计算机组成原理试题解析4.docx

1、一.判断题 1.计算机的主存是由 RAM 和 ROM 两种半导体存储器组成的. 答: 正确. 2.CPU 可以直接访问主存, 而不能直接访问辅存 . 答: 正确. 3.外(辅) 存比主存的存储容量大, 存取速度快. 答: 错误. 4.动态 RAM 和静态 RAM 都是易失性半导体存储器 . 答: 正确. 5.Cache 的功能全部由硬件实现. 答: 正确. 6.引入虚拟存储器的目的是为了加快辅存的存取速度. 答: 错误. 7.多体交叉存储器主要是为了解决扩充容量的问题. 答: 错误. 多体交叉存储器主要是为了提高存取速度,增加带宽. 8.Cache 和虚拟存储器的存储管理策略都利用了程序的局部

2、性原理. 答: 正确. 9.多级存储体系由 Cache,主存和辅存构成. 答: 正确. 10.在虚拟存储器中,当程序正在执行时,由编译器完成地址映射. 答: 错误( 由操作系统完成). 二.选择题 1.主(内) 存用来存放 . A.程序 B.数据 C.微程序 D.程序和数据 解: 答案为 D. 2.下列存储器中,速度最慢的是 . A.半导体存储器 B.光盘存储器 C.磁带存储器 D.硬盘存储器 解: 答案为 C. 3.某一 SRAM 芯片, 容量为 16K1 位,则其地址线有 . A.14 根 B.16K 根 C.16 根 D.32 根 解: 答案为 A. 4.下列部件(设备)中,存取速度最快

3、的是 . A.光盘存储器 B.CPU 的寄存器 C.软盘存储器 D.硬盘存储器 解: 答案为 B. 5.在主存和 CPU 之间增加 Cache 的目的是 . A.扩大主存的容量 B.增加 CPU 中通用寄存器的数量 C.解决 CPU 和主存之间的速度匹配 D.代替 CPU 中的寄存器工作 解: 答案为 C. 6.计算机的存储器采用分级存储体系的目的是 . A.便于读写数据 B.减小机箱的体积 C.便于系统升级 D.解决存储容量,价格与存取速度间的矛盾 解: 答案为 D. 7.相联存储器是按 进行寻址的存储器. A.地址指定方式 B.堆栈存取方式 C.内容指定方式 D.地址指定与堆栈存取方式结合

4、 解: 答案为 C. 8.某 SRAM 芯片, 其容量为 1K8 位,加上电源端和接地端后 ,该芯片的引出线的最少数目应为 . A.23 B.25 C.50 D.20 解: 答案为 D. 9.常用的虚拟存储器由 两级存储器组成,其中辅存是大容量的磁表面存储器 . A.主存辅存 B.快存主存 C.快存辅存 D.通用寄存器主存 解: 答案为 A. 10.在 Cache 的地址映射中,若主存中的任意一块均可映射到 Cache 内的任意一快的位置上, 则这种方法称为 . A.全相联映射 B.直接映射 C.组相联映射 D.混合映射 解: 答案为 A. 三.填空题 1.对存储器的要求是 , , ,为解决这

5、三者的矛盾,计算机, 采用 体系结构. 答: 速度快,容量大,成本低, 分级存储体系. 2.CPU 能直接访问 和 ,但不能访问 和 . 答: 主存,CACHE,外存,I/O 设备. 3.Cache 的映射方式有 , 和 三种.其中 方式,适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点, 比较理想. 答: 直接映象,全相联映象,组相联映象,组相联映象. 4.广泛使用的 和 都是半导体 存储器.前者的速度比后者快, 不如后者高.它们的共同缺点是断电后 保存信息. 答: 依次为 SRAM,DRAM,随机读写 ,集成度,不能. 5.闪速存储器能提供高性能,低功耗 ,高可靠性以及 能力,为现有的 体系结构带

6、来巨大变化, 因此作为 用于便携式电脑中. 答: 瞬时启动,存储器,固态盘. 6.相联存储器不按地址而是按 访问的存储器, 在 Cache 中用来存放 ,在虚拟存储器中用来存 放 . 答: 内容,行地址表,段表, 页表和快表. 7.虚拟存储器指的是 层次,它给用户提供了一个比实际 空间大得多的 . 答: 主 -辅存,主存 ,虚拟地址. 8.磁盘的地址格式由 , , , 四部分组成. 答: 台号,柱面号(磁道号),盘面号(磁头号),扇区号. 9.温彻斯特硬盘的特点是 , 和 . 答: 固定盘片,活动磁头和密封结构. 10.一个完整的磁盘存储器由三部分组成,其中 又称磁盘机或磁盘子系统,是独立于主

7、机的一 个完整的设备, 是磁盘机与主机的接口部件, 用于保存信息. 答: 驱动器,控制器,盘片. 四.计算题 1.设有一个具有 24 位地址和 8 位字长的存储器,求: (1)该存储器能存储多少字节的信息 (2)若存储器由 4M1 位的 RAM 芯片组成,需要多少片 (3)需要哪种译码器实现芯片选择 解: 存储单元数为 224=16M=16777216,故能存储 16M 字节的信息 . 由于存储容量为 16MB(8 位字长),每 4M 字节需要 4 片(位并联方式),故需芯片数为 16/48=32 片. 若用 32 片组成一个 16M(8 位字长),地址总线的低 22 位可直接连到芯片的 A0

8、-A21 管脚, 而地址总线的高 2 位(A22,A23)需要通过 2:4 线译码器进行芯片选择.存储器组成方案为位并 联和地址串联相结合的方式. 2.某计算机系统的内存由 Cache 和主存构成,Cache 的存取周期为 45ns,主存的存取周期为 200ns.已知在一段给定的时间内,CPU 共访问内存 4500 次,其中 340 次访问主存,求: (1)Cache 的命中率是多少 (2)CPU 访问内存的平均访问时间是多少 (3)Cache-主存系统的效率是多少 解: 命中率 H=(4500-340)/ 4500=0.92. CPU 访存的平均时间 T=0.9245+(1-0.92)200

9、=57.4ns cache-主存系统的效率 e=45/57.4=78 3.下图表示使用页表的虚实地址转换条件,页表存放在相联存储器中 ,其容量为 8 个存储单元, 求: 页号 该页在主存中的起始地址 33 42000 25 38000 7 96000 6 60000 4 40000 15 80000 5 50000 30 70000 (1)当 CPU 按虚拟地址 1 去访问主存时, 主存的实地码是多少 (2)当 CPU 按虚拟地址 2 去访问主存时, 主存的实地码是多少 (3)当 CPU 按虚拟地址 3 去访问主存时, 主存的实地码是多少 解: 用虚拟地址为 1 的页号 15 作为页表检索项,

10、 查得页号为 15 的页在主存中的起始地址 为 80000,故将 80000 与虚拟地址中的页内地址码 0324 相加,求得主存实地址码为 80324. 同理,主存实地址码 =96000+0128=96128. 虚拟地址为 3 的页号为 48,查页表时,发现此页面没在页表中,此时操作系统暂停用户作业 程序的执行,转去查页表程序.如该页面在主存中, 则将该页号及该页在主存中的起始地址写 入主存;如该页面不在主存中,则操作系统要将该页面从外存调入主存,然后将页号及其主存 中的起始地址写入页表. 4.页式存储器的逻辑地址由页号和页内地址两部分组成,若页面大小为 4KB,地址转换过程如 图所示,图中逻

11、辑地址 8644 用十进制表示,经页表转换后, 该逻辑地址的物理地址(十进制) 是 多少 提示:把逻辑地址转换成二进制来做. 解: 第一步,已知页面大小为 4KB,故可算出页内地址为 12 位(212=4096). 第二步:把逻辑地址 8644 转换成二进制地址 10000111000100,其中高 2 位为页面号. 第三步:查页表,2 号页面的物理块号为 8,由于逻辑地址和物理地址的页内地址部分是相同的, 即可把页号与页内地址拼接,得到物理地址为 100000011100100. 第四步:把 100000011100100 转换成十进制数为 33220. 5.设某磁盘存储器的平均找道时间为

12、ts,转速每分钟 r 转,每磁道容量为 N 个字,每信息块为 n 个字, 试推导磁盘存储器读写一块信息所需总时间 tB 的公式. 解:tB=ts+60/2r+60n/rN. 6.一般,CD-ROM 光盘的外缘有 5mm 宽的范围不使用,故标准的播放时间为 60 分钟.请计算模 式 1 和模式 2 情况下光盘的存储容量是多少 提示:光盘的模式 1 用于存放计算机的程序和数据,共有 270000 个扇区,每个扇区 2048 个字 节,而模式 2 用于存放声音, 图像等多媒体数据, 共有 270000 个扇区,每个扇区 2336 个字节. 解: 模式 1容量 C=2700002048/1024/10

13、24=527MB 模式二 容量 C=2700002336/1024/1024=601MB 7.某磁盘组有 4 个盘片,5 个记录面, 每个记录面的内磁道直径为 22cm,外磁道直接为 33cm,最 大位密度为 1600b/cm,道密度为 80 道/cm, 转速 7200 转速/分. 磁盘的总存储容量(非格式化 ) 最大数据传输率是多少 解: 总容量 =每面容量 记录面数 每面容量=某一磁道容量 磁道数 某磁道容量=磁道长 本道位密度 所以, 最内圈磁道的容量=1600223.14=110528 字节/ 道 磁道数=存储器域长 道密度=(3322)/280=253616000 字节 最大数据传输率= 转速 某磁道容量 =7200/60110528=13263360 字节/秒 8.假设某计算机的 cache 采用直接映象 ,容量为 4096.若 CPU 依次从主存单元 0,1,99 和 4096,4097,4195 交替取指令,循环执行 10 次, 试求此时的命中率 解: 此时 CPU 的命中率为 0.