第3章存储系统的层次结构(考研组成原理)

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3.1.2习题精选一、单项选择题1.【2011年计算机联考真题】下列存储器中,不采用随机存取方式的是():A.EPROMB.CDROMC.DRAMD.SRAM答案:BA、C、D均采用随机存取方式,CDROM即光盘,采用串行存取方式。2.磁盘属于()类型的存储器.A.随机存取存储器(RAM)B.只读存储器(ROM)C.顺序存取存储器(SAM)D.直接存取储存器(DAM)答案:D磁盘属于直接存取存储器,其速度介于随机存取存储器和顺序存取存储器之间。3.存储器的存取周期是指()。A.存储器的独处时间B.存储器的写入时间C.存储器进行连续或写操作所允许的最短时间间隔。D.存储器进行一次读或写操作的平均时间。答案:C存储器的存取周期往往大丁存取时间,它还包括信息的复原时间。4.主存储器速度的表示中,存取时间(Ta)和存取周期(Tc)的关系表述正确的是:A.TaTcB.TaTcC.Ta=TcD.TaTc或TaTc,根据不同存取方式和存取对象而定答案:B存取时间(Ta)指从存储器读出或者写入一次信息所需要的平均时间{存取周期(Tc)指连续两次访问存储器之间所必需的最短时间间隔。对Tc一般有:Tc=Ta+Tr,其中Tr为复原时间:对SRAM指存取信息的稳定事件,对DRAM指刷新的又一次存取时间。5.设机器字长为32位一个容量为16MB的存储器,CPU按半字节寻址岂可寻址的单元数为()A.224B.223C.222D221答案:B16MB=224B,由于字长为32位,现在按半字(16位)寻址,故而为224B/2B=2236.相联存储器是按()进行寻址的存储器。A.地址指方式B.对战存储方式C.内容指定方式和堆存储方式相结合D.内存指定方式和地址指方式相结合答案:D相联存储器的基本原理是把存储单元所存内容的某一部分作为检索项(即关键字项)去检索该存储器,并将存储器中与该检索项符合的存储单元内容进行读出或写入。所以它是按内容或地址进行寻址的,价格较为昂贵。一般用来制作TLB、相联Cache等。7.某计算机系统,其操作系统保存在硬盘上,其内存存储器应该采用()A.RAMB.ROMC.RAM和ROMD.都不对答案:C操作系统保存在硬盘上,首先需要将其引导到主存中,而引导程序通常存放在ROM巾,程序运行需要可读可写,因此采用RAM。8.在下列几种存储器中,CPU不能直接访问的是()。A.硬盘B.内存C.CacheD.寄存器答案:ACPU不能直接访问硬盘,需先将硬盘中的数据调入内存才能被CPU所访问。9.若某存储器存储周期为250ns,每次读出16位,则该存储器的数据传输率是()A.4×106B/sB.4MB/sC.8×106B/sD.8MB/s答案:C计算的是存储器的带宽,每个存储周期读出l6bit=2B,故而数据传输率是2B/(250×l09s).即8×106B/s。本题中8MB/s是8×1024×1024B/s。10.设机器字长为64位,存储容量为128MB,若按字编址,他可寻址的单元个数是()A.16MB.B.16M.C.32M.D.32MB.答案:B128MB/(64/8)B=16M.3.2.2习题精选一、单项选择题1.计算机的存储器采用分级方式是为了()A.方便变成B.解决容量、速度、价格三者之间的矛盾C.保存大量的数据方便D.操作方便答案:B存储器有3个主要特性:速度、容量和价格/位(简称位价)。存储器采用分级方式是为了解决这三者之间的矛盾。2.计算机的存储系统是指()A.RAMB.ROMC.主存储器D.Cache、主存储器和外存储器答案:D计算机的存储系统包括CPU内部寄存器、Cache、主存和外存。3.在多级存储体系中,“Cache—主存”结构的作用是解决()问题。A.主存容量不足B.主存与辅存速度不匹配C.辅存与CPU速度不匹配D.主存与CPU速度不匹配答案:DCache中的内容只是主存部分内容的备份,因而Cache-主存结构并没有增加主存容量4.()存储结构对程序员是透明的。A.通用寄存器B.主存C.控制寄存器D.堆栈答案:C控制寄存器(CRO~CR3)用于控制和确定处理器的操作模式,以及当前执行任务的特性,对程序员是透明的。5.存储器分层体系结构中,存储器从速度最快到最慢的排列顺序是()。A.寄存器—主存—Cache—辅存B.寄存器—主存—辅存—CacheC.寄存器—Cache—辅存—主存D.寄存器—Cache—主存—辅存答案:D在存储器分屡结构中,寄存器最快,Cache次之,主存再次之,最慢的是辅存(如磁盘等)。6.在Cache和主存构成的两级存储体系中,Cache的存取时间是100ns,主存的存储时间是1000ns,如果希望有效(平均)存取时间按不超过Cache存取时间的115%,则Cache的命中率至少应为()。A.90%B.98%C.95%D.99%答案:D假设命中率为x,则可得到lOOx+lOOO(1-x)≤1OO×(1+15%),简单计算后可得结果为x≥98.33%,因此命中率至少为99%。二、综合应用题1.某个两级存储器系统的平均访问时间为12ns,该存储器系统中顶层存储器的命中率为90%,访问时间是5ns,问:该存储器系统中底层存储器的访问时间是多少?(假设采用同时访问两层存储器的方式)答案:设底层存储器访问时间为T,则有12n=(0.90×5ns)+(O.1O×T).求得T=75ns。2.CPU执行一段程序时.Cache完成存取的次数为1900次,主存完成存取的次数为100次,已知Cache存取周期为50ns,主存存取周期为250ns。求:1)Cache/主存系统的效率。2)平均访问时间。答案:1)命中率H=Nc/(Nc+Nm)=1900/(1900+100)=0.95主存访问时间是Cache的倍率:r=tm/te=250ns/50ns=5访问效率:e=1/[r+(1-r)H=l/[5+(1-5)×0.95]=83.3%2)平均访问时间:ta=tc/e=50ns/0.833=60ns3.3.2习题精选一、单项选择1.某一SRAM芯片,其容量为1024×8位,除电源和接地端外,该芯片的引脚的最小数目为()A.21B.22C.23D.24答案:A芯片容量为1024×8位,说明芯片容量为1024B,且以字节为单位存取,也就是说地址线数要10位。而数据线要8bit来传输1字节,加上片选线和读/写控制线(读控制为RD或OE).故为10+8+1+1+1=21根线。2.某容器容量为32K×16位,则()A.地址线为16根,数据线为32根B.地址线为32根,数据线为16根C.地址线为16根,数据线为32根D.地址线为16根,数据线为32根答案:C该芯片16位,所以数据线为16根,寻址空间32K=215,所以地址线为15根。3.若RAM中每个存储单元为l6位,则下面所述正确的是()。A.地址线也是16位B.地址线与l6无关C.地址线与16有关D.地址线不得少于l6位答案:B地址线只与RAM的存储单元个数有关,而与存储单元的字长无关。4.DRAM的刷新是以()为单位的。A.存储单元B.行C.列D.存储字答案:BDRAM的刷新按行进行。5.动态RAM采用下列哪种刷新方式时,不存在死时间()。A.集中刷新B.分散刷新C.异步刷新D.都不对答案:B采用分散刷新时,机器的存取周期中的一段用来读/写,另一段用来刷新,故不存在死时间,但是存取周期变长了。异步刷新缩短了死时间,但死时间依然存在。6.下面是有关DRAM和SRAM存储器芯片的叙述:Ⅰ.DRAM芯片的集成度比SRAM高Ⅱ.DRAM芯片的成本比SRAM高Ⅲ.DRAM芯片的速度比SRAM快Ⅳ.DRAM芯片工作时需要刷新,SRAM芯片工作时不需要刷新通常情况下,错误的是()。A.Ⅰ和ⅡB.Ⅱ和ⅢC.Ⅲ和ⅣD.Ⅰ和Ⅳ答案:BDRAM的集成度高于SRAM,SRAM的速度高于DRAM,可以推出DRAM的成本低于SRAM,SRAM芯片工作时不需要刷新,DRAM芯片工作时需要刷新。7.下列说法中,正确的是()。A.半导体RAM信息可读可写,且断电后仍能保持记忆B.DRAM是易失性RAM,而SRAM中的存储信息是不易失的C.半导体RAM是易失性RAM,但只要电源不断电,所存信息是不丢失的D.半导体RAM是非易失性的RAM答案:CRAM属于易失性半导体,SRAM和DRAM的区别在于是否需要动态刷新。8.关于SRAM和DRAM.下列叙述中正确的是()。A.通常SRAM依靠电容暂存电荷来存储信息,电容上有电荷为l,无电荷为0.B.DRAM依靠双稳态电路的两个稳定状态来分别存储O和1.C.SRAM速度较慢,但集成度稍高:DRAM速度稍快,但集成度低。D.SRAM速度较快,但集成度稍低;DRAM速度稍慢,但集成度高。答案:DSRAM依靠双稳态电路的两个稳定状态来分别存储0和1;DRAM依靠电容暂存电荷来存储信息,电容上有电荷为1,无电荷为0。前者速度较快,不需要动态刷新,但集成度稍低,功耗大,单位价格高;后者集成度高,功耗小,单位价格较低,需定时刷新,故速度慢。9.某一DRAM芯片,采用地址复用技术,其容量为1024x8位,除电源和接地端外,该芯片的引脚数最少是()A.16B.17C.19D.21答案:B1024x8位,故而可寻址范围是1024B.按字节寻址。而采用地址复用技术,通过行通选和列通选分行列两次传送地址信号,故而地址线减半为5根,数据线为8根:加上行通选和列通选以及读/写控制线(片选线用行通选代替)4根,总共是17根。二、综合应用题1.在显示适配器中,用于存放显示信息的存储器称为刷新存储器,它的重要性能指标是带宽。具体工作中,显示适配器的多个功能部分要争用刷新存储器的带宽。设总带宽50%用于刷新屏幕,保留50%带宽用于其他非刷新功能,且采用分辨率为1024×768像素,颜色深度为3B,刷新频率为72Hz的工作方式。1)试计算刷新存储器的总带宽。2)为达到这样高的刷新存储器带宽,应采取何种技术措施?答案:1)因为刷新带宽W1=分辨率×像索点颜色深度×刷新速率-1024×768×3B×72/s=165888KB/s所以刷新总带宽W0=W1(W0/W1)-165888KB/sxl00/50=331776KB/s—331.776MB/s2)为了提高刷新存储器带宽,可采用以下技术:①采用高速DRAM芯片:②采用多体1交叉存储结构;⑧刷新存储器至显示控制器的内部总线宽度加倍;④采用双端口存储器将刷新端口和更新端口分开。2.一个1K×4位的动态RAM芯片,若其内部结构排列成64x64形式,且存取周期为0.lµs1)若采用分散刷新和集中刷新(即异步刷新)相结台的方式,刷新信号周期应取多少?2)若采用集中刷新,则对该存储芯片刷新一遍需多少时间?死时间率是多少?答案:1)采用分散和集中刷新相结合的方式,对排列成64×64的存储芯片,需在2ms内将“行各刷新一遍,则刷新信号的时间间隔为2ms/64=31.25μs,故可取刷新周期为[31.25]=31μs。2)采用集中刷新,对64x64的芯片,需在2ms内集中64个存取周期刷新64行。题中给出的存取周期为0.1μs,即在2ms内集中6.4μs刷新,则死时间率为(6.4/2000)×100%=0.32%。3.4.2习题精选单项选择题1.【2010年计算机联考真题】下列有关RAM和ROM的叙述审,正确的是()。Ⅰ.RAM是易失性存储器.ROM是非易失性存储器Ⅱ.RAM和ROM都是采用随机存取的方式进行信息访问Ⅲ.RAM和ROM都可用做CacheⅣ.RAM和ROM都需要进行刷新A.仅Ⅰ和ⅡB.仅Ⅱ和ⅢC.仅Ⅰ、Ⅱ和ⅢD.仅Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ答案:A一般Cache采用高速的SRAM制作,比ROM速度快很多,因此Ⅲ是错误的,用排除法即可选A。RAM需要刷新,而ROM不需要刷新。2.下列几种存储器中,()是易失性存储器。A.CacheB.EPROMC.FlashMemoryD.CD-ROM答案:ACache由SRAM组成,属于易失性存储嚣。3.U盘属于()类型的存储器。

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