计算机组成原理课后答案(第二版)唐朔飞第四章.ppt
《计算机组成原理课后答案(第二版)唐朔飞第四章.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《计算机组成原理课后答案(第二版)唐朔飞第四章.ppt(70页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、存存 储储 器器第第 四四 章章 3.3.存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么要分这些层次?计算机如何管理这些层次?要分这些层次?计算机如何管理这些层次?要分这些层次?计算机如何管理这些层次?要分这些层次?计算机如何管理这些层次?答:存储器的层次结构主要体现在答:存储器的层次结构主要体现在答:存储器的层次结构主要体现在答:存储器的层次结构主要体现在CacheCache主存主存主存主存和和和和主主主主存存存存辅存辅存辅存辅存这两个存储层次上。这两个存储层次上。这两个
2、存储层次上。这两个存储层次上。Cache Cache主存层次在存储系统中主要对主存层次在存储系统中主要对主存层次在存储系统中主要对主存层次在存储系统中主要对CPUCPU访存起访存起访存起访存起加加加加速速速速作用,即从整体运行的效果分析,作用,即从整体运行的效果分析,作用,即从整体运行的效果分析,作用,即从整体运行的效果分析,CPUCPU访存速度加快,访存速度加快,访存速度加快,访存速度加快,接近于接近于接近于接近于CacheCache的速度,的速度,的速度,的速度,而寻址空间和位价却接近于主存。而寻址空间和位价却接近于主存。而寻址空间和位价却接近于主存。而寻址空间和位价却接近于主存。主存主存
3、主存主存辅存层次在存储系统中主要起辅存层次在存储系统中主要起辅存层次在存储系统中主要起辅存层次在存储系统中主要起扩容扩容扩容扩容作用,即作用,即作用,即作用,即从程序员的角度看,他所使用的存储器从程序员的角度看,他所使用的存储器从程序员的角度看,他所使用的存储器从程序员的角度看,他所使用的存储器其容量和位价接其容量和位价接其容量和位价接其容量和位价接近于辅存,近于辅存,近于辅存,近于辅存,而速度接近于主存。而速度接近于主存。而速度接近于主存。而速度接近于主存。综合综合综合综合上述两个存储层次的作用,从上述两个存储层次的作用,从上述两个存储层次的作用,从上述两个存储层次的作用,从整个整个整个整个
4、存储系统来看,就存储系统来看,就存储系统来看,就存储系统来看,就达到了速度快、容量大、位价低的达到了速度快、容量大、位价低的达到了速度快、容量大、位价低的达到了速度快、容量大、位价低的优化优化优化优化效果。效果。效果。效果。主存与主存与主存与主存与CACHECACHE之间的信息调度功能之间的信息调度功能之间的信息调度功能之间的信息调度功能全部由硬件自动完成全部由硬件自动完成全部由硬件自动完成全部由硬件自动完成。而主存而主存而主存而主存辅存层次的调度目前广泛采用辅存层次的调度目前广泛采用辅存层次的调度目前广泛采用辅存层次的调度目前广泛采用虚拟虚拟虚拟虚拟存储技术实现,即存储技术实现,即存储技术实
5、现,即存储技术实现,即将主存与辅存的一部份通过将主存与辅存的一部份通过将主存与辅存的一部份通过将主存与辅存的一部份通过软硬结合的技术软硬结合的技术软硬结合的技术软硬结合的技术组成组成组成组成虚拟存储器虚拟存储器虚拟存储器虚拟存储器,程序员可使用这个比主存实际空间(程序员可使用这个比主存实际空间(程序员可使用这个比主存实际空间(程序员可使用这个比主存实际空间(物理地址空间物理地址空间物理地址空间物理地址空间)大得多的)大得多的)大得多的)大得多的虚拟地址空间(虚拟地址空间(虚拟地址空间(虚拟地址空间(逻辑地址空间逻辑地址空间逻辑地址空间逻辑地址空间)编程,当程序运行时,再由)编程,当程序运行时,
6、再由)编程,当程序运行时,再由)编程,当程序运行时,再由软、软、软、软、硬件自动配合完成硬件自动配合完成硬件自动配合完成硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的虚拟地址空间与主存实际物理空间的虚拟地址空间与主存实际物理空间的虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换转换转换转换。因此,这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透因此,这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透因此,这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透因此,这两个层次上的调度或转换操作对于程序员来说都是透明的。明的。明的。明的。4.4.说明存取周期和存取时间的说明存取周期和存取时间的说明存取周期和存取时间
7、的说明存取周期和存取时间的区别区别区别区别。解:存取周期和存取时间的主要解:存取周期和存取时间的主要解:存取周期和存取时间的主要解:存取周期和存取时间的主要区别区别区别区别是:是:是:是:存取时间仅为完成存取时间仅为完成存取时间仅为完成存取时间仅为完成一次操作的时间一次操作的时间一次操作的时间一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的线路的线路的线路的恢复时间恢复时间恢复时间恢复时间。即:。即:。即:。即:存取周期存取周期存取周期存取周期=存取时间存
8、取时间存取时间存取时间+恢复时间恢复时间恢复时间恢复时间 5.5.什么是存储器的什么是存储器的什么是存储器的什么是存储器的带宽带宽带宽带宽?若存储器的数据总线宽度为?若存储器的数据总线宽度为?若存储器的数据总线宽度为?若存储器的数据总线宽度为3232位,位,位,位,存取周期为存取周期为存取周期为存取周期为200ns200ns,则存储器的带宽是多少?,则存储器的带宽是多少?,则存储器的带宽是多少?,则存储器的带宽是多少?解:存储器的带宽指解:存储器的带宽指解:存储器的带宽指解:存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的单位时间内从存储器进出信息的单位时间内从存储器进出信息的单位时间内从存储器进出
9、信息的最大最大最大最大数数数数量量量量。存储器带宽存储器带宽存储器带宽存储器带宽=1/200ns =1/200ns 32 32位位位位=160M=160M位位位位/秒秒秒秒=20MB/S20MB/S=5M=5M字字字字/秒秒秒秒 注意字长(注意字长(注意字长(注意字长(3232位)不是位)不是位)不是位)不是1616位。位。位。位。(注:本题的兆单位来自时间(注:本题的兆单位来自时间(注:本题的兆单位来自时间(注:本题的兆单位来自时间=10=106 6)6.6.某机字长为某机字长为某机字长为某机字长为3232位,其存储容量是位,其存储容量是位,其存储容量是位,其存储容量是64KB64KB,按字
10、编址按字编址按字编址按字编址其其其其寻址范围是多少?若主存寻址范围是多少?若主存寻址范围是多少?若主存寻址范围是多少?若主存以字节编址以字节编址以字节编址以字节编址,试画出主存字地址和,试画出主存字地址和,试画出主存字地址和,试画出主存字地址和字节地址的分配情况。字节地址的分配情况。字节地址的分配情况。字节地址的分配情况。解:存储容量是解:存储容量是解:存储容量是解:存储容量是64KB64KB时,时,时,时,按字节编址的寻址范围就是按字节编址的寻址范围就是按字节编址的寻址范围就是按字节编址的寻址范围就是64KB64KB,则:,则:,则:,则:按字寻址范围按字寻址范围按字寻址范围按字寻址范围=6
11、4K=64K 8/32=16K8/32=16K字字字字 按字节编址时的主存地址分配图如下:按字节编址时的主存地址分配图如下:按字节编址时的主存地址分配图如下:按字节编址时的主存地址分配图如下:0 01 12 236 65 54 4655346553465532655327 765535655356553365533字地址字地址字地址字地址 HB HB 字节地址字节地址字节地址字节地址LBLB0 04 48 865528655286553265532讨论:讨论:讨论:讨论:1 1、在按字节编址的前提下,按字寻址时,地址仍在按字节编址的前提下,按字寻址时,地址仍在按字节编址的前提下,按字寻址时,地
12、址仍在按字节编址的前提下,按字寻址时,地址仍为为为为1616位,即位,即位,即位,即地址编码范围仍为地址编码范围仍为地址编码范围仍为地址编码范围仍为064K-1064K-1,但字空间为,但字空间为,但字空间为,但字空间为16K16K字,字地址不连续。字,字地址不连续。字,字地址不连续。字,字地址不连续。2 2、字寻址的单位为字,字寻址的单位为字,字寻址的单位为字,字寻址的单位为字,不是不是不是不是B B(字节)(字节)(字节)(字节)。3 3、画存储空间分配图时要画出上限。画存储空间分配图时要画出上限。画存储空间分配图时要画出上限。画存储空间分配图时要画出上限。7.7.一个容量为一个容量为一个
13、容量为一个容量为16K16K 3232位的存储器,其位的存储器,其位的存储器,其位的存储器,其地址线和数据线的总和地址线和数据线的总和地址线和数据线的总和地址线和数据线的总和是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?是多少?当选用下列不同规格的存储芯片时,各需要多少片?1K 1K 4 4位,位,位,位,2K2K 8 8位,位,位,位,4K4K 4 4位,位,位,位,16K16K 1 1位,位,位,位,4K4K 8 8位,位,位,位,8K8K 8 8位位位位 解:解:解:解:地
14、址线和数据线的总和地址线和数据线的总和地址线和数据线的总和地址线和数据线的总和=14+32=46=14+32=46根根根根;各需要的片数为:各需要的片数为:各需要的片数为:各需要的片数为:1K1K 4 4:16K16K 3232/1K1K 4=164=16 8=8=128128片片片片 2K2K 8 8:16K16K 32 32/2K 2K 8=8 8=8 4=4=3232片片片片 4K4K 4 4:16K16K 32 32/4K 4K 4=4 4=4 8=8=3232片片片片 16K16K 1 1:16K 16K 32 32/16K 16K 1=1=3232片片片片 4K4K 8 8:16K
15、16K 3232/4K4K 8=4 8=4 4=4=1616片片片片 8K8K 8 8:16K16K 32 32/8K 8K 8=2X4=8=2X4=8 8片片片片 讨论:讨论:讨论:讨论:地址线根数与容量为地址线根数与容量为地址线根数与容量为地址线根数与容量为2 2的幂的关系,的幂的关系,的幂的关系,的幂的关系,在此为在此为在此为在此为2 21414,1414根;根;根;根;数据线根数与字长位数相等,在此数据线根数与字长位数相等,在此数据线根数与字长位数相等,在此数据线根数与字长位数相等,在此为为为为3232根。(注:不是根。(注:不是根。(注:不是根。(注:不是2 2的幂的关系。的幂的关系
16、。的幂的关系。的幂的关系。):32=232=25 5,5 5根根根根8.8.试比较静态试比较静态试比较静态试比较静态RAMRAM和动态和动态和动态和动态RAMRAM。答:静态答:静态答:静态答:静态RAMRAM和动态和动态和动态和动态RAMRAM的比较见下表:的比较见下表:的比较见下表:的比较见下表:特性特性特性特性SRAMSRAMDRAMDRAM存储信息存储信息存储信息存储信息触发器触发器触发器触发器电容电容电容电容破坏性读出破坏性读出破坏性读出破坏性读出非非非非是是是是需要刷新需要刷新需要刷新需要刷新不要不要不要不要需要需要需要需要送行列地址送行列地址送行列地址送行列地址同时送同时送同时送
17、同时送分两次送分两次送分两次送分两次送运行速度运行速度运行速度运行速度快快快快慢慢慢慢集成度集成度集成度集成度低低低低高高高高发热量发热量发热量发热量大大大大小小小小存储成本存储成本存储成本存储成本高高高高低低低低功耗功耗功耗功耗高高高高低低低低可靠性可靠性可靠性可靠性高高高高低低低低可用性可用性可用性可用性使用方便使用方便使用方便使用方便不方便不方便不方便不方便适用场合适用场合适用场合适用场合高速小容量存储器高速小容量存储器高速小容量存储器高速小容量存储器大容量主存大容量主存大容量主存大容量主存 9.9.什么叫什么叫什么叫什么叫刷新刷新刷新刷新?为什么为什么为什么为什么要刷新?说明刷新有要刷
18、新?说明刷新有要刷新?说明刷新有要刷新?说明刷新有几种方法几种方法几种方法几种方法。解:解:解:解:刷新刷新刷新刷新对对对对DRAMDRAM定期定期定期定期进行的进行的进行的进行的全部重写全部重写全部重写全部重写过程;过程;过程;过程;刷新原因刷新原因刷新原因刷新原因因因因因电容泄漏电容泄漏电容泄漏电容泄漏而引起的而引起的而引起的而引起的DRAMDRAM所存信息的衰减需所存信息的衰减需所存信息的衰减需所存信息的衰减需要要要要及时补充及时补充及时补充及时补充,因此安排了定期刷新操作;,因此安排了定期刷新操作;,因此安排了定期刷新操作;,因此安排了定期刷新操作;常用的刷新方法常用的刷新方法常用的刷
19、新方法常用的刷新方法有三种有三种有三种有三种集中式集中式集中式集中式、分散式、异步式分散式、异步式分散式、异步式分散式、异步式。集中式:集中式:集中式:集中式:在最大刷新间隔时间内,在最大刷新间隔时间内,在最大刷新间隔时间内,在最大刷新间隔时间内,集中安排集中安排集中安排集中安排一段时间进行刷一段时间进行刷一段时间进行刷一段时间进行刷新;新;新;新;分散式:分散式:分散式:分散式:在每个读在每个读在每个读在每个读/写周期之后写周期之后写周期之后写周期之后插入一个插入一个插入一个插入一个刷新周期,无刷新周期,无刷新周期,无刷新周期,无CPUCPU访存死时间;访存死时间;访存死时间;访存死时间;异
20、步式:异步式:异步式:异步式:是集中式和分散式的是集中式和分散式的是集中式和分散式的是集中式和分散式的折衷折衷折衷折衷。讨论:讨论:讨论:讨论:1 1)刷新与再生的比较:)刷新与再生的比较:)刷新与再生的比较:)刷新与再生的比较:共同点:共同点:共同点:共同点:动作机制一样。动作机制一样。动作机制一样。动作机制一样。都是利用都是利用都是利用都是利用DRAMDRAM存储元存储元存储元存储元破坏性读操作时的重写过程实现;破坏性读操作时的重写过程实现;破坏性读操作时的重写过程实现;破坏性读操作时的重写过程实现;操作性质一样。操作性质一样。操作性质一样。操作性质一样。都是属于重写操作。都是属于重写操作
21、。都是属于重写操作。都是属于重写操作。区别:区别:区别:区别:解决的问题不一样解决的问题不一样解决的问题不一样解决的问题不一样。再生再生再生再生主要解决主要解决主要解决主要解决DRAMDRAM存储存储存储存储元破坏性读出时的信息重写问题;元破坏性读出时的信息重写问题;元破坏性读出时的信息重写问题;元破坏性读出时的信息重写问题;刷新刷新刷新刷新主要解决长时间主要解决长时间主要解决长时间主要解决长时间不访存时的信息衰减问题。不访存时的信息衰减问题。不访存时的信息衰减问题。不访存时的信息衰减问题。操作的时间不一样。操作的时间不一样。操作的时间不一样。操作的时间不一样。再生再生再生再生紧跟在读操作之后
22、,时紧跟在读操作之后,时紧跟在读操作之后,时紧跟在读操作之后,时间上是随机进行的;间上是随机进行的;间上是随机进行的;间上是随机进行的;刷新刷新刷新刷新以以以以最大间隔时间最大间隔时间最大间隔时间最大间隔时间为周期定时重为周期定时重为周期定时重为周期定时重复进行。复进行。复进行。复进行。动作单位不一样。动作单位不一样。动作单位不一样。动作单位不一样。再生再生再生再生以存储单元为单位,每次以存储单元为单位,每次以存储单元为单位,每次以存储单元为单位,每次仅重写刚被读出的一个字的所有位;仅重写刚被读出的一个字的所有位;仅重写刚被读出的一个字的所有位;仅重写刚被读出的一个字的所有位;刷新刷新刷新刷新
23、以行为单位,以行为单位,以行为单位,以行为单位,每次重写整个存储器所有芯片内部存储矩阵的同一行。每次重写整个存储器所有芯片内部存储矩阵的同一行。每次重写整个存储器所有芯片内部存储矩阵的同一行。每次重写整个存储器所有芯片内部存储矩阵的同一行。芯片内部芯片内部芯片内部芯片内部I/OI/O操作不一样。操作不一样。操作不一样。操作不一样。读出读出读出读出再生再生再生再生时芯片数据引时芯片数据引时芯片数据引时芯片数据引脚上有读出数据输出;脚上有读出数据输出;脚上有读出数据输出;脚上有读出数据输出;刷新刷新刷新刷新时由于时由于时由于时由于CASCAS信号无效,芯片数信号无效,芯片数信号无效,芯片数信号无效
24、,芯片数据引脚上无读出数据输出(据引脚上无读出数据输出(据引脚上无读出数据输出(据引脚上无读出数据输出(唯唯唯唯RASRAS有效刷新,内部读有效刷新,内部读有效刷新,内部读有效刷新,内部读)。)。)。)。鉴于上述区别,为避免两种操作混淆,分别叫做鉴于上述区别,为避免两种操作混淆,分别叫做鉴于上述区别,为避免两种操作混淆,分别叫做鉴于上述区别,为避免两种操作混淆,分别叫做再生再生再生再生和和和和刷刷刷刷新新新新。2 2)CPUCPU访存周期与存取周期的区别访存周期与存取周期的区别访存周期与存取周期的区别访存周期与存取周期的区别:CPUCPU访存周期访存周期访存周期访存周期是从是从是从是从CPUC
25、PU一边看到的存储器工作周期,一边看到的存储器工作周期,一边看到的存储器工作周期,一边看到的存储器工作周期,他不一定是真正的存储器工作周期;他不一定是真正的存储器工作周期;他不一定是真正的存储器工作周期;他不一定是真正的存储器工作周期;存取周期存取周期存取周期存取周期是存储器速是存储器速是存储器速是存储器速度指标之一,它反映了存储器真正的工作周期时间。度指标之一,它反映了存储器真正的工作周期时间。度指标之一,它反映了存储器真正的工作周期时间。度指标之一,它反映了存储器真正的工作周期时间。3 3)分散刷新分散刷新分散刷新分散刷新是在读写周期是在读写周期是在读写周期是在读写周期之后之后之后之后插入
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 计算机 组成 原理 课后 答案 第二 唐朔飞 第四
限制150内