ)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(chǔ)器中使用。動(dòng)態(tài)RAM-與靜態(tài)RAM一樣，由許多基本存儲(chǔ)單元按行和列排列組成矩陣。最簡單的動(dòng)態(tài)RAM的基本存儲(chǔ)單元是一個(gè)晶體管和一個(gè)電容，因而集成度高，成本低，耗電少，但它是利用電

4、容存儲(chǔ)電荷來保存信息的，電容通過MOS管的柵極和源極會(huì)緩慢放電而丟失信息，必須定時(shí)對(duì)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(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問時(shí)，總是先由行地址選通信號(hào)RAS把行地址送入內(nèi)部設(shè)置的行地址鎖存器，再由列地址選通信號(hào)CAS把列地址送入列地址鎖存器，并由讀/寫信號(hào)控制數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭?。所以刷新和地址兩次打入是DRAM芯片的主要特點(diǎn)。動(dòng)態(tài)RAM需要配置刷新邏輯電路，在刷新周期中，存儲(chǔ)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(gè)存儲(chǔ)單元功耗為0.05mw，而靜態(tài)RAM為0.2mw），及價(jià)格

5、低廉等優(yōu)點(diǎn)，使之在組成大容量存儲(chǔ)器時(shí)作為主要使用器件。6 計(jì)算機(jī)的電源掉電后再接電時(shí)（系統(tǒng)中無掉電保護(hù)裝置），存儲(chǔ)在各類存儲(chǔ)器中的信息是否仍能保存？試從各類存儲(chǔ)器的基本原理上來分析說明。解答：（略）7 什么是存儲(chǔ)器的位擴(kuò)充和字?jǐn)U充方式？它們分別用在什么場(chǎng)合？解答：位擴(kuò)充-如果存儲(chǔ)器芯片的容量滿足存儲(chǔ)器系統(tǒng)的要求，但其字長小于存儲(chǔ)器系統(tǒng)的要求，這時(shí)，就需要用多片這樣的芯片通過位擴(kuò)充的方法來滿足存儲(chǔ)器系統(tǒng)對(duì)字長的要求。字?jǐn)U充-如果存儲(chǔ)器芯片的字長符合存儲(chǔ)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?jǐn)U充(或容量擴(kuò)充)的方法來滿足存儲(chǔ)器系統(tǒng)對(duì)容量的要求。8 要用64K×1的芯片

6、組成64K×8的存儲(chǔ)器需要幾片芯片？要用16K×8的芯片組成64K×8的存儲(chǔ)器需要幾片芯片？解答：8片；4片。9 試畫出容量為4K×8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。解答：地址分配范圍：CB A端口地址00 0 0 00 0××××××××××0000H03FFH00 0 0 00 1×××××××

7、×××0400H07FFH00 0 0 01 0××××××××××0800H0BFFH00 0 0 01 1××××××××××0C00H0FFFH00 0 0 10 0××××××××××1000H13FFH00 0 0 10 1×××

8、×××××××1400H17FFH00 0 0 11 0××××××××××1800H1BFFH00 0 0 11 1××××××××××1C00H1FFFH10 試畫出容量為12K×8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）11 在上題基礎(chǔ)上

9、，若要求ROM地址區(qū)從1000H開始，硬件設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)又該如何修改？并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(shè)計(jì)時(shí)，將2716-12716-6的片選信號(hào)分別接至即可。若ROM的地址區(qū)從C000H開始，則硬件設(shè)計(jì)時(shí)，在第10題的基礎(chǔ)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(tái)8位微機(jī)系統(tǒng)（CPU為8088）需擴(kuò)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

10、，要求ROM在低地址，RAM在高地址，連續(xù)存放。試畫出存儲(chǔ)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32K×8的ROM連接圖（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8K×8的2764，地址線：A0A12，數(shù)據(jù)線：O0O7, 片選：，輸出允許：）。解答：C B A端口地址00 0 0 ×××××××××××××0000H1FFFH00 0 1 ××&

11、#215;××××××××××2000H3FFFH00 1 0 ×××××××××××××4000H5FFFH00 1 1 ×××××××××××××6000H7FFFH01 0 0 ××××

12、5;××××××××8000H9FFFH01 0 1 ×××××××××××××A000HBFFFH01 1 0 ×××××××××××××C000HDFFFH01 1 1 ×××××××&

13、#215;×××××E000HFFFFH14什么是高速緩沖存儲(chǔ)器？在微機(jī)中使用高速緩沖存儲(chǔ)器的作用是什么？ 解答：（略）15何謂高速緩沖存儲(chǔ)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(qǐng)求，轉(zhuǎn)向Cache存儲(chǔ)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(gè)主存地址映象到Cache中的一個(gè)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(gè)字塊映象到Cache存儲(chǔ)器的任何一個(gè)字塊位置上，也允許從確實(shí)已被占滿的Cache存儲(chǔ)器中替換出任何一個(gè)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(chǔ)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(chǔ)器？它的作用是什