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第04章存储器

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第 4 章 3. 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? 答:存储器的层次结构主要体现在 Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。 Cache-主存层次在存储系统中主要对 CPU访存起加速作用,即从整体运行的效果分析,CPU访存速度加快,接近于 Cache的速度,而寻址空间和位价却接近于主存。 主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用,即从程序员的角度看,他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存,而速度接近于主存。 综合上述两个存储层次的作用,从整个存储系统来看,就达到了速度快、容量大、位价低的优化效果。 主存与 CACHE之间的信息调度功能全部由硬件自动完成。而主存与辅存层次的调度目前广泛采用虚拟存储技术实现,即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技术组成虚拟存储器,程序员可使用这个比主存实际空间(物理地址空间)大得多的虚拟地址空间(逻辑地址空间)编程,当程序运行时,再由软、硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换。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明的。 4. 说明存取周期和存取时间的区别。 解:存取周期和存取时间的主要区别是:存取时间仅为完成一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的恢复时间。即: 存取周期 = 存取时间 + 恢复时间 5. 什么是存储器的带宽?若存储器的数据总线宽度为 32位,存取周期为 200ns,则存储器的带宽是多少? 解:存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的最大数量。 存储器带宽 = 1/200ns ×32位 = 160M位/秒 = 20MB/秒 = 5M字/秒 注意:字长 32位,不是16位。(注:1ns=10-9s) 6. 某机字长为 32位,其存储容量是64KB,按字编址它的寻址范围是多少?若主存以字节编址,试画出主存字地址和字节地址的分配情况。 解:存储容量是64KB时,按字节编址的寻址范围就是64K,如按字编址,其寻址范围为: 64K / (32/8)= 16K 主存字地址和字节地址的分配情况:(略)。 讨论: 1、一个存储器不可能有两套地址,注意字长32位,不是16位,不能按2字节编址; 2、在按字节编址的前提下,按字寻址时,地址仍为16位; 3、字寻址的单位为字,不是B (字节)。 4、按字编址的地址范围为0~16K-1,空间为16K字;按字节编址的地址范围为0~64K-1,空间为64KB。不能混淆; 5、画存储空间分配图时要画出上限。 7. 一个容量为16K×32位的...

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