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第3章习题答案


习题3 1. Cache-主存存储系统和主存-辅存存储系统有何不同? 2. SRAM 和 DRAM 的主要差别是什么? 3. 假设某存储器具有32位地址线和32位数据线,请问: (1)该存储器能存储多少个字节的信息? (2)如果存储器由1M×8位 SRAM 芯片组成,需要多少片? 4. 某32位计算机系统采用半导体存储器, 其地址码是32位, 若使用4M×8位的 DRAM 芯片组成64MB 主存,并采用内存条的形式,问: (1)若每个内存条为4M×32位,共需要多少内存条? (2)每个内存条内共有多少片 DRAM 芯片? (3)主存需要多少 DRAM 芯片? 5. 一个512K×16的存储器, 由64K×1的2164 DRAM 芯片构成 (芯片内是4个128×128 结构) ,问: (1)共需要多少个 DRAM 芯片? (2) 若采用分散式刷新方式, 单元刷新间隔不超过2ms, 则刷新信号的周期是多少? (3)若采用集中式刷新方式,读写周期为0.1μ s,存储器刷新一遍最少用多少时 间? 6. 某主存系统中,其地址空间0000H~1FFFH 为 ROM 区域,ROM 芯片为8K×8位,从 地址6000H 开始,用8K×4位的 SRAM 芯片组成一个16K×8位的 RAM 区域,假设 RAM 芯片 有 和 信号控制端。CPU 地址总线为 A15~A0,数据总线为 D7~D0,读/写控制信 ,访存允许信号为 ,要求:

号为 R/

(1)写出地址译码方案; (2)画出主存与 CPU 的连接图。 7. 设主存储器容量为64M 字,字长为64位,模块数 m=8,分别用顺序方式和交叉方 式进行组织。主存储器的存储周期 T=100ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期 τ =50ns。 若按地址顺序连续读取16个字, 问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?

8. 设某计算机访问一次主存储器的时间如下:传送地址需1个时钟周期,读/写需4 个时钟周期,数据传送1个时钟周期,采用下述主存结构按地址顺序连续读取16个字的 数据块,各需多少时钟周期? (1)单字宽主存,一次只能读/写1个字。 (2)4模块交叉存储器,每个存储器模块为单字宽。 9. CPU 执行一段程序时,Cache 完成存取的次数为2400次,主存完成存取的次数为 100次,已知 Cache 的存储周期为50ns,主存的存储周期为250ns,求 Cache-主存系统的 平均访问时间和效率。 10. 一台计算机的主存容量为1M 字,Cache 容量为8K 字,每块的大小为128个字, 请设计在下列条件下的主存地址格式和 Cache 地址格式: (1)主存和 Cache 之间采用直接映像。 (2)主存和 Cache 之间采用组相联映像,假设每组为4块。 11. 在以下有关虚拟存储器的描述中,哪些是不正确的? (1)所有的页表都存放在主存中。 (2)页表大时,可将页表放在辅存中,而将当前用到的页表调到主存中。 (3)页表中的快表(TLB)采用全相联查找。 (4)页表中的快表存放在主存中。 (5)采用快表的依据是程序访问的局部性。 12. 一个虚拟存储器有8个页面,页面大小为1024字,主存有4个页面,内页表内容 如表3.5所示。

那么,虚拟地址4098对应的主存地址是什么? 13. 某程序对页面要求访问的序列为 P3P4P2P6P4P3P7P4P3P6P3P4P8P4P6。 (1)设主存容量为3个页面时,求 FIFO 和 LRU 替换算法的命中率(假设开始时主 存为空) 。 (2)当主存容量为4个页面时,上述两种替换算法各自的命中率又是多少? 参考答案 习题3 1. 略 2. DRAM 需要刷新,SRAM 则不需要。 3. (1)16GB; (2)214片。 4. (1)4条; (2)4片; (3)16片。 5. (1)128片; (2)刷新信号的周期应小于或等于15.6μ s; (3)存储器刷新一遍最少要用12.8μ s。 6. (1)地址译码方案如下: 将地址的高3位 A15、A14、A13经3:8译码器74LS138译码后实现片选,具体连接如 下: 将 作为8K×8位 ROM 的 ;





分别作为2组8K×8位 RAM 的



将3:8译码器74LS138的一个使能端 其它两个使能端 、 置均为无效信号。

与 CPU 发出的访存允许信号

相连,

(2)主存与 CPU 的连接图如附图3.1所示。

附图3.1 主存与 CPU 的连接图 7. (1)640Mb/s; (2)1205Mb/s。 8. (1)96个时钟周期; (2)27个时钟周期。 9. h=0.96;ta=58ns;e≈0.862。 10. (1)主存地址格式为:

Cache 地址格式为:

(2)主存地址格式为:

Cache 地址格式为:

11. (1)和(4) 。 12. 2050 13. (1)页面调度过程略。当采用 FIFO 替换算法时,命中率为20%;当采用 LRU 替换算法时,命中率为40%。 (2)页面调度过程略。当采用 FIFO 替换算法时,命中率为40%;当采用 LRU 替换算法时,命中率为60%。


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