计算机组成原理作业答案名师课赛课一等奖市公开课获奖课件.pptx

存储器3.存放器层次结构主要表达在什么地方？为何要分这些层次？计算机怎样管理这些层次？答：存放器层次结构主要表达在Cache—主存和主存—辅存这两个存放层次上。Cache—主存层次在存放系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行效果分析，CPU访存速度加紧，靠近于Cache速度，而寻址空间和位价却靠近于主存。主存—辅存层次在存放系统中主要起扩容作用，即从程序员角度看，他所使用存放器其容量和位价靠近于辅存，而速度靠近于主存。综合上述两个存放层次作用，从整个存放系统来看，就到达了速度快、容量大、位价低优化效果。主存与CACHE之间信息调度功效全部由硬件自动完成。而主存—辅存层次调度当前广泛采取虚拟存放技术实现，即将主存与辅存一部份经过软硬结合技术组成虚拟存放器，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转换。所以，这两个层次上调度或转换操作对于程序员来说都是透明。5.什么是存放器带宽？若存放器数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存放器带宽是多少？解：存放器带宽指单位时间内从存放器进出信息最大数量。存放器带宽=1/200ns×32位=160Mb/s=20MB/s=5MW/s注意字长（32位）不是16位。（注：本题兆单位来自时间=106）6.某机字长为32位，其存放容量是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分配情况。解：存放容量是64KB时，按字节编址寻址范围就是64KB，则：按字寻址范围=64K×8/32=16K字按字节编址时主存地址分配图以下：7.一个容量为16K×32位存放器，其地址线和数据线总和是多少？当选取以下不一样规格存放芯片时，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：地址线和数据线总和=14+32=46根；各需要片数为：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9.什么叫刷新？为何要刷新？说明刷新有几个方法。解：刷新——对DRAM定时进行全部重写过程；刷新原因——因电容泄漏而引发DRAM所存信息衰减需要及时补充，所以安排了定时刷新操作；惯用刷新方法有三种——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：是集中式和分散式折衷。11.一个8K×8位动态RAM芯片，其内部结构排列成256×256形式，存取周期为0.1µs。试问采取集中刷新、分散刷新及异步刷新三种方式刷新间隔各为多少？注意：DRAM最大刷新间隔时间为2ms，所以分析是要注明是行间刷新间隔、芯片最大刷新间隔。解：则异步刷新，最大刷新间隔时间为2ms，行间刷新间隔=2ms/256行=0.0078125ms=7.8125µs即：每7.8125µs刷新一行。集中刷新时，最大刷新间隔时间为2ms，行间刷新间隔为0.1µs。集中刷新死时间=0.1µs×256行=25.6µs。分散刷新行间刷新间隔=0.1µs×2=0.2µs即：每0.2µs刷新一行。分散刷新一遍时间=0.1µs×2×256行=51.2µs则分散刷新时，2ms内可重复刷新遍数=2ms/51.2µs≈39遍13.设有一个64K×8位RAM芯片，试问该芯片共有多少个基本单元电路（简称存放基元）？欲设计一个含有上述一样多存放基元芯片，要求对芯片字长选择应满足地址线和数据线总和为最小，试确定这种芯片地址线和数据线，并说明有几个解答。解：存放基元总数=64K×8位=512K位=219位；思绪：如要满足地址线和数据线总和最小，应尽可能把存放元安排在字向，因为地址位数和字数成2幂关系，可很好地压缩线数。设地址线根数为a，数据线根数为b，则片容量为：2a×b=219；b=219-a；若a=19，b=1，总和=19+1=20；a=18，b=2，总和=18+2=20；a=17，b=4，总和=17+4=21；a=16，b=8，总和=16+8=24；…………由上可看出：片字数越少，片字长越长，引脚数越多。片字数、片位数均按2幂改变。结论：假如满足地址线和数据线总和为最小，这种芯片引脚分配方案有两种：地址线=19根，数据线=1根；或地址线=18根，数据线=2根。14.某8位微型机地址码为18位，若使用4K×4位RAM芯片组成模块板结构存放器，试问：（1）该机所允许最大主存空间