第6章存储器和存储体系
《计算机组成原理》教学大纲-信息与计算科学专业
《计算机组成原理》课程教学大纲一、教学大纲说明(一)、课程的地位、作用与任务《计算机组成原理》是信息类计算机应用专业学生必修的公共基础课之一，是一门涉及较多硬件知识的计算机系统软件课程。
在计算机软硬件课程的设置上，它起着承上启下的作用。
其特点是概念多、内容全面、涉及硬件内容，系统性强，其整体实现思想和技术理解有点难度。
(二)、课程的教学目的要求计算机组成原理对建立计算机整体概念，因此本课程的目的是使学生通过本课程的学习，理解计算机系统的基本概念和主要结构，掌握其工作原理，了解它的发展的新技术、新动向，从而为学生以后在各类计算机上从事开发和应用的需要。
掌握：基本概念包括：计算机系统组成及层次结构、运算方法和运算器、存储系统与指令系统、中央处理器、总线系统、外围设备、输入输出系统等。
基本知识：计算机系统的基本结构和工作原理以及有关的新技术。
理解重点：运算器结构、存储系统的管理方法、指令格式、中央处理器的结构和控制、外围设备通信控制方式。
难点：运算方法及运算器、中央处理器、输入输出控制方式。
(三)、课程的教学方法和手段１、本课程概念多、较抽象、涉及面广，因此教学形式以讲授方式为主。
２、为加强和落实动手能力的培养，应充分重视实践性教学环节，配合主教材、辅助教材、CAI、网络教材、试题库、实验教材综合使用，力求形成理论、抽象、设计三过程相统一的课程体系。
３、对关键性概念、整体实现思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。
４、如条件许可，应利用网络技术进行授课、答疑和讨论。
(四)、课程与其它课程的联系先修课为：计算机应用基础、操作系统原理、电子电路基础的知识(五)、教材与教学参考书教材：白中英，《计算机组成原理》(第三版、网络版) ，清华大学出版社，2008年3月二、课程的教学内容、重点和难点1.课程以文字教材为主(包括主教材和实验教材两部分),文字教材担负起形成整个课程体系系统性和完整性的任务，是学生学习的主要媒体形式。
计算机组成原理期末试题及答案
第一章计算机系统概论计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。
早起将运算器和控制器合在一起称为CPU（中央处理器）。
目前的CPU包含了存储器，因此称为中央处理器。
存储程序并按地址顺序执行，这是冯·诺依曼型计算机的工作原理，也是CPU自动工作的关键。
计算机系统是一个有硬件、软件组成的多级层次结构，它通常由微程序级、一般程序级、操作系统级、汇编语言级、高级语言级组成，每一级上都能进行程序设计，且得到下面各级的支持。
习题：4冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么它包括那些主要组成部分主要设计思想是：存储程序通用电子计算机方案，主要组成部分有：运算器、逻辑控制装置、存储器、输入和输出设备5什么是存储容量什么是单元地址什么是数据字什么是指令字存储器所有存储单元的总数称为存储器的存储容量。
每个存储单元都有编号，称为单元地址。
如果某字代表要处理的数据，称为数据字。
如果某字为一条指令，称为指令字7指令和数据均存放在内存中，计算机如何区分它们是指令还是数据每一个基本操作称为一条指令，而解算某一问题的一串指令序列，称为程序第二章运算方法和运算器按对阶操作。
直接使用西文标准键盘输入汉字，进行处理，并显示打印汉字，是一项重大成就。
为此要解决汉字的输入编码、汉字内码、子模码等三种不同用途的编码。
1第三章 内部存储器CPU 能直接访问内存（cache 、主存）双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。
cache 是一种高速缓冲存储器，是为了解决CPU 和主存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多级cache 体系，指令cache 与数据cache 分设体系。
要求cache 的命中率接近于1适度地兼顾了二者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性、命中率、硬件投资来说较为理想，因而得到了普遍采用。
习题： 1设有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1）该存储器能存储多少个字节的信息（2）如果存储器由512K ×8位SRAM 芯片组成，需要多少片；（3）需要多少位地址做芯片选择(1)字节M 4832*220= (2)片84*28*51232*1024==K K (3)1位地址作芯片选择 2 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用4M ×8位DRAM 芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用内存条结构形式，问：（1） 若每个内存条16M ×64位，共需几个内存条（2）每个内存条共有多少DRAM 芯片 （3）主存共需多少DRAM 芯片CPU 如何选择各内存条(1). 共需模块板数为m ：m=÷2^24=4(块)(2). 每个模块板内有DRAM 芯片数为32 (片)(3) 主存共需DRAM 芯片为：4*32=128 (片) 每个模块板有32片DRAM 芯片，容量为16M ×64位，需24根地址线(A23~A0) 完成模块板内存储单元寻址。
第 5 章 存储层次
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各级存储器的主要主要性能特性
存储器层次 通用寄存器 缓冲栈 存储周期 存储容量 价格$C/KB 访问方式 材料工艺 <10ns <512B 1200 <10ns <512B 80 Cache 主存储器 磁盘存储器 脱机存储器
10～60ns 60～300ns 10～30ms 2～20min 8KB～2MB 32MB～1GB 1GB～1TB 5GB～10TB 3.2 0.36 0.01 块访问 磁表面 0.0001 文件组 磁、光等
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• ⑷ 失效处理：程序切换 • 失效：在主存中没有找到要访问的程序 或数据。
• ⑸ 主存 — 辅存层次对应用程序员是完 全透明的，对系统程序员是部分透明的。
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• ⑹ 对辅存的访问是通过访问内存实现的 • 主存 — 辅存层次通过辅助软、硬件的支持， 把主存和辅存组织成存储体系。使得从整体 来看，存储体系的速度接近于主存的速度， 而容量和价格接近于辅存。 • 主存 — 辅存层次常被用于实现虚拟存储器， 以便向编程人员提供大量的程序空间。
1.命中率 H
• 命中（Hit）：要访问的信息在Mi中可访问到。 • 失效（Miss）：要访问的信息在Mi中不可访问 到。 • 在多级层次结构中，要访问的信息在Mi中可访 问到的概率称为Mi的命中率，记为Hi，即命中 的次数与总访问次数之比。 • 失效率（不命中率）1－Hi：失效访问的次数与 总访问次数之比。 • 通常Si越小，Hi越低。
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5.2.1
Cache基本工作原理和结构
• 1. Cache的基本结构 • ⑴ Cache存储阵列 • ⑵ 地址映像变换机构 • ⑶ 替换策略实现机构
系统结构习题
系统结构习题第一章1. 1 解释下列术语：层次结构，计算机系统结构，计算机组成，计算机实现，透明性，由上而下设计，由下而上设计，由中间向两边设计，软件兼容，向上兼容，固件，系列机，兼容机，模拟，仿真，虚拟机，宿主机，指令流，数据流，单指令流单数据流，多指令流多数据流，CPI，MIPS，Amdahl定律。
1．2 存储程序计算机的主要特征是什么？存在的主要问题是什么？目前的计算机系统是如何改进的？1．3 从机器（汇编）语言程序员看，以下哪些是透明的？指令地址寄存器，指令缓冲器，时标发生器，先行进位链，条件码寄存器，乘法器，主存地址寄存器，移位寄存器，通用寄存器，中断字寄存器，磁盘外设。
1．4 如有一个经解释实现的计算机，可以按功能分成4级。
每一级为了执行一条指令需要下一级N条指令解释。
若执行第一级的一条指令需Kns时间，那么执行第2、3、4级的一条指令各需要用多少时间？1．5 假定你是一个计算机设计者，对高级语言结构的使用研究表明，过程调用是最常用的操作之一。
你已设想了一个优化设计方案，它能减少过程调用和返回所需的取/存指令次数。
为了进行验证，对未加优化和已优化的方案进行实验测试，假定所使用的是相同的优化编译器。
实验测得的结果如下：（1）未优化的时钟周期比优化的快5%；（2）未优化方案中的取/存指令数占总指令数的30%；（3）优化方案中的取/存指令数比未优化的少1/3，对于其他指令，两种方案的动态执行数没有变化；（4）所有指令，包括取/存指令，均只需要1个时钟周期。
要求你定量地判断，哪一种设计方案的计算机工作速度更快。
1．6 假设在一台40MHz处理器上运行200 000条指令的目标代码，程序主要由四种指令组成。
根据程序跟踪实验结果，已知指令混合比和每种指令所需的指令数如下：（1）计算在单处理机上用上述跟踪数据运行程序的平均CPI。
（2）根据（1）所得CPI，计算相应MIPS速率。
1．7 对于一台40MHz计算机执行标准测试程序，程序中指令类型，执行数量和平均时钟周期数如下：求该计算机的有效CPI、MIPS和程序执行时间。
计算机组成原理目录
计算机组成原理目录目录如下：第1篇概论第1章计算机系统概论1.1 计算机系统简介1.1.1 计算机的软硬件概念1.1.2 计算机系统的层次结构1.1.3 计算机组成和计算机体系结构1.2 计算机的基本组成1.2.1 冯·诺依曼计算机的特点1.2.2 计算机的硬件框图1.2.3 计算机的工作步骤1.3 计算机硬件的主要技术指标1.3.1 机器字长1.3.2 存储容量1.3.3 运算速度1.4 本书结构思考题与习题第2章计算机的发展及应用2.1 计算机的发展史2.1.1 计算机的产生和发展2.1.2 微型计算机的出现和发展2.1.3 软件技术的兴起和发展2.2 计算机的应用2.2.1 科学计算和数据处理2.2.2 工业控制和实时控制2.2.3 网络技术的应用2.2.4 虚拟现实2.2.5 办公自动化和管理信息系统2.2.6 CAD/CAM/CIMS2.2.7 多媒体技术2.2.8 人工智能2.3 计算机的展望思考题与习题第2篇计算机系统的硬件结构第3章系统总线3.1 总线的基本概念3.2 总线的分类3.2.1 片内总线3.2.2 系统总线3.2.3 通信总线3.3 总线特性及性能指标3.3.1 总线特性3.3.2 总线性能指标3.3.3 总线标准3.4 总线结构3.4.1 单总线结构3.4.2 多总线结构3.4.3 总线结构举例3.5 总线控制3.5.1 总线判优控制3.5.2 总线通信控制思考题与习题第4章存储器4.1 概述4.1.2 存储器的层次结构4.2 主存储器4.2.1 概述4.2.2 半导体存储芯片简介4.2.3 随机存取存储器4.2.4 只读存储器4.2.5 存储器与CPU的连接4.2.6 存储器的校验4.2.7 提高访存速度的措施4.3 高速缓冲存储器4.3.1 概述4.3.2 Cache—主存地址映射4.3.3 替换策略4.4.1 概述4.4.2 磁记录原理和记录方式4.4.3 硬磁盘存储器4.4.4 软磁盘存储器4.4.5 磁带存储器4.4.6 循环冗余校验码4.4.7 光盘存储器思考题与习题附录4A 相联存储器第5章输入输出系统5.1 概述5.1.1 输入输出系统的发展概况5.1.2 输入输出系统的组成5.1.3 I/O设备与主机的联系方式5.1.4 I/O设备与主机信息传送的控制方式5.2 I/O设备5.2.1 概述5.2.2 输入设备5.2.3 输出设备5.2.4 其他I/O设备5.2.5 多媒体技术5.3 I/O接口5.3.1 概述5.3.2 接口的功能和组成5.3.3 接口类型5.4 程序查询方式5.4.1 程序查询流程5.4.2 程序查询方式的接口电路5.5 程序中断方式5.5.1 中断的概念5.5.2 I/O中断的产生5.5.3 程序中断方式的接口电路5.5.4 I/O中断处理过程5.5.5 中断服务程序的流程5.6 DMA方式5.6.1 DMA方式的特点5.6.2 DMA接口的功能和组成5.6.3 DMA的工作过程5.6.4 DMA接口的类型思考题与习题附录5A ASCⅡ码附录5B BCD码附录5C 奇偶校检码第3篇中央处理器第6章计算机的运算方法6.1 无符号数和有符号数6.1.1 无符号数6.1.2 有符号数6.2 数的定点表示和浮点表示6.2.1 定点表示6.2.2 浮点表示6.2.3 定点数和浮点数的比较6.2.4 举例6.2.5 IEEE754标准6.3 定点运算6.3.1 移位运算6.3.2 加法与减法运算6.3.3 乘法运算6.3.4 除法运算6.4 浮点四则运算6.4.1 浮点加减运算6.4.2 浮点乘除法运算6.4.3 浮点运算所需的硬件配置6.5 算术逻辑单元6.5.1 ALU电路6.5.2 快速进位链思考题与习题附录6A 各种进位制6A.1 各种进位制的对应关系6A.2 各种进位制的转换附录6B 阵列乘法器和阵列除法器附录6C 74181逻辑电路第7章指令系统7.1 机器指令7.1.1 指令的一般格式7.1.2 指令字长7.2 操作数类型和操作类型7.2.1 操作数类型7.2.2 数据在存储器中的存放方式7.2.3 操作类型7.3 寻址方式7.3.1 指令寻址7.3.2 数据寻址7.4 指令格式举例7.4.1 设计指令格式应考虑的各种因素7.4.2 指令格式举例7.4.3 指令格式设计举例7.5 RISC技术7.5.1 RISC的产生和发展7.5.2 RISC的主要特征7.5.3 RISC和CISC的比较思考题与习题第8章 CPU的结构和功能8.1 CPU的结构8.1.1 CPU的功能8.1.2 CPU结构框图8.1.3 CPU的寄存器8.1.4 控制单元和中断系统8.2 指令周期8.2.1 指令周期的基本概念8.2.2 指令周期的数据流8.3 指令流水8.3.1 指令流水原理8.3.2 影响流水线性能的因素8.3.3 流水线性能8.3.4 流水线中的多发技术8.3.5 流水线结构8.4 中断系统8.4.1 概述8.4.2 中断请求标记和中断判优逻辑8.4.3 中断服务程序入口地址的寻找8.4.4 中断响应8.4.5 保护现场和恢复现场8.4.6 中断屏蔽技术思考题与习题第4篇控制单元第9章控制单元的功能9.1 微操作命令的分析9.1.1 取指周期9.1.2 间址周期9.1.3 执行周期9.1.4 中断周期9.2 控制单元的功能9.2.1 控制单元的外特性9.2.2 控制信号举例9.2.3 多级时序系统9.2.4 控制方式9.2.5 多级时序系统实例分析思考题与习题第10章控制单元的设计10.1 组合逻辑设计10.1.1 组合逻辑控制单元框图10.1.2 微操作的节拍安排10.1.3 组合逻辑设计步骤10.2 微程序设计10.2.1 微程序设计思想的产生10.2.2 微程序控制单元框图及工作原理10.2.3 微指令的编码方式10.2.4 微指令序列地址的形成10.2.5 微指令格式10.2.6 静态微程序设计和动态微程序程序设计10.2.7 毫微程序设计10.2.8 串行微程序控制和并行微程序控制10.2.9 微程序设计举例思考题与习题附录10A PC整机介绍10A.1 主板10A.1.1 主板的主要组成部件10A.1.2 CPU芯片及插座(插槽)10A.1.3 内存条插槽10A.1.4 扩展插10A.1.5 配套芯片和器件10A.1.6 主板结构的改进10A.2 芯片组10A.2.1 芯片组的功能10A.2.2 芯片组的组成《计算机组成原理》是2008年1月1日高等教育出版社出版的图书，作者是唐朔飞。
计算机体系结构各章简答题及答案
计算机体系结构各章简答题及答案第⼀章计算机体系结构的基本概念1. 什么是计算机系统的多级层次结构？2. 硬件和软件在什么意义上是等效的在什么意义上是不等效的？3. 经典计算机系统结构的实质是什么？4. 语⾔实现的两种基本技术是什么？5. 对于通⽤寄存器型机器来说，机器语⾔程序设计者所看到的计算机的属性主要有哪些？6. 什么是软件兼容软件兼容有⼏种其中哪⼀种是软件兼容的根本特征？7. 什么是系列机它的出现较好地解决了什么⽭盾？8. 对计算机发展⾮常关键的实现技术有哪些？9. 实现软件移植的主要途径有哪些？10. 试以系列机为例，说明计算机系统结构、计算机组成和计算机实现三者之间的关系。
11. 存储程序计算机在系统结构上的主要特点是什么？12. 从系统结构的发展情况看，新型系统结构的设计主要从哪两⽅⾯着⼿？13. 软件技术两个最重要的发展趋势是什么？14. 计算机系统设计⼈员的技术挑战主要来⾃哪⼏个⽅⾯？15. ⼀种计算机系统结构的⽣命周期是怎样的？16. 商品的标价（价格）由哪些因素构成？17. 对计算机系统成本产⽣影响的主要因素有哪些？18. ⽤户CPU时间由哪三个因素决定？19. ⽬前常⽤的测试程序分为哪五类？20. 什么叫测试程序组件在评价计算机系统设计时最常见的测试程序组件是哪个？21. SPEC2000测试程序组件中包括哪⼏个测试程序组件？22. 测试基于Microsoft公司的Windows系列操作系统平台的最常⽤测试组件有哪些？23. 常⽤的专门的性能指标测试程序有哪些？24. 计算机系统结构设计和分析中最经常使⽤的三条基本原则是什么25. 根据Amdahl定律，系统加速⽐由哪两个因素决定？26. 从执⾏程序的⾓度看，并⾏性等级从低到⾼可分为哪⼏级？27. 从处理数据的⾓度，并⾏性等级从低到⾼可以分为哪⼏级？28. 计算机系统中提⾼并⾏性的技术途径有哪三种？29. 多机系统的耦合度可以分为哪⼏类？30. 单机系统和多机系统中，都是按哪三种技术途径分别发展为哪三类多处理机？31. 三种类型的多处理机（同构型多处理机、异构型多处理机、分布处理系统）的主要区别是什么1. 什么是计算机系统的多级层次结构从计算机语⾔的⾓度，把计算机系统按功能划分成以下多级层次结构：2. 硬件和软件在什么意义上是等效的在什么意义上是不等效的硬件和软件在功能实现上是等效的，即⼀种功能可以由软件实现，也可以由硬件实现。
微机原理第6章 8086或8088微机系统的功能组件
6.3 中断控制器Intel 8259A 6.3.1 概述
6.3.2 Intel 8259A的功能
6.3.3 8259A的结构 6.3.4 8259A芯片的工作方式
6.3.5 8259A在IBM PC/XT机的外部中断系统
中的应用
6.4 可编程DMA控制器DMAC 8237A 6.4.1 概述 6.4.2 DMA控制器8237A
CLK0 GATE0 OUT0
数
读写 控制逻辑
据 总 线
计数器 1
CLK1 GATE1 OUT1 CLK2 GATE2 OUT2
计数器 2
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
6.2.3 8253的工作方式
根据对工作方式寄存器中控制字M2、M1和M0的不同 设置，8253可以工作于6种不同的工作方式。表6.2列出了 8253 不同工作模式下效果。
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
表6.2 8253 不同工作模式下效果
工作方式 0 1 2 3 工作效果 OUT的输出
计数器初值装 载特征
重装载
GATE的作用 低或变为低 禁止计数 — ①禁止计数 ②立即使输出为高 ①禁止计数 ②立即使输出为高 禁止计数 — 上升沿 — 高电平 允许计数 — 允许计数 允许计数
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
8253 的内部结构逻辑见图 6.3 。它主要由 4 个基本的
单元组成，它们是：
•数据总线缓冲器单元 •读写控制逻辑单元
•控制字寄存器单元
•3个计数器逻辑单元。
6.2 可编程定时/计数器 8253/8254
D7~D0
数据总线 缓冲器
计数器 0
内 部
计算机组成原理 教学大纲
计算机组成原理教学大纲一、说明（一）课程性质学院平台必修课程，学习者需先修数字电路类课程，具备数字电路的基础知识。
该课程是后续操作系统、编译原理、接口技术等许多计算机专业课程的基础课。
（二）教学目的《计算机组成原理》是计算机科学与工程学院所有专业的专业必修主干课程，通过本课程的学习，使学生理解单处理机系统的组成结构以及各功能部件的组成和工作原理，让学生建立计算机的整机概念，初步具备设计简单计算机系统的能力，并对一些新技术、新产品以及计算机硬件的发展方向有一定的了解，为进一步学习本专业后继课程和进行有关的技术工作打下基础。
（三）教学内容计算机的主要组成部分、各部分的功能以及工作原理，主要内容包括运算方法和运算器、多层次存储体系、指令系统、中央处理器、总线系统、外围设备与输入输出系统等（四）教学时数72学时（五）教学方式课堂教学二、本文第一章计算机系统概论教学要点：本章是学习本门课程的基础。
目的是让学生对计算机的组成有一个全面的概括的了解。
了解硬件和软件的概念、计算机组成和计算机体系结构的不同。
掌握计算机系统的层次结构；准确画出计算机的硬件框图，并能解释其工作的过程；能深刻理解硬件的主要技术指标，并用这些技术指标描述常见硬件的性能。
教学时数：4学时教学内容：第一节计算机的分类（0.5学时）模拟计算机和电子计算机以及它们各自的特点。
第二节计算机的发展简史（1学时）计算机的五代变化、半导体存储器的发展、微处理器的发展、计算机的性能指标。
第三节计算机的硬件（1学时）硬件组成要素、运算器、存储器、控制器、适配器与输入输出设备。
第四节计算机的软件（1学时）软件的组成与分类、软件的发展演变。
第五节计算机系统的层次结构（0.5学时）多级组成的计算机系统、软件与硬件的逻辑等价性。
第二章运算方法和运算器教学要点：讲述数据和文字的表示、数据格式以及不同格式数据的基本运算方法、ALU电路的设计。
目的在于使学生了解计算机的基本运算过程。
第五章存储器
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第五章 存储器
③读写顺序 SAM(sequential)：顺序存取，存取时间与存储单元的物理 位置有关，如磁带。 RAM：随机存取，存取时间与存储单元的物理位置无关。 DAM(Director)：直接存取，介于上述二者之间，如磁盘。
上午3时16分
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第五章 存储器
⑶异步式 • 以上两种方式的结合，在2ms的时间内，把存储单元分散地
刷新一遍。
上例： 32×32阵，2ms/32=62.5 μs(每行刷新的平均间隔)
特点：折中，使用较多
另外，异步刷新方式还可以采取不定期刷新方式，可以在主机 不访存的时间内刷新，这种方式取消了机器的死区，但刷 新控制线路极其复杂。
上午3时16分
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第五章 存储器
２、存取速度（存取时间、存取周期） 存取时间： （访问时间、读/写时间） • 指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。 存取周期： （读写周期、访内周期） • 存储器从接受读/写命令信号始，将信息读出或写入后，到
接到下一个读/写命令为止所需的时间。 一般情况下，存取周期存取时间 ，为什么？ • 因为对任何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢
②写入态
• V字=1 ，使T3T4都导通
写1：VD=1,
V D
＝0，VA＝1,
VB＝0
T1截止，T2导通
D
写0：VD=0,
V D
＝1，VA＝0, VB＝
1
T1导通，T2截止
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D w
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第五章 存储器
③读出态
V字=1 ，使T3T4都导通 读1：因原存1， T1截止，T2导通，
计算机组成原理(第三版)第 3 章 存储器及存储系统
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3.2 主存储器
• 主存储器按其功能可分为RAM和 ROM。
一 二 随机存取存储器RAM 只读存储器ROM
INFO DEPT@ZUFE HANGZHOU.CHINA
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一、随机存取存储器RAM
MM
Y0
Bm-1
Y1
……
B0
An-1…A0
M A R
M A D
…
Y2n-2
Y2n-1
…
CS
WE
R/W读写 控制电路
INFO DEPT@ZUFE HANGZHOU.CHINA
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三、存储器的层次结构
1.分级原理： 根据程序执行的集中性和局部性原理而构建的分层结构。信 息流动分规律为从低速、大容量层次向高速、小容量层次流动 ，解决速度、价格、价格这三者之间的矛盾，层次间信息块的 调度由硬件和软件自动完成，其过程对用户透明。 2.三级存储管理系统： • Cache： • ·采用TTL工艺的SRAM，哈佛结构； • ·采用MOS工艺的SRAM，指令与数据混存，其与内存之间信息块 的调度（几十字节）全由Cache控制器硬件完成。 • 主存： • ·ROM常用FROM，E2PROM等构成； • ·RAM常用DRAM构成，RAM和ROM采用统一编码。 • 虚存： • 采用磁盘存储器，主存+OS中的存储器管理软件联合构成，其 信息块常用页、段表示，其间的信息块调度由管理软件完成。
字线
数 据 线 Cd
T
C
单管MOS动态存储器结构
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（2）DRAM存储器
RAS CAS WE OE 定时和控制
4M×4位的DRAM
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第6章存储器和存储体系 第6章存储器和存储体系 【考试透视】 本章主要考核主存储器基本工作原理，RAM的结构、组织及其应用，ROM的工作原理及其应用，外存储器工作原理，存储系统。了解存储器的概念、作用，存储器的性能指标，存储器的基本分类及层次概念，主存储结构、组成及其基本操作，存储阵列，地址译码系统；半导体RAM的工作原理，RAM的组织；ROM 的工作原理；外存的组成，外存介质，磁带、磁盘（软、硬盘）的存储原理和工作原理，光盘的存储原理；存储体系，多级存储，Cache技术，虚拟存储技术等。 【同步跟踪强化训练】 一、单项选择题 1.以下关于RAM的说法，错误的是（） A．RAM是一种半导体存储器B．RAM是随机存取存储器的简称 C．静态RAM不需要刷新且存取速度快D．一般计算机内存大量使用静态RAM 2.外存储器存/取速度最快的是（） A．磁带存储器B．硬磁盘存储器 C．软磁盘存储器D．CD—ROM 3.RAM芯片串联的目的是（） A．增加存储器字长B．增加存储单元数量 C．提高存储器的速度C．降低存储器的平均价格 4.可编程的只读存储器（） A．不一定可以改写B．一定可以改写 C．一定不可以改写C．以上都不对 5.需要刷新的是（） A．只读存储器B．CD—ROM C．静态存储器D．动态存储器 6.某存储器容量为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15根，数据线为16根D．地址线为16根，数据线为64根 7.访问存储器时，读出的信息或将写入的信息要经过（） A．数据寄存器B．指令寄存器 C．地址寄存器D．ROM 8.通常计算机的内存储器可采用（） A．RAM和ROM B．ROM C．RAM D．累加器 9.在多级存储体系中，虚拟存储器解决的问题是（） 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 10.组成计算机的存储系统的是（） A．半导体存储器和磁表面存储器B．静态存储器和动态存储器 C．RAM和ROM D．内存储器和外存储器 11.下列关于磁性存储器的叙述，正确的是（） A．磁芯存储器是ROM的一种 B．磁芯存储器主要利用磁介质具有矩形磁滞回线的原理存储数据 C．磁芯存储器是目前常见的存储器之一 D．以上说法都不对 12.CPU不能直接访问的是（） A．RAM B．ROM C，内存D．外存 13.常用的虚拟存储系统由两级存储器组成，其中辅存是大容量的磁表面存储器。 A．主存—辅存B．快存—主存 C．快存—辅存D．通用寄存器—主存 14.某计算机字长是16位，它的存储容量是1MB，按字编址，它的寻址范围是（） A．512K B．1M C．512KB D．1KB 15.关于主存，以下叙述正确的是（） A．主存比辅存小，但存取速度快B．主存比辅存大，且存取速度快 C．主存比辅存小，且存取速度慢D．主存比辅存大，但存取速度慢 16.下列说法正确的是（） A．半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保存记忆 B．半导体RAM属易失性存储器，而静态RAM的存储信息是不易失的 C．静态RAM、动态RAM都属易失性存储器，前者在电源不掉时，不易失 D．静态RAM不用刷新，且集成度比动态RAM高，所以计算机系统上常使用它。 17.若主存每个存储单元16 bit，则下述正确的是（） A．地址线也是16位B．地址线与16无关 C．地址线与16有关D．地址线不得少于16位 18.存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来（） A．存放程序B．存放数据 C．存放数据和程序D．存放微程序 19.要构造2K×8bit的内存，可以使用（） A．1K×8 bit进行并联B．4K×8 bit进行串联 C．2K×4 bit进行并联D．2K×4 bit进行并联 20.程序访问的局限性是采用的依据。 A．缓冲B．Cache C．虚拟内存D．外存 21.采用虚拟存储器的目的是（） A．提高主存速度B．扩大外存的存取空间 C．扩大存储器的寻址空间D．以上均正确 22.关于主存，以下叙述正确的是（） A．主存的存取速度可与CPU匹配 B．主存是RAM，不包括ROM C．辅存中的程序需要调入主存才能运行 D．若指令的地址码为20位，则主存容量一定是1MB 23.主存与辅助的区别不包括（） A．是否按字节或字编址B．能否长期保存信息 C．能否运行程序D．能否由CPU直接访问 24.虚拟存储器将的地址空间统一编址。 A．程序存储器和数据存储器B．主存和辅存 C．主存和高速缓冲寄存器D．内存储器和只读存储器 25.某硬盘盘片由四片组成，则它的磁头数为（） A．6个B．8个 C．12个D．不少于6个 26.存储器是计算机系统的记忆部件，它主要用来（） A．存放程序B．存放数据 C．存放数据和程序D．存放微程序 27.RAM芯片并联的目的是（） A．增加存储器字长B．增加存储单元数量 C．提高存储器的速度D．降低存储器的平均价格 28.以下关于ROM的说法，错误的是（） A．ROM是只读存储器的简称 B．断电以后ROM中的信息不会丢失 C．ROM的电路比RAM的电路复杂 D．掩膜式ROM的特点是其存储内容出厂时由生产厂家一次制成，用户不能修改 29.在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由完成地址转换。 A．程序员B．编译器 C．操作系统D．累加器 30.在ROM存储器中必须有电路。 A．数据写入B．再生 C．地址译码D．刷新 31.计算机内存储器可以采用（） A．RAM和ROM B．只有ROM C．只有RAM D．RAM和SAM 32.下列说法正确的是（） A．0磁道是磁盘最内侧的那条磁道B．0磁道是磁盘最外侧的那条磁道 C．0磁道是磁盘中间的那条磁道D．以上说法都不对 33.磁盘和磁带都属于磁表面存储器，按存取方式分（） A．二者都是顺序存储的B．前者是顺序存储器，后者是直接存储器C．二者都是直接存储器D．前者是直接存储器，后者是顺序存储器34.活动头磁盘存储器的平均存取时间是指（） A．最大找道时间加上最小找道时间B．平均找道时间 C．平均找道时间加上平均等待时间D．平均等待时间 35.相联存储器是按进行寻址的存储器。 A．地址指定方式B．堆栈存取方式 C．内容指定方式D．地址指定方式与堆栈存取方式结合36.EPROM是指（） A．随机读写存储器B．只读存储器 C．可编程的只读存储器D．可擦可编程的只读存储器 37.某计算机字长是16位，它的存储容量是64K，按字编址，它的寻址范围是（） A．32K B．32KB C．16K D．16KB 38.某RAM芯片，其容量是512×8 bit，除电源线和接地线外该芯片引脚的最少数目是（） A．21 B．19 C．17 D．18 39.双极型和MOS型存储器（） A．属于磁存储器B．分别属磁存储和半导体存储器 C．都属于半导体存储器D．都属于磁存储器 40.由于磁盘上内部磁道较外部磁道短，在处理存储数量时（） A．内部磁道存储信息比外部磁道存储信息少 B．无论哪条磁道，存储信息均相同 C．内部磁道扇区少，是它的存储信息少于外部磁道 D．各磁道扇区数相同，但内部磁道上每扇区记录信息少 41.CPU通过指令访问主存所用的程序地址叫做（） A．逻辑地址B．物理地址 C．真实地址D．偏移地址 42.访问存储器时，读出的信息或将写入的信息要经过（） A．数据寄存器B．指令寄存器 C．地址寄存器D．累加器 43.有关高速缓冲存储器cache的说法正确的是（） A．只能在CPU以外B．CPU内外都可以设置Cache C．只能在CPU以内D．若存在Cache，CPU就不能再访问内存44.在活动头磁盘存储器中，信息写入或读出磁盘是以进行的。 A．并行方式B．串行方式 C．串—并行方式D．并—串行方式 45.磁盘存储器的记录方式一般采用（） A．归零制B．不归零制 C．调频制D．调相制 46.和外存储器相比，内存储器的优点是（） A．容量大，速度快，成本低B．容量大，速度快，成本高 C．容量小，速度快，成本高D．容量小，速度慢，成本高 47.存储周期是指（） A．存储器的读出时间 B．存储器的写入时间 C．存储器进行连续读和写操作所允许的最短时间间隔 D．存储器进行连续写操作所允许的最短时间间隔 48.某微型计算机系统，其操作系统保存在软磁盘上，其内存储器应该采用（） A．RAM B．ROM C．RAM和ROM D．CCD 49.下列说法不正确的是（） A．随机存储器可随时时，访问时间与单元的物理位置无关 B．在访问随机存储器时，访问时间与单元的物理地址无关 C．内存储器中，随机存储器内可存放基本输入输出系统（BIOS） D．随机存储器和只读存储器可以统一编址 50.在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由（） A．操作系统来管理的B．程序员调度的 C．由硬件自动完成的D．编译器完成的 51.与活动头磁盘存储器相比，固定头磁盘存储器的特点是（） A．不需要找道，速度快，所用磁头多B．需要找道，速度慢，所用磁头少 C．不需要找道，速度慢，所用磁头少D．需要找道，速度快，所用磁头多 52.磁盘存储器的等待时间通常是指（） A．磁盘旋转一周所需的时间B．磁盘旋转半周所需的时间 C．磁盘旋转1/3周所需的时间D．磁盘旋转2/3周所需的时间 53.某存储芯片为2K×8 bit，在按字节编址首地址为2800H，那么它的末地址是（） A．28FFH B．2FFFH C．3201H D．432FH 54.采用八体并行交叉存储器，设每个体的存储容量为32K×16位，存取周期为400ns，在以下说法中正 确的是（） A．在400ns内，存储器可向CPU提供27位二进制信息 B．在50ns内，存储器可向CPU提供27位二进制信息