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第三章存储器习题

定义题

存储器的分类

按在计算机中的作用分类

主存储器

辅助存储器(外存)

高速缓冲存储器(Cache)

几者的关系

按存储介质

半导体

  1. 利用双稳态触发器存储信息(动态存储器除外)
  2. 速度快,非破坏性读出(单管动态存储器除外)
  3. 信息易失(只读存储器除外)
  4. 作主存、高速缓存。

磁盘

  1. 利用磁层上不同方向的磁化区域表示信息。
  2. 容量大,非破坏性读出,长期保存信息,速度慢。
  3. 作外存。

光盘

  1. 利用光斑的有无表示信息。
  2. 容量很大,非破坏性读出,长期保存信息,速度慢。
  3. 作外存。

按存取方式分类

RAM(可读可写)

SRAM(静态)
  1. 依靠双稳态电路存储信息,不易失,不用刷新
  2. 速度快,做cache
DRAM(动态)
  1. 依靠电容存储,易失,需要频繁刷新
  2. 速度一般,作主存

ROM(只读不写)

固存

用户不能编程

PROM

用户可以一次编程

EPROM

用户可以多次编程,用紫外线擦除

EEPROM

用户可以多次编程,用电擦除

存储器分级存储

计算题

按字编址与按字节编址区别与计算

数据线与地址线的计算

视频讲解

存储芯片数量的计算

字拓展、位拓展中地址线作用分析

存储器字位拓展后芯片地址计算

方法1:

  1. 分析芯片字位拓展的组成
  2. 求每个/组芯片表示的地址范围
  3. 判断所给的地址落入了哪个地址范围

方法2:

将所给地址范围表示为二进制,将芯片原本大小所表示的偏移地址的位全部置0,再表示成十六进制

交叉与顺序存储器带宽的计算

cache

cache效率的计算

CACHE的命中率h

在一个程序执行期间,设Nc表示cache完成存取的总次数,Nm表示主存完成存取的总次数,h定义为命中率。则有:

Cache/主存系统的平均访问时间ta

若tc表示命中时的Cache访问时间,tm表示未命中时的主存访问时间,1-h表示未命中率,则Cache/主存系统的平均访问时间ta为:

ta=htc+(1-h)tm

访问效率e

多级cache

某计算机的内存储器系统采用L1 cache、L2 cache和主存三级分层结构。访问第1级时命中率为95%,访问第

二级时命中率为50%,其余50%访问主存。假设访问L1 cache需要1个时钟周期T,访问L2 cache和主存分别

需要10T和100T,计算三级存储系统的平均访问时间Ta是多少周期?

设计题

芯片设计,画存储器与CPU连接逻辑图

类似题型

位拓展

视频讲解

字位扩展

  1. 分析芯片组成

  2. 分配地址总线,分为芯片内地址与片选

  3. 画图

ROM,RAM选择

题目一

视频讲解:CPU设计与连线题型,需要进行RAM和ROM的选择,涉及系统程序区和用户程序区的理解

  1. ROM对应系统程序区,因为read only表示不可被修改,RAM对应用户程序区,因为random access表示可以修改

  2. 先列“真值表”,列完后选择芯片。

    比如一块芯片大小是2K,就是\(2^{11}\),就需要11位,片内偏移地址从\(A_{10}\)\(A_{0}\)

    芯片标准是先位拓展,不行再字拓展,然后根据所选择芯片划分片内偏移地址范围,再根据芯片数量选择需要多少根地址线作为片选信号

  3. 画数据线和地址线可以画集数线,标注数量就行,画每个芯片连接到集数线需要标注数量和对应范围

题目二

cache和主存的映射

视频讲解

读周期与写周期的变化

视频讲解