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1、第3章內梆直儲器
1、设有一个具有20位地址和32位字长 的存储器，问：
①该存储器能存储多少字节的信息？
O存储容量=存储单元个数X每单元字节数
=220 X 32 bit
220* —
=4M字节
②如果存储器有512KX8位SRAM芯片组成，需要多少片?
O需要做存储芯片的字位扩展;
♦位扩展：4片512Kx
位芯片构成512K x 32位的存储组;
♦字扩展：2组512K x 32位存储组构成1M x 32位的存储器;
O因此，共需要2x4=8片给定的SRAM芯片
③需要多少位地址做芯片选择？ 号辔弩=2 * 4 = 8片
512K*8
2、O字扩展的是2个存储组，因此，需1位地址做片选。
3、用16KX8位的DRAM芯片构成64KX32位存储器，问: (1)画出该存储器的组成逻辑框图。
•由16KX 8位的芯片字位扩展构成64K X 32位的存储器；
O位扩展:由4片16KX8位的芯片构成16KX32位的存储组；
O字扩展:由4组16Kx32位存储组构成16Kx32位的存储器；
O因此，4个存储组的片选信号应由最高两位地址片4和片5产生；
O该存储器的组成逻辑框图如下：
Ay
A]5
2:4
译 码 器
位扩展
/MREQ
A"
A14
/Yo /Yi /y2
/Y3
74L
3、S139
Ai3~Ad
D31 〜D
/WE-
字扩展
A13~Ao /CS
16KX32
存储组 人1〜Do /WE
Ai3~Ao /CS
16KX32 存储组
1)31〜Do /WE
A]3~Ao /CS
16KX32 存储组
l)3i~Do /WE
A”。/CS
16K X 32
存储组
3i ~D(yw*
仆 1
仆1
7Jz J「2 J「QP 「・ dJ
3、用16KX
4、8的DRAM芯片构成64KX32位存储器，要求:
⑵设储器读/写周期为0.5ps, CPU在仲s内至少要访问一次。试 问采用哪种方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对
全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少?
01!
•假定16K X 8位的DRA M芯片的存储矩阵是128行X(128X 8)列；
O若集中刷新，则有128行x 0-5us=64us的死时间，不合适;
O若分散刷新，则每访存一次需要1us，也不合适;
O所以，应采用异步式刷新方式。
•假定DRAM芯片的刷新周期为2ms •若取15.5us作为实际的刷新间隔
O两行的刷新间隔为：2ms/
5、12
=0.015625ms=15.625us
O刷新存储体一遍实际所用时间为:
15.5us x 128 = 1984us = 1.984ms
6、用32KX8位的EPROM芯片组成128KX16
位的只读存储器，试问：
① 数据寄存器多少位？
O因为系统数据总线为16位，所以数据寄存器16位
② 地址寄存器多少位？
O因为存储器容量为128K,需系统地址总线17位,
O所以地址寄存器17位
③共需多少个EPRO M芯片?
O所需芯片总数：(128K/32K)x(16/8)=8片
6、用32KX8位的EPROM芯片组成128KX16位的只读存储器, 试问：（4
6、）画出此存储器的组成框图。
8、设存储器容量为64M,字长为64位，模块数m=8,分 别用顺序和交叉方式进行组织。存储周期T=100ns,数 据总线宽度为64位，总线传送周期*50ns。求：顺序存 储器和交叉存储器的带宽各是多少？
•顺序存储器和交叉存储器连续读出个字的数据信息量为:
q = 8 x 64 = 512位 •顺序存储器所需要的时间为 •故顺序存储器的带宽为
x 100ns =800ns =
x 107s
W〔= q/t1 = 512/(8 x IO") = 64 x 107[bit/s]
•交叉存储器所需要的时间为
t2= T+ (m-1) x t= 1
7、00ns + (8-1) x 50ns = 450ns =4.5 x 10 7s
•故交叉存储器的带宽为
W1= q/t2= 512/(4.5 x 1Q7) = 113.8 x 107[bit/s]
9、CPU执行一段程序时，cache完成存取的次数为2420 次，主存完成存取的次数为80次，
已知cache存储周期为40ns,主存存储周期为240ns, 求cache/主存系统的效率和平均访问时间。
•命中率
h = Nc/(Nc+Nm) = 2420/(2420+80) = 0.96
•主存与Cache的速度倍率
r = tm/tc = 240ns/40ns = 6
•访问
8、效率
e = 1/(r+(1-r)h) = 1/(6+(1-6) x 0.968) = 86.2%
•平均访问时间
ta = tc/e = 40ns/0.862 = 46.4ns
10、已知cache存储周期40ns,主存存储周期 200ns, cache/主存系统平均访问时间为50ns,求 cache的命中率是多少？
•由 ta= htc+(1-h)tm,可得
h = ta ~t,n 二 tc
二 50-200 = 93 75%
40-200
13、一个组相联Cache由64个行组成，每组4行。 主存储器包含4K个块，每块128字。请表示内存地 址的格式。丿
•组相联
9、映射下的主存地址格式如下:
主存标记
组号
块内地址
8位
4位
7位
•每块128字，假定主存以字进行组织
O块内的字地址需要7位
•Cache由64个行组成，每组4行
OCache中共包含16组，需4位组号
•主存包含4K个块
O主存块号为12位
O主存标记位有12 — 4=8位
14、某机主存容量1MB,字长1B,块大小16B,
Cache容量64KB,若Cache采用直接映射方
射到同一个Cache行。
式，请给出2个不同标记的内存地址，它们映
O Cache容量64K
9共包含4K行- Cache块号12位
O主存容量1 MB
9主
10、存地址20位
王存标记
Cache行号
块内地址
4位
12位
4位
•直接映射下的主存地址格式如下:
O每块16B 9块内的字节地址需要4位
T主存标记位20 - 12 - 4 = 4位
•两个满足题目要求的主存地址:
0000 1001 0000 1110 0000 0001 1001 0000 1110 0000
15、假设主存容量16MX32位，Cache容量
64KX32位，主存与Cache之间以每块4X32位大
小传送数据，请确定直接映射方式的有关参数，并 画出主存地址格式。
•直接映射下的主存地址格式如下:
OCache容量64KB T
Cache共包含16K个块
主存标记
Cache行号
块内地址
8位
14位
2位
9 块内的字地址需要2位
Cache块号需要14位
O主存16MB
T 主存地址为24位
主存标记位有24 - 14 - 2 =
白中英计算机组成原理第三章答案
