存储器习题解答.docx
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存储器习题解答.docx
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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:
0101010111100110111101111(主存字节地址为25位
区号为010101011110
块号为011011110
数据在Cache中的位置是0110111101111
4.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
9
10
11
12
13
14
15
地址流
0
1
2
5
4
6
4
7
1
2
4
1
3
7
2
0块
0
0
0
0
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
1块
1
1
5
5
5
5
5
1
1
1
1
1
1
1
2块
2
2
2
6
6
6
6
2
2
2
2
2
2
3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=0.267
5.一个组相联映象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
Cache64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16KB4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:
(1Cache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:
101010111100110111101000111101000
Cache地址为:
101000111101000
7.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:
(3Cache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11111101000000000000~111111*********11111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12KBROM(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,12KBROM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,8KBRAM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
1
A19
A18
A17
A16
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4td
A3
A2
A1
A0
EPROM1
1、
0
安全带必须与生命线和其他可靠结构牢固连接
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、垂直生命线两种。
4、钢丝绳必须检查;
检查中发现有损坏或断股,不得在用于生命线,生命线使用完毕后必须上油保护。
0
0
维修时,必须两人以上才能上屋面,必须有有效的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;
每天至少两次检查吊钩、吊索并形成记录。
发现损坏或断股立即更换。
与起重有关构件必须经常检验。
严禁吊机带病作业。
2、起重机应保持平衡;
要时刻关注和保持吊机平衡。
起重机必须按规定将支腿座放置平衡后方可使用。
不能超重以免影响平衡。
3、正确使用牵引绳;
4、吊机统一指挥;
吊机操作者只听从一人指挥,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人;
严禁任何人在吊臂或所吊物品下来回走动、站立,防止砸伤。
吊装区域应设置安全警示线。
6、使用合法起重设备;
0
三、高空坠落物品安全管理规定
1、正确佩戴安全帽;
进入工地必须正确佩戴安全帽穿工作鞋。
1
2、严禁高空抛扔物品;
1
1
1
EPROM2
四、安全用气与动火安全管理规定
1、动火须有资格证书;
只有获得动火资格证的人员才能进行动火操作。
0
0
气瓶分开并设置回火器;
氧气瓶与乙炔瓶必须分开5米以上,乙炔瓶上必须有回火器。
4、防止触碰动火后的构件;
动火人员必须确保用火构件10分钟内不得触碰,以免烫伤。
如果本人离开工作区域要安排他人看管。
五、安全用电安全管理规定
1、
0
2、按程序使用合格电器;
应按正确程序操作,使用正确的、合格的设备、元器件和线缆,严禁使用破损的和有可能漏电的线缆和插头。
电器使用完毕后一定要断开或关闭电源。
电焊机应有电源防护壳罩。
电源线必须腾空,不得碾压。
0
0
01000~01FFFH
0小配电箱:
漏电保护器(
0
0
0
0
1
保持良好的现场堆放秩序;
1
2、构件应堆放平稳;
1
1
1
EPROM3
0
0
八、物料装卸安全管理规定
1、车旁及吊件下严禁站人;
起吊时,严禁站在车旁或吊运物之间。
2、0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
02000~02FFFH
0
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
SRAMI
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
03000~037FFFH
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
SRAM2
0
0
0
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
03800H~03FFFH
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
SRAM3
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
04000H~047FFH
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
SRAM4
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
04800H~04FFFH
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
138引脚G2BG1CBA
(G1为G1端经非门后的连线
EPROM1~EPROM3的CE分别接74LS138的Y0~Y2,SRAM1的CE同Y3,A11经或门后的输出相连,SRAM2的CE同Y3,A11经或门后的输出相连,SRAM3的CE同Y4,A11经或门后的输出相连,SRAM4的CE同Y3,A11经或门后的输出相连,如图2.17所示。
图2.17存储器接口
10.微机系统的存储器由5片RAM芯片组成,如图习5-5所示,其中U1有12条地址线,8条数据线,U2~U5各有10条地址线,4条数据线,试计算芯片U1和U2,U3的地址范围,以及该存储器的总容量。
图习5-5
解:
芯片U1的的地址范围计算:
A19~A14A13A12A11A10~A0
0~00100~0
0~00111~1
地址范围为01000H~01FFFH
芯片U2和U3的的地址范围计算:
A19~A14A13A12A11A10A9~A0
0~010000~0
0~010001~1
地址范围为02000H~023FFH。
总容量为6KB(U1为4KB、U2、U3为1KB、U4、U5为1KB)。
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