【考研类试卷】存储器层次结构及答案解析.doc
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1、存储器层次结构及答案解析(总分:256.00,做题时间:90 分钟)一、单项选择题(总题数:38,分数:76.00)1.某虚拟存储器系统采用页式内存管理,使用 LRu 页面替换算法,考虑下面的页面访问地址流(每次访问在一个时间单位中完成):1 8 1 7 8 2 7 2 1 8 3 8 2 1 3 1 7 1 3 7假定内存容量为 4 个页面,开始时是空的,则页面失效率是( )。(分数:2.00)A.0%B.5%C.15%D.30%2.和外存储器相比,内存储器的特点是( )。(分数:2.00)A.容量大、速度快、成本低B.容量大、速度慢、成本高C.容量小、速度快、成本高D.容量小、速度快、成本
2、低3.某一 SRAM 芯片,其容量为 10248 位,除电源和接地端外,该芯片引脚的最小数目为( )。(分数:2.00)A.20B.22C.25D.304.Cache 的地址映像机构采用全相联映像方式比采用直接映像方式有如下优点( )。(分数:2.00)A.映像方式简单B.地址转换速度快C.冲突小D.上述三个优点都具有5.相联存储器的访问方式是( )。(分数:2.00)A.先进先出顺序访问B.按地址访问C.无地址访问D.按内容访问6.在页式管理存储器中,可在页表内设置 R(读)、W(写)以及( )(此位为 1 时,表示该页为指令空间)位。(分数:2.00)A.F(标志)B.P(保护)C.E(执
3、行)D.V(有效)7.在程序的执行过程中,Cache 与主存的地址映像是由( )。(分数:2.00)A.操作系统来管理B.程序员调度的C.操作系统和程序员共同协调来管理D.由硬件自动完成8.在虚拟存储器中,当程序正在执行时,由( )完成地址映射。(分数:2.00)A.程序员B.计算机硬件C.编译器D.操作系统9.一主机的 cache 容量是 256 块,采用直接映像方式,主存中的第 i 块将会映像到 Cache 的第( )块。(分数:2.00)A.256B.i(mod256)C.iD.i+110.静态 RAM 的特点是( )。(分数:2.00)A.工作时存储内容不变B.断电后存储内容不变C.不
4、需电源提供电流D.不需刷新11.下述关于存储器的描述中正确的是( )。(分数:2.00)A.CPU 访存时间由存储器容量决定B.ROM 和 RAM 在存储器中是单独编址的C.ROM 中任一单元不可随机性访问D.DRAM 是破坏性读出,因此需要读后重写12.在虚拟存储器中,( ),主存的命中率越高。(分数:2.00)A.页面越大B.辅存容量越大C.段越长D.主存的容量越大13.动态存储器 DRAM 的刷新原则是( )。(分数:2.00)A.各 DRAM 芯片轮流刷新B.各 DRAM 芯片同时刷新,片内逐位刷新C.各 DRAM 芯片同时刷新,片内逐字刷新D.各 DRAM 芯片同时刷新,片内逐行刷新
5、14.在 1K8 位的存储器芯片中,采用双译码方式,译码器的输出信号有( )条。(分数:2.00)A.1024B.64C.32D.1015.某机器采用四体交叉存储器,今执行一段小循环程序,此程序存放在存储器的连续地址单元中。假设每条指令的执行时间相同,而且不需要用到存储器存取数据,在下面两种情况下(执行指令数相等),程序运行时间之比为( )。(1)循环程序由 6 条指令组成,重复执行 80 次(2)循环程序由 8 条指令组成,重复执行 60 次。(分数:2.00)A.4:3B.1:2C.2:1D.3:416.若动态 RAM 每毫秒必须刷新 1.0 次,每次刷新需 100ns,一个存储周期需要
6、200ns,则刷新占存储器总操作时间的百分比是( )。(分数:2.00)A.0.5%B.1.5%C.1%D.2%17.和 MOS 型 RAM 比较,双极型 RAM 的特点是( )。(分数:2.00)A.速度快、集成度低、位功耗高B.速度快、集成度高、位功耗高C.速度快、集成度低、位功耗低D.速度慢、集成度低、位功耗高18.CPU 可随机访问的存储器是( )。(分数:2.00)A.光盘存储器B.主存储器C.磁盘存储器D.磁带存储器19.动态 RAM 比起静态 RAM 的主要优点是( )。(分数:2.00)A.速度快B.数据不易丢失C.存储密度高D.控制简单20.ROM 与 RAM 的主要区别是(
7、 )。(分数:2.00)A.断电后,ROM 内的信息会丢失,RAM 则可长期保存信息不丢失B.断电后,RAM 内的信息会丢失,ROM 则可长期保存信息不丢失C.ROM 是辅助存储器,RAM 是主存储器D.ROM 是主存储器,RAM 是辅存储器21.常用的虚拟存储器寻址系统由( )两级存储器组成。(分数:2.00)A.主存辅存B.Cache主存C.Cache辅存D.主存硬盘22.在存储器堆栈中,保持不变的是( )。(分数:2.00)A.栈顶B.栈指针C.栈底D.栈中的数据23.某机器的主存储器容量共 32KB,由 16 片 16K1 位(内部采用 128128 存储器阵列)的 DRAM 芯片字位
8、扩展构成,若采用集中式刷新方式,且刷新周期为 2ms,那么对所有存储单元刷新一遍需要( )存储周期。(分数:2.00)A.128B.256C.1024D.1638424.在下列存储器中,若按存储容量和存储周期从小到大的顺序排列,应为( )。(分数:2.00)A.高速缓冲存储器、寄存器组、主存、磁带、软磁盘、活动头硬磁盘B.寄存器组、高速缓冲存储器、主存、磁带、软磁盘、活动头硬磁盘C.寄存器组、高速缓冲存储器、主存、软磁盘、活动头硬磁盘、磁带D.寄存器组、高速缓冲存储器、主存、活动头硬磁盘、磁带、软磁盘25.一台计算机有 64MB 的主存,字长为 4 字节。那么在存储器中对单个字寻址需要( )位
9、地址。(分数:2.00)A.23B.24C.25D.2626.高速缓冲存储器由( )实现。(分数:2.00)A.软件B.硬件C.固件D.软件+硬件27.存储周期是( )。(分数:2.00)A.存储器的读出时间B.存储器的写入时间C.存储器进行连续两次存储操作所需间隔的最小时间D.存储器的读出和写入时间的平均值28.下列存储器中,( )的速度最快。(分数:2.00)A.控制存储器B.磁带C.磁盘D.主存29.DRAM 地址分两次输入(行选通 RAS、列选通 CAS)的目的是( )。(分数:2.00)A.提高速度B.减少芯片引出线C.刷新D.电平需要30.半导体存储器速度最快的是( )。(分数:2
10、.00)A.EPROMB.DRAMC.SRAMD.FLASH MEMORY31.某计算机的 Cache!一主存层次采用组相联映像方式,块大小为 128 字节,Cache 容量为 64 块,按 4 块分组,主容量为 4096 块,那么主存储地址共需( )。(分数:2.00)A.19B.18C.20D.以上都不对32.多体交叉存储器主要解决的问题是( )。(分数:2.00)A.扩充主存储器的容量B.提高主存储器数据传输率C.减少主存储器芯片数量D.简化线路结构33.DRAM 存储芯片,常用的片选信号是( )。(分数:2.00)A.RASB.CASC.RAS 和 CASD.CS34.( )存储结构对
11、程序员是透明的。(分数:2.00)A.通用寄存器B.主存C.控制寄存器D.堆栈35.下列说法正确的是( )。(分数:2.00)A.EPROM 是可改写的,因而是随机存取存储器的一种B.EPROM 是可改写的,但不能作为随机存取存储器使用C.EPROM 只能改写一次,因而不能作为随机存取存储器使用D.三者均错误36.为使虚存系统有效地发挥预期的作用,所运行的程序应具有的特性是( )。(分数:2.00)A.该程序不应含有过多的 I/O 操作B.该程序的大小不应超过实际的内存容量C.该程序应当具有较好的局部性(Locality)D.该程序的指令相关不应过多37.SRAM 写入数据的条件是( )。(分
12、数:2.00)A.AB 有效比 R/w=0 早达到B.AB 有效与 R/w=O 同时到达C.AB 有效比 R/W=0 迟到达D.AB 有效与 CS=0 同时到达38.在 Cache 和主存构成的两级存储体系中,Cache 的存取时间是 100ns,主存的存取时间是 1000ns,如果希望有效(平均)存取时间不超过 Cache 存取时间的 110%,则 Cache 的命中率至少应为( )。(分数:2.00)A.90%B.98%C.95%D.99%二、综合应用题(总题数:22,分数:180.00)39.某 16 位微型机主存地址码为 24 位,使用 1M1 位的 DRAM 芯片组成,存储周期为 0
13、.1s,请问该机所允许的最大主存空间是多少?需用多少片 DRAM 芯片?若采用异步刷新方式,设存储元刷新最大间隔时间不超过 8ms,则刷新定时信号的间隔时间是多少?(分数:10.00)_40.用 16K8 位的 SRAM 芯片组成 64K16 位的存储器,该存储器按 16 位字编址,画出存储器扩展图。(分数:10.00)_41.某 8 位计算机主存容量 32K 字节,组相联 Cache 容量 2K 字节,每组 4Blocks,每 Block 64 个字节。假设 Cache 开始是空的,CPU 从主存存储单元 0 开始顺序读取 2176 个字节数据(即按地址 0、1、2 的顺序一直读取到地址单元
14、 2175),然后再重复这样的读数过程 7 遍(共 8 遍),Cache 速度是主存速度的 10 倍,采用 LRu 替换算法,假定块替换的时间忽略不计,计算采用 Cache 后的加速比。(分数:10.00)_42.假设:某 8 位机的地址码为 16 位,主存按字节编址,其中最高 8KB 主存空间为系统 BIOS 程序区,其余为用户程序区。现有 4K4 位的 ROM 芯片和 8K4 位的 SRAM 芯片。问:该机所允许的最大主存空间是多少?构建该机所允许的最大空间的主存,需用上述规格的 ROM 芯片和 SRAM 芯片各多少?(分数:10.00)_43.假设:某机主存容量为 2M 字节,Cache
15、 容量为 8K 字节,采用 2 路组相联结构,每个数据块大小为 128字节。问:(1)Cache 共分为多少组?每组有多少个数据块?(2)主存共分多少组?每组多少个数据块?(3)主存地址的格式(各字段名称及其位数)是什么?(4)Cache 中每个数据块对应的 Tag 至少应该有多少位?(5)Cache 中 Tag 的内容应该来自主存地址中的哪个字段?(分数:10.00)_44.某一计算机系统采用段页式虚拟存储器方式,已知虚拟地址有 32 位,按字编址每个字段最多可以有1K 字,每页 16K 字,主存储器容量 64M 字。(1)计算出虚拟存储器的容量。(2)分析逻辑地址和物理地址的格式。(3)计
16、算出段表和页表的长度。(分数:10.00)_45.某计算机的主存地址空间中,从地址 0000H3FFFH 为 ROM 存储区域,从 4000H7FFFH 为保留地址区域暂时不用,其余空间为 RAM 地址区域。CPU 的地址线为 A15A 0,数据线为 D7D 0,现采用 8K8 位的ROM 和 4K8 位的 RAM 设计本机的存储系统。(1)计算实现该机的存储系统所需要的 RAM 和 ROM 的数量。(2)完成存储系统设计并与 CPU 的连接。(分数:10.00)_46.某微机的寻址范围为 64KB,CPU 外接 8 片 8KB 的 RAM 芯片,存储芯片的片选信号为 (分数:10.00)_4
17、7.下列因素中,与 Cache 的命中率无关的是( )。(分数:2.00)A.主存的存取时间B.块的大小C.Cache 的组织方式D.Cache 的容量48.某计算机的(:ache 共有 16 块,采用 2 路组相联映射方式(即每组 2 块)。每个主存块大小为 32 字节,按字节编址。主存 129 号单元所在主存块应装入到的 Cache 组号是( )。(分数:2.00)A.0B.2C.4D.649.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 2K8 位的 ROM芯片和 4K4 位的 RAM 芯片来设计该存储器,则需要上述规格的 ROM 芯片
18、数和 RAM 芯片数分别是( )。(分数:2.00)A.1、15B.2、15C.1、30D.2、3050.假设某计算机的存储系统由 Cache 和主存组成。某程序执行过程中访存 1000 次,其中访问 Cache 缺失(未命中)50 次则 Cache 的命中率是( )。(分数:2.00)A.5%B.95%C.50%D.95%51.某计算机系统的 CPU 有 20 条地址线(A19A0),8 条数据线(D7DO)和一条控制线 (分数:10.00)_52.CPU 在执行一段程序时,在 Cache 中完成的存取次数是 950 次,在主存中完成的存取次数是 50 次,已知 Cache 的存取周期是 4
19、0us,主存的存取周期是 200us,求 Cache/主存系统的效率和平均访问时间。(分数:10.00)_53.地址总线 A15A 0(低),存储器地址空间为 3000H67FFH,按字节编址。其中 3000H4FFFH 为 ROM 区,选用 EPROM 芯片(4K2 位/片);5000H67FFH 为 RAM 区,选用 DRAM 芯片(2K4 位/片)。1据存储器容量,EPROM 芯片和 DRAM 芯片各需多少片?分别选择一个正确答案。(1)EPROM 芯片_(2)DRAM 芯片_4 片 6 片 8 片 12 片2EPROM 芯片和 DRAM 芯片各连入哪几根地址线?分别选择一个正确答案。(
20、1)EPROM 芯片_(2)DRAM 芯片_A 10A 0 A 12A 0 A 11A 0 A 9A 03分别写出 5 个片送信号 CS0、CS 1、CS 2、CS 3、CS 4的逻辑式。(分数:10.00)_54.用一位奇偶校验法,能检测出一位存储器错的百分比是( )。(分数:2.00)A.0%B.25%C.50%D.100%55.设 CPU 有 16 根地址线,8 条数据线,并用/MREQ 做访问存储器的控制信号,使用 R/W 做读写命令信号。要求存储系统最低 8KB 的地址是系统程序区 ROM,与其相邻的高 8KB 的地址是系统程序工作区 RAM,最高区域 24KB 的地址是用户程序区
21、RAM。已知 ROM 和 RAM 存储芯片都为 8K8 位,要求:(1)写出每片存储芯片的地址范围(用十六进制表示);(2)自选或设计译码电路,画出 CPU、译码器和存储芯片的逻辑连接图。(分数:10.00)_56.在一个 Cache 存储系统中,Cache 的访问周期为 10ns,主存储器的访问周期为 60ns,每个数据在Cache 中平均重复使用 4 次,当块的大小为 1 个字时,存储系统的访问效率只有 0.5,现在要通过增加块大小,使存储系统的访问效率达到 0.94。(1)当存储系统的访问效率是 0.5 时,计算命中率和平均访问时间。(2)为了使存储系统的访问效率达到 0.94,命中率和
22、等效访问周期应提高到多少?(3)为了使存储系统的访问效率从 0.5 提高到 0.94,块的大小至少增加到几个字?(分数:10.00)_57.CachceMM 两级存储器采用组相联映像(组间直接,组内全相联),要求 Cache 的每一块可在一个主存的存储周期内读出。(1)已知主存为模块交叉,每个存储模块宽度为 8 个字节,则块的大小是多少?(2)若 Cache 容量为 512B,共分为 2 个组,主存容量是 Cache 容量的 2048 倍,则主存区号是多少位?区内组号是多少位?组内块号是多少位?块内地址是多少位?每次进行 MMCache 的地址变换时,需要参与相联比较的位数是多少位?(3)若
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