完整版存储器习题及参考答案

习题四参考答案

1．某机主存储器有16位地址，字长为8位。

（1）如果用1k×4位的RAM芯片构成该存储器，需要多少片芯片？

（2）该存储器能存放多少字节的信息？

（3）片选逻辑需要多少位地址？

解：需要存储器总容量为：16K×8位，故，

（1）需要1k×4位的RAM芯片位32片。

（2）该存储器存放16K字节的信息。

（3）片选逻辑需要4位地址。

2. 用8k×8位的静态RAM芯片构成64kB的存储器，要求：

（1）计算所需芯片数。

（2）画出该存储器组成逻辑框图。

解：（1）所需芯片8片。

（2）逻辑图为：

A1..A1A1CCCA1A1A1A1..8K............8K..8K×A0A0A0A0WEWEWEWED0...D7D0...D7D7D0...D0...D7

3. 用64k×1位的DRAM芯片构成256k×8位存储器，要求：

（1）画出该存储器的逻辑框图。

（2）计算所需芯片数。

（3）采用分散刷新方式，如每单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是多少？如采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用多少读/写周期？

）1（解：

1

（2）所需芯片为32片。

（3）设读写周期为0.5微妙，则采用分散式刷新方式的刷新信号周期为1微妙。因为64K×1的存储矩阵是由四个128×128的矩阵构成，刷新时4个存储矩阵同时对128个元素操作，一次刷新就可完成512个元素，整个芯片只有128次刷新操作就可全部完成。所以存储器刷新一遍最少用128个读/写周期。

4. 用8k×8位的EPROM芯片组成32k×16位的只读存储器，试问：

（1）数据寄存器多少位？

（2）地址寄存器多少位？

（3）共需多少个EPROM芯片？

（4）画出该只读存储器的逻辑框图？

解：因为只读存储器的容量为：32k×16，所以：

（1）数据寄存器16位。

（2）地址寄存器15位。

（3）共需8个EPROM芯片？

）逻辑框图为：4

（．

5. 某机器中，已经配有0000H～3FFFH的ROM区域，现在再用8k×8位的RAM芯片形成32k×8位的存储区域，CPU地址总线为A0～A15，数据总线为D0～D7，控制信号为R/W（读/写）、MREQ （访存），要求：

（1）画出地址译码方案。

（2）将ROM与RAM同CPU连接。

解：依题意假设存储器ROM和RAM的信息分布为：

ROM的地址为：0000H-3FFFH。RAM由8KB的四个RAM芯片组成，

）ROM（16KB6000H-7FFFH，第二片：其地址分别为：第一片：4000H-5FFFH。由以上分析可A000H-BFFFH8000H-9FFFH 第四片：第三片：RAM（32KB）得其连接图为：

D7

6. 对于单管动态存储电路，如果其电容C=5pF，通过晶体管的漏电流为2nA。当电容C被充满电荷时，两端电压为4.5V。在此电压降到3V之前，必须被刷新，请算出最小的刷新周期。duci?，其中，c=5pF,i=2nA,du=4.5-3=1.5V 解：因为：dt所以，dt=3.75ms。即最小的刷新周期为3.75ms。

7. 某计算机主存8MB，分成4096页，CACHE为64KB，和主存分成同样大小的页，

标记页面地址映映采用直接映像方式。1101000 页面0 有多少页？1）CACHE（0101101 1 CACHE的页内地址为多少位？（2）1111111 2 CACHE的页面地址为多少位？（3）0000000 3 时，能否6807FFHCPU中主存标记如图3.1所示,当送出的地址为4（）设CACHE 中访问该CACHE时，能否在CACHE中访问到该单元？若送出的地址为2D07FFH在中访问到该单元？若送出的地时，能否在CACHE单元？若送出的地址为751057H1111001 n-2 中访问到该单元？000000H时，能否在CACHE址为n-1

1000110 1解：（）主存每一页的大小为：8M/4096=2KB。 CACHE的页数为：64KB/2KB=32。（页）11位。2KB2（）因为CACHE的一页大小为，所以CACHE的页内地址为 53（）CACHE的页内地址为位。（23容量，所以主存地址共有位。格式为：4）因为主存共有8MB

位）页内地址（11页号（标

记（7位） 5位）00000 11111111111 1101000CPU当送出的地址为：6807FFH时，转为二进制格式：，所以命中。以中间五位为页号查表，相同，1101000，与地址中的标记进行比较，得到标记为没命中。时，也是命中。地址为，同样的道理，可知地址为2D07FFH7F10570000000H 4096页。8256648. 一个组相联高速缓存由页（每页字）组成，分为组，主存有 1（）主存地址有多少位？ 2（）主存地址的标志段、组字段和字字段各有多少位？

140962564096*256=2字存地20字，所以，主字，故主存共有页，每页有）因为主存共有（解：

址有20位。（）2）8字字段（位）3组字段（位）9标志段（．

9. 某计算机有64KB的主存和4KB的CACHE，CACHE分组如下：每组4页，每页64字。存储系统按组相联方式工作。

（1）主存地址的标志段、组字段和字字段各有多少位？

（2）若CACHE原来是空的，CPU依次从0号地址单元顺序访问到4344号单元，然后重复按此序列访问存储器15次，页替换采用LRU算法。若访问CACHE的时间为20ns，访问主存的时间为200ns，试估计CPU访存的平均时间。

解：主存的地址格式为：

标志段组字段字字段

因为某计算机有64KB的主存，所以主存地址的总位数为16位。

依题意得CACHE的组数为：4K/（64*4）=16（组），故CACHE的组字段位数为4位，也就是主存的组字段位数。

主存的一页大小和CACHE的一页大小一样，故主存的字字段位数位为6位。

由主存的地址格式可知，主存的标志字段位数为16-4-6=4位。

所以：主存的地址格式及各字段包含的位数为：

标志段（6位）组字段（4位）字字段（6位）

（2）CPU平均访问时间的计算公式为：

t=ht+(1-h)t mac其中t表示命中时的CACHE访问时间，t表示未命中时的贮存访问时间，1-h表示未命中率。mc CACHE共有16组，每组4页，每页64字。主存分为16区，每区16块，每块64字。

主存地址0-4344转为二进制的地址（16位）为：000000 0000 000000--000100 0011 111000

即访问主存地址从0区0组0字一直到4区3组56字。

采用LRU替换算法：

第一次把0-4344个字装入CACHE后，CACHE的情况为：（0,1,...F 表示组数，10表示主存的一区0块，其它依次类推）

第一次未命中次数为：4345次。

第二次再按地址0-4344访问CACHE 访问时，未命中的次数为：20次。

第三次一直到第5次，未命中的次数均为：20次。

故总的未命中次数为：4345+20*14

未命中率为：（4345+20*15）/(4345*16)=0.067 h=0.933

t=ht+(1-h)t=32ns

CPU访存的平均时间为32ns。

mac所以

10.设数据为10010，请用磁表面存储器的5种方式写出它们的记录方式。

答案略。