问答题(1994年华中理工大学)

试述带有Cache的内存储器的读写原理。

答案解析

在Cache存储系统中,把Cache和主存储器都划分成相同大小的块。主存地址由块号B和块内地址W两部分组成,Cache的地址也由块号b和块内地址w组成。Cache的基本工作原理如下:当CPU要访问Cache时,CPU送来主存地址放入主存地址寄存器中。通过主存—Cache地址变换部件把主存地址中的块号B变换成Cache的块号b放入Cache地址寄存器中,并且把主存地址中的块内地址W直接作为Cache的块内地址w装入Cache地址寄存器中。如果变换成功(称为Cache命中),就用所...

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讨论

设有主存M1和辅存M2构成的2级存储体系,其中M1和M2的读出时间分别是1微秒和1毫秒。经实测,该2级存储系统的平均读出时间为100微秒。欲使其减小为10微秒,试改出两种改进的实现方法。

某计算机的存储系统是由Cache、主存和磁盘组成的虚拟存储系统。若一字在Cache中,访问它需要时间T1ns;若字不在主存中,将其从磁盘装入主存需要T2ns,主存访问时间为T3ns,若Cache的命中率为p1,主存命中率为p2,求出该存储系统的平均字访问时间。

某机器CPU可寻址的最大存储空间为64KB,存储器按字节编址,CPU的数据总线宽度为8位,可提供一个控制器信号为RD。目前,系统中使用的存储器容量为8KB,其中4KB为ROM。拟采用2K×8位的ROM芯片,其地址范围是0000H~0FFFH。4KB为ROM,拟采用4K×2位的RAM芯片,其地址范围为4000H~4FFFH。(1)需要RAM和ROM芯片各多少片?(2)画出CPU与存储器之间的连接图(译码器自定)。

CPU对主存储器进行读/写操作,应该分别给出哪些信息?

衡量一个主存储器的主要指标性能有哪些?

下列关于存储器的描述,正确的有【 】。

某一SRAM芯片,容量为512×8位,除了电源和接地端外,该芯片引出线的最少数目应该为【 】。

动态RAM的刷新是以【 】为单位进行的。

某一SRAM芯片,其容量为1024×8位,除电源和接地端外,该芯片最少引出线数为【 】。

【 】类型的存储器速度最快。

某计算机的Cache共有16块,采用2路组相联映射方式(即每组两块),每个主存块大小为32字节,按字节寻址,主存单元129所在主存块应装入到的Cache组号是【 】。

高速缓冲存储器中保存的信息是主存信息的__________。

Cache存储器中保存的字块和__________中相应的字块保持一致。

以下关于计算机系统中高速缓存(Cache)的说法中,正确的是【 】

某机主存的读写周期为1μs。今采用增设Cache方案和采用多体交叉存取方案来使其有效访问周期减少到0.2μs,试问:① 设Cache的命中率为90%,则Cache的读写周期应为多少才能满足要求?② 设在多体交叉存取访问时,产生存储体访问冲突的概率为10%,则应有多少存储体并行工作才能满足要求?

设某计算机采用单地址格式,指令和数据的长度均为4个字节,存储系统由Cache和主存组成,Cache的存取周期为40μs,命中率为90%。若程序中访存指令(访问存储系统以存取数据)占80%,且机器运行程序的速度为每秒400万条指令。试问该主存的供数率是多少?又若不配置Cache,在同样的机器速度下,主存的供数率是多少?

在主存—Cache存储系统中,当写操作Cache命中时有_________和_________两种更新策略,当写操作不命中是有_________和_________两种更新策略。

在CPU和主存之间设置“ Cache”的作用是为了解决【 】的问题。

解决多处理机系统中各Cache数据一致性问题的主要方法有软件方法、采用总线监测机制和采用__________方法。

计算机中的3级存储系统是指哪3级?请说明各级的作用。

主存—辅存层次和Cache—主存层次采用的地址变换和映像方式从原理上看是相同的。

用若干个2K×4位芯片组成一个8K×8位存储器,则地址0B1FH所在芯片的最小地址是【 】。

某计算机主存容量为64KB,其中ROM区为4KB,其余为RAM区,按字节编址。现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储器,则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是【 】。

某计算机存储器按字节编址,主存在址空间大小为64MB,现用4M×8位芯片组成32MB的主存储器,则存储器地址寄存器MAR的位数至少是【 】。

某容量为256MB的存储器由若干4M×8位的DRAM芯片构成,该DRAM芯片的地址引脚和数据引脚的总数是【 】。

简要说明采用层次结构的存储器系统的目的,说明每一层次存储器所用的存储介质的特性,以及采用层次结构存储器能达到预期目的的原理。

说明采用层次存储器系统所追求的目标,以及能够达到这种目标是建立在什么原理之上。

某机字长32位,主存储器按字节编址,现有4种不同长度的数据(字节、半字、单字、双字),请采用一种既节省存储空间,又能保证任何长度的数据都在单个存取周期内完成读/写的方法,将一批数据顺序地存入主存,画出主存中数据的存放示意图。这批数据共有10个,它们依次为字节、半字、双字、单字、字节、单字、双字、半字、单字、字节。

计算机系统的三级存储器结构指的是_________、_________和_________。

按照刷新周期方式不同,可将DRAM的刷新分为_________、_________和_________。