计算机组成原理试题解析4.docx

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16K×1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
解:答案为C.
8.某SRAM芯片,其容量为1K×8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4M×1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:⑴ 存储单元数为224=16M=16777216,故能存储16M字节的信息.
⑵ 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16/4×8=32片.
⑶ 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-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:⑴ 命中率H=(4500-340)/ 4500=0.92.
⑵ CPU访存的平均时间T=0.92×45+(1-0.92)×200=57.4ns
⑶ 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:⑴ 用虚拟地址为1的页号15作为页表检索项,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.
⑵ 同理,主存实地址码=96000+0128=96128.
⑶ 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=270000×2048/1024/1024=527MB
模式二——容量C=270000×2336/1024/1024=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.
⑴ 磁盘的总存储容量(非格式化)
⑵ 最大数据传输率是多少
解:⑴ 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=1600×22×3.14=110528字节/道
磁道数=存储器域长×道密度=(33—22)/2×80=253616000字节
⑵ 最大数据传输率=转速×某磁道容量=7200/60×110528=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.