1、5 4 教材習題解答 如何區(qū)別存儲器和寄存器？ 兩者是一回事的說法對嗎？解：存儲器和寄存器不是一回事。存儲器在CPU 的外邊，專門用來存放程序和數據，訪問存儲器的速度較慢。寄存器屬于CPU 的一部分，訪問寄存器的速度很快。 存儲器的主要功能是什么？ 為什么要把存儲系統(tǒng)分成若干個不同層次？ 主要有哪些層次？解：存儲器的主要功能是用來保存程序和數據。存儲系統(tǒng)是由幾個容量、速度和價存儲系統(tǒng)和結構第5章129 格各不相同的存儲器用硬件、軟件、硬件與軟件相結合的方法連接起來的系統(tǒng)。把存儲系統(tǒng)分成若干個不同層次的目的是為了解決存儲容量、存取速度和價格之間的矛盾。由高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器構成的

2、三級存儲系統(tǒng)可以分為兩個層次，其中高速緩存和主存間稱為Cache 主存存儲層次（Cache 存儲系統(tǒng)） ；主存和輔存間稱為主存 輔存存儲層次（虛擬存儲系統(tǒng)） 。 什么是半導體存儲器？ 它有什么特點？解：采用半導體器件制造的存儲器，主要有MOS 型存儲器和雙極型存儲器兩大類。半導體存儲器具有容量大、速度快、體積小、可靠性高等特點。半導體隨機存儲器存儲的信息會因為斷電而丟失。 SRAM 記憶單元電路的工作原理是什么？ 它和DRAM 記憶單元電路相比有何異同點？解：SRAM 記憶單元由 個MOS 管組成，利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來存儲信息，可以對其進行讀或寫，只要電源不斷電，信息將可保留。DRAM 記憶單元

3、可以由 個和單個MOS管組成，利用柵極電容存儲信息，需要定時刷新。 動態(tài)RAM 為什么要刷新？ 一般有幾種刷新方式？ 各有什么優(yōu)缺點？解：DRAM 記憶單元是通過柵極電容上存儲的電荷來暫存信息的，由于電容上的電荷會隨著時間的推移被逐漸泄放掉，因此每隔一定的時間必須向柵極電容補充一次電荷，這個過程就叫做刷新。常見的刷新方式有集中式、分散式和異步式 種。集中方式的特點是讀寫操作時不受刷新工作的影響，系統(tǒng)的存取速度比較高；但有死區(qū)，而且存儲容量越大，死區(qū)就越長。分散方式的特點是沒有死區(qū)；但它加長了系統(tǒng)的存取周期，降低了整機的速度，且刷新過于頻繁，沒有充分利用所允許的最大刷新間隔。異步方式雖然也有死區(qū)

4、，但比集中方式的死區(qū)小得多，而且減少了刷新次數，是比較實用的一種刷新方式。 一般存儲芯片都設有片選端CS ，它有什么用途？解：片選線CS用來決定該芯片是否被選中。CS ，芯片被選中；CS ，芯片不選中。 DRAM 芯片和SRAM 芯片通常有何不同？解：主要區(qū)別有： DRAM 記憶單元是利用柵極電容存儲信息；SRAM 記憶單元利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器來存儲信息。 DRAM 集成度高，功耗小，但存取速度慢，一般用來組成大容量主存系統(tǒng)；SRAM的存取速度快，但集成度低，功耗也較大，所以一般用來組成高速緩沖存儲器和小容量主存系統(tǒng)。 SRAM 芯片需要有片選端CS ，DRAM 芯片可以不設CS ，而用行選通信號

5、RAS 、列計算機組成原理教師用書130 選通CAS兼作片選信號。 SRAM 芯片的地址線直接與容量相關，而DRAM 芯片常采用了地址復用技術，以減少地址線的數量。 有哪幾種只讀存儲器？ 它們各自有何特點？解：MROM ：可靠性高，集成度高，形成批量之后價格便宜，但用戶對制造廠的依賴性過大，靈活性差。PROM ：允許用戶利用專門的設備（編程器）寫入自己的程序，但一旦寫入后，其內容將無法改變。寫入都是不可逆的，所以只能進行一次性寫入。EPROM ：不僅可以由用戶利用編程器寫入信息，而且可以對其內容進行多次改寫。EPROM 又可分為兩種：紫外線擦除（UVEPROM）和電擦除（EEPROM） 。閃速

6、存儲器：既可在不加電的情況下長期保存信息，又能在線進行快速擦除與重寫，兼?zhèn)淞薊EPROM 和RAM 的優(yōu)點。 說明存取周期和存取時間的區(qū)別。解：存取周期是指主存進行一次完整的讀寫操作所需的全部時間，即連續(xù)兩次訪問存儲器操作之間所需要的最短時間。存取時間是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經歷的時間。存取周期一定大于存取時間。 一個K × 的存儲芯片需要多少根地址線、數據輸入線和輸出線？解：需要 根地址線， 根數據輸入和輸出線。 某機字長為 位，其存儲容量是KB ，按字編址的尋址范圍是多少？ 若主存以字節(jié)編址，試畫出主存字地址和字節(jié)地址的分配情況。解：某機字長為 位，其存儲容量是KB

7、 ，按字編址的尋址范圍是KW 。若主存以字節(jié)編址，每一個存儲字包含 個單獨編址的存儲字節(jié)。假設采用大端方案，即字地址等于最高有效字節(jié)地址，且字地址總是等于 的整數倍，正好用地址碼的最末兩位來區(qū)分同一個字中的 個字節(jié)。主存字地址和字節(jié)地址的分配情況如圖唱 所示。圖唱 主存字地址和字節(jié)地址的分配 一個容量為K × 位的存儲器，其地址線和數據線的總和是多少？ 當選用下列不同規(guī)格的存儲芯片時，各需要多少片？存儲系統(tǒng)和結構第5章131 K × 位，K × 位，K × 位，K × 位，K × 位，K × 位。解：地址線 根，數據線 根，

8、共 根。若選用不同規(guī)格的存儲芯片，則需要：K × 位芯片 片，K × 位芯片 片，K × 位芯片 片，K × 位芯片 片，K × 位芯片 片，K × 位芯片 片。 現(xiàn)有 × 的存儲芯片，若用它組成容量為K × 的存儲器。試求：（） 實現(xiàn)該存儲器所需的芯片數量？（） 若將這些芯片分裝在若干塊板上，每塊板的容量為K × ，該存儲器所需的地址線總位數是多少？ 其中幾位用于選板？ 幾位用于選片？ 幾位用作片內地址？解：（） 需 × 的芯片 片。（） 該存儲器所需的地址線總位數是 位，其中 位用于選板，

9、位用于選片， 位用作片內地址。 已知某機字長 位，現(xiàn)采用半導體存儲器作主存，其地址線為 位，若使用K × 的SRAM 芯片組成該機所允許的最大主存空間，并采用存儲模板結構形式。（） 若每塊模板容量為K × ，共需多少塊存儲模板？（） 畫出一個模板內各芯片的連接邏輯圖。解：（） 根據題干可知存儲器容量為 KB ，故共需 塊存儲模板。（） 一個模板內各芯片的連接邏輯圖如圖唱 所示。圖唱 模板內各芯片的連接邏輯圖計算機組成原理教師用書132 某半導體存儲器容量K × ，可選SRAM 芯片的容量為K × ；地址總線A A （低） ，雙向數據總線D D （低） ，

10、由RW線控制讀寫。請設計并畫出該存儲器的邏輯圖，并注明地址分配、片選邏輯及片選信號的極性。解：存儲器的邏輯圖與圖唱 很相似，區(qū)別僅在于地址線的連接上，故省略。地址分配如下：A A A A A AX X 第一組X X 第二組X X 第三組X X 第四組假設采用部分譯碼方式，片選邏輯為：CS A ? ACS A ? ACS A ? ACS A ? A 現(xiàn)有如下存儲芯片：K × 的ROM 、K × 的RAM 、K × 的ROM 。若用它們組成容量為KB 的存儲器，前KB 為ROM ，后KB 為RAM ，CPU 的地址總線 位。（） 各種存儲芯片分別用多少片？（） 正確選

11、用譯碼器及門電路，并畫出相應的邏輯結構圖。（） 指出有無地址重疊現(xiàn)象。解：（） 需要用K × 的ROM 芯片 片，K × 的RAM 芯片 片。不能使用K × 的ROM 芯片，因為它大于ROM 應有的空間。（） 各存儲芯片的地址分配如下：相應的邏輯結構圖如圖唱 所示。（） 有地址重疊現(xiàn)象。因為地址線A 、A 沒有參加譯碼。 用容量為K × 的DRAM 芯片構成KB 的存儲器。（） 畫出該存儲器的結構框圖。存儲系統(tǒng)和結構第5章133 圖唱 存儲器的邏輯結構圖（） 設存儲器的讀寫周期均為 s ，CPU 在s 內至少要訪存一次，試問采用哪種刷新方式比較合理？ 相

12、鄰兩行之間的刷新間隔是多少？ 對全部存儲單元刷新一遍所需的實際刷新時間是多少？解：（） 存_儲器的結構框圖如圖唱 所示。（） 因為要求CPU 在s 內至少要訪存一次，所以不能使用集中刷新方式，分散和異步刷新方式都可以使用，但異步刷新方式比較合理。相鄰兩行之間的刷新間隔 最大刷新間隔時間÷ 行數 ms ÷ s 。取 s ，即進行讀或寫操作 次之后刷新一行。對全部存儲單元刷新一遍所需的實際刷新時間 s × s 有一個 位機，采用單總線結構，地址總線 位（A A ） ，數據總線 位（D D ） ，控制總線中與主存有關的信號有MREQ（低電平有效允許訪存）和RW（高電平為

13、讀命令，低電平為寫命令） 。主存地址分配如下：從 為系統(tǒng)程序區(qū)，由ROM 芯片組成；從 計算機組成原理教師用書134 圖唱 存儲器的結構框圖為用戶程序區(qū)；最后（最大地址）K 地址空間為系統(tǒng)程序工作區(qū)。（上述地址均用十進制表示，按字節(jié)編址。）現(xiàn)有如下存儲芯片：K × 的ROM ，K × 、K × 、K × 、K × 的SRAM 。請從上述規(guī)格中選用芯片設計該機主存儲器，畫出主存的連接框圖，并請注意畫出片選邏輯及與CPU 的連接。解：根據CPU 的地址線、數據線，可確定整個主存空間為K × 。系統(tǒng)程序區(qū)由ROM 芯片組成；用戶程序區(qū)和系統(tǒng)程序