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存储器习题解答.

1. 用下列芯片构成存储系统,各需要多少个RAM芯片?需要多少位地址作为片外地址译码?设系统为20位地址线,采用全译码方式。

(1)512×4位RAM构成16KB的存储系统;(2)1024×1位RAM构成128KB的存储系统;(3)2K×4位RAM构成64KB的存储系统;(4)64K×1位RAM构成256KB的存储系统。

解:(1 需要16KB/512×4=64片,片外地址译码需20-log2512=11位地址线。

(2 需要128KB/1K×1=1024片,片外地址译码需20-log21024=10位地址线。

(3 需要64KB/2K×4=64片,片外地址译码需20-log2(1024×2=9位地址线。

(4 需要256KB/64K×1位=32片,片外地址译码需20-log2(1024×64=4位地址线。

2. 现有一种存储芯片容量为512×4位,若要用它组成4KB的存储容量,需多少这样的存储芯片?每块芯片需多少寻址线?而4KB存储系统最少需多少寻址线?解: 4K×8bit /512×4bit= 16片,需要16片存储芯片;29 = 512,每片芯片需9条寻址线;212 = 4096,4KB存储系统最少需12条寻址线。

3. 一个具有8KB直接相联Cache的32位计算机系统,主存容量为32MB,假定该Cache 中块的大小为4个32位字。

(1)求该主存地址中区号、块号和块内地址的位数。

(2)求主存地址为ABCDEF16的单元在Cache中的位置。

解: (1 主存区数为32MB/8KB = 4096,212 = 4096,区号的位数为12;区内块数为8KB/4×4B = 512,29 = 512,块号的位数为9;块内单元数(字节编址)为4×32 / 8 = 16,24 = 16,块内地址的位数4。

(2)主存地址为ABCDEF16的单元其二进制地址为:0 1010 1011 1100 1101 1110 1111 (主存字节地址为25位区号为0 1010 1011 110块号为0 1101 1110数据在Cache中的位置是 0 1101 1110 11114. http://caoliuroom.pen.io/有一个Cache-主存存储层次,主存容量为8个块,Cache 容量为4个块。

采用直接地址映象:(1)对于如下主存块地址流:0,1,2,5,4,6,4,7,1,2,4,1,3,7,2,如果主存中内容一开始未装入Cache中,请列出每次访问后Cache中各块的分配情况;(2)指出块命中的时刻;(3)求出此期间Cache的命中率。

解:(1 每次访问后Cache中各块的分配情况如下表。

时间1 2 3 4 5 6 7 8 911112131415地址流0 1 2 5 4 6 4 7 1 2 4 1 3 7 2块0 0 0 0 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 41块1 1 5 5 5 5 5 1 1 1 1 1 1 12块2 2 2 6 6 6 6 2 2 2 2 2 23块7 7 7 7 7 3 7 7(2)从表可见命中时刻为:7,11,12和15(3)h =4 / 15 =0.2675. 一个组相联映象Cache由64个存储块构成,每组包含4个存储块;主存包含4096个存储块,每块由128字组成,访存地址为字地址。

(1)一个主存地址有多少位?一个Cache地址有多少位?(2)计算主存地址格式中,区号、组号、块号和块内地址字段的位数。

解:(1 主存4096块----12位, 每块128字----7位, 共19位Cache 64块----6位, 每块128字----7位, 共13位(2 主存区数 = 主存块数 / Cache块数 = 4096 / 64 =64个区---- 6位区内组数 = Cache块数 / 组内块数 = 64 / 4 =16个组---- 4位组内块数为4 ----2位块内地址为7位(字地址,每块128字主存地址格式如下:6位 6位 2位 7位区号组号组内块号块内地址6. 有一个16KB 4路组相联Cache的32位微处理器,假定该Cache的块为4个32位的字。

(1)画出该Cache的结构逻辑图,指出主存地址的不同字段的作用。

(2)主存地址为ABCDE8F8的单元在Cache中的什么位置。

解:(1 Cache容量为16KB,地址14位; 采用4路组相联结构,块地址2位;块长为4个字,块内地址2位;每个字32位(4个字节,字内字节地址2位。

由(2知主存地址为32位,则区号为32-14 = 18位。

则逻辑结构图如下:(2)主存地址单元ABCDE8F8的二进制表示为:1010 1011 1100 1101 1110 1000 11110 1000Cache地址为:10 1000 11110 10007. 有一个”Cache-主存”存储层次。

主存共分为8个块(0~7,Cache为4个块(0~3,采用组相联映象,组内块数为2块,采用LRU(近期最少使用法的替换算法。

(1)画出主存、Cache地址的各字段对应关系;(2)画出主存、Cache空间块的映象对应关系的示意图;(3)对于如下主存块地址流:1、2、4、1、3、7、0、1、2、5、4、6、4、7、2,设主存中的內容在初始化时未装入Cache中,写出随时间的Cache中各块的使用情况;指出块失效又发生块争用的时刻;求出此期间Cache的命中率。

解:(1 主存、Cache地址的各字段对应关系如下:(2 主存的第0和第1块映射到Cache的第0和第1块;主存的第2和第3块映射到Cache的第2和第3块;主存的第4和第5块映射到Cache的第0和第1块;主存的第6和第7块映射到Cache的第2和第3块。

如下图所示:(3 Cache 中各块的使用状况如下图所示:块失效又发生块争用的时刻为:6、7、9、10、11、12、14、15。

Cache命中3次,在此期间Cache的命中率为:H = 3 / 15 = 0.2。

8. 某一存储器系统如下图所示,问它们的存储容量各是多少?RAM和EPROM存储器地址分配范围各是多少?解:该存储系统由一片EPROM芯片和一片RAM组成,由集成译码电路74LS138进行片选译码。

EPROM芯片片内地址线12条为A0~A11,直接同8088的地址线A0~A11相连(注意,这里的地址线已从双重总线AD0~AD15,A16/S3~A19/S6中分离出来;另外,由于图中采用控制线IO/M,因此CPU必然为8088。

8088的高8位地址线A12~A19参加片外译码。

按74LS138的工作要求G1必须为高电平,G2A、G2B为低电平,则A19~A15=11111,EPROM的CE 同74LS138的Y5相接,A14A13A12=101,由此可得本题中EPROM的地址范围11111101000000000000~11111101111111111111即FD000H~FDFFFH,容量为4KB。

而RAM芯片内地址线11条为A0~A10,直接同8088的地址线A0~A10相连,8088的高8位地址线A12~A19参加片外译码。

这里必须注意,CPU的A11未参加RAM的片内和片外的译码,是一个任选项,是0是1都可以。

这里RAM的CS同74LS138的Y1相连。

A14A13A12=001,由此可得本题中RAM的地址范围为11111001X00000000000~11111001X11111111111,这样RAM的地址范围有2个,当A11=0时,地址范围为F9000H~F97FFH和F9800H~F9FFFH,存在“地址重叠”。

这里还需说明的是RAM芯片的CS、OE同74LS138的Y1相连,RAM芯片的WE同“非与门”(或门的输出端相连。

这样,当CS为低电平选中RAM,同时OE为低电平,此时对RAM的读写取决于WE。

当进行存储器读操作时,IO/ M=“L”,WR=“H”,或门输出为高电平,RAM 的WE=“H”。

由6116的工作方式表可知WE=“L”,OE=“L”为读操作;当进行存储器写操作时,IO / M=L,WR=“L”,OE=“L”。

由6116的工作方式表可知WE=“L”,OE=X(不管是“H”是“L”都为写操作。

EPROM的地址范围为FD000H~FDFFFH,存储容量为4KB;RAM的地址范围为F9000H~F97FFH或F9800H~F9FFFH,存储容量为2KB。

由于A11未参加译码,因而有地址重叠,一个内存单元有2个地址对应。

9. 使用6116、2732和74LS138译码器构成一个存储容量为12KB ROM(00000H~02FFFH)、8KB RAM(03000H~04FFFH)的存储系统。

系统地址总线为20位,数据总线为8位。

解:①译码地址线安排:2732的容量为4K×8位存储器芯片,有12条地址线,12KB ROM需采用3片2732。

6116的容量为2K×8位存储器芯片,有11条地址线,8KB RAM需采用4片6116。

ROM有片外译码的地址线为8条,RAM有片外译码的地址线为9条。

采用74LS138译码,每个输出端对应4KB 地址范围,对于6116的A11还需进行二次译码。

②列出地址范围:、在固定爬梯处上下;爬梯上必须正确设置生命线,施工人员上到指定点后,必须连接生命线方可移动。

6、0放到安装位置的檩条,应按图纸要求连接妥当。

防止遗忘连接或孔太大连接不牢,高空作业时失衡。

动火时确信无可燃物;六、1、 4、0装货时应有专业指挥员制定详细的装货方案,必要时制作牢固的存放架。

抬运时,应控制抬货重量。

抬运面积较大物品时应防止突然倾覆。

1 0 1A19A 18 A 17 A 16 A15 A14 A13 A 12 A1 1 A 10A 9 A8 A 7 A 6 A 5 A 4tdA 3A 2 A 1 A 0EPROM11、0 安全带必须与生命线和其他可靠结构牢固0维修时,必须两人以上才能上屋面,必须有有效的4、 吊机统一指挥; 吊机操作三、 高空坠落物品安全管理规定 1、正确1 1 1连接2、屋面施工须谨慎;屋面施工人员必须使用生命线。

3、生命线的设置和使用必须规范和合格;生命线由水平生命线、防高空坠落的救助措施。

二、起重作业安全管理规定1、吊钩、吊索每天检查两次;每天者只听从一人指挥,不得七嘴八舌,指挥员必须正确使用口语和手语指挥。

5、吊臂或吊物下严禁有佩戴安全帽;进入工地必须正确佩戴安全帽穿工作鞋。

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