微型计算机原理作业第三章 习题与思考题.docx
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微型计算机原理作业第三章习题与思考题
第三章习题与思考题
典型例题解析
例3-1高速缓冲存储器（Cache）的存取速度（）。
A．比内存慢，比外存快B．比内存慢，比内部寄存器快
C.比内存快，比内部寄存器慢D.比内存快，比内部寄存器快
例3-2在存储器连线时，选片控制采用（）方式时，不仅存在（）问题，而且所分配的地址也是不同的。
A．全译码B．线选法C．地址重迭D．地址浮动
例3-3某计算机的主存为3KB，则内存地址寄存器需（）位就足够了。
A．10B．11C．12D．13
例3-4在微机中，CPU访问各类存储器的频率由高到低的次序为（）。
A．高速缓存、内存、磁盘B．内存、磁盘、高速缓存
C．磁盘、内存、高速缓存D．磁盘、高速缓存、内存
答案：
A
分析：
内存存放当前运行的程序和数据，访问频率高于磁盘，C和D不合题意；在采用Cache和内存的存储体系结构中，CPU总是先访问Cache，只有未命中时才访问内存，B也不对。
所以选A。
例3-5常用的虚拟存储器寻址系统由（）两级存储器组成。
A．主存一外存B．Cache一主存
C．Cache—外存D．Cache——Cache
答案：
A
分析：
虚拟存储器由存储器管理机制以及一个大容量的外存支持。
它是在存储体系层次结构基础上，通过存储器管理部件MMU，在外存和主存之间进行虚拟地址和实地址间的变换的。
例3-6下面的说法中，正确的是（）。
A．EPROM是不能改写的
B．EPROM是可改写的，所以也是一种读写存储器
C．EPROM只能改写一次
D．EPROM是可改写的，但它不能作为读写存储器
答案：
D
分析：
EPROM是紫外线可擦写可编程ROM，可反复多次改写，所以A和C不正确；EPROM的编程需外加编程电压，不能在线随机改写，因而EPROM不是随机读写存储器，所以B也不正确。
例3-7一个具有24根地址线的微机系统，装有16KBROM、480KBRAM和100MB的硬盘，说明其内存容量为（）。
A．496KBB．16MBC．100．496MBD.480KB
答案：
A
分析：
内存由ROM和RAM组成，答案C含硬盘容量不合题意；存储器总容量与实际装机容量是不同概念，此题答案B、D也不合题意。
例3-8外存储器与内存储器相比，其特点是（）。
A．存储容量大，存取速度快，断电不丢失信息
B．存储容量大，存取速度慢，断电不丢失信息
C．存储容量大，断电不丢失信息，信息无须调入内存即可被CPU访问
D．存储容量大，断电会丢失信息，信息须调入内存才能被CPU访问
答案：
B
分析：
外存是指磁盘、磁带等用作后备存储器的存储媒介，断电不丢失信息，其存取速度要比内存慢，且外存信息须调入内存才可被CPU访问，所以A、C、D均不合题意。
例3-9对于地址总线为32位的微处理器来说，其直接寻址的范围可达（）。
A．1MBB.16MBC．64MBD．4GB
答案：
D
例3-10某微机有16条地址线,现用SRAM2114（1K×4）存储器芯片组成存储系统。
问：
（1）采用线选法译码时，系统的存储器容量最大为多少?
此时需要多少个2114存储器芯片?
（2）若采用全译码译码，系统最大存储量又为多少?
需要多少2114芯片?
答案：
（1）采用线选法Mmax=6KB,芯片数为12片。
（2）采用全译码法Mmax=64KB,芯片数为128片。
分析：
（1）采用线选法译码时，根据SRAM2114（1K×4）存储器芯片片内选址的要求，需要10根地址线，用低位地址线A0～A9实现；剩余的高位地址线为16-10=6根，即A10～A15用于片选，可直接连接6组存储器芯片。
SRAM2114（1K×4）存储器芯片用于存储器存储信息，必须两片一组。
所以采用线选法该存储器系统最大存储量为6KB，存储芯片数为12片。
（2）若采用全译码译码，同理可知，该存储器系统片内选址用10根地址线A0～A9，剩余的高位地址线A10～A15用于片选，采用译码器组成译码电路，可选择26组存储器芯片。
所以采用全译码法该存储器系统最大存储量为6KB，存储芯片数为128片。
例3-11用256×4RAM芯片和74LS139（2：
4译码器）构成一个1K的存储器系统，试画出存储器系统与CPU的连接图。
解：
用256×4RAM芯片构成一个1K的存储器子系统，需进行位扩充和字扩充，两个芯片一组，共需8个芯片。
存储器系统与CPU的连接如图3-4所示：
图3-4例3-11存储器系统与CPU的连接图
习题与思考题
一、填空题
1.按存储器与CPU连接方式的不同，存储器分为和。
2.按不同，存储器分为内存和外存。
3.内存储器的作用主要是。
4.外存储器的作用主要是___。
5.半导体内存储器按存取方式的不同，分为____和____。
6.ROM的作用是。
7.RAM的作用是。
8.存储器的扩展一般分为和两种方法。
9.外存储器通过与CPU相连，主要作用是。
10.内存储器通过与CPU相连，主要作用是。
11.存储器芯片的外部引线主要有、、、和。
12.存储器芯片的外部引线中，地址总线作用是，其根数取决于。
13.存储器芯片的外部引线中，
为，作用是。
14.存储器芯片的地址译码方式一般分为和两种。
15.某SRAM的一单元中存放有数据7FH，CPU将它取走后，该单元内容为。
16.4K×8RAM芯片的地址输入端为个，数据输出端为个。
17.已知某微机的RAM容量为4K×8位.若首地址为4800H，末地址为H。
18.某存储空间首址为3000H，末地址为63FFH，容量为字节。
19.某SRAM的单元中存放一数据为8DH，CPU将其取走后，该单元中的内容为。
20.某存储空间首址为2000H，末地址为63FFH，容量为字节。
二、选择题
1.EPROM是指______。
A.读写存储器B.只读存储器
C.可编程的只读存储器D.光擦除可编程的只读存储器
2.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。
A.增加内存容量B.提高内存可靠性
C.解决CPU和主存之间的速度匹配问题D.增加内存容量，同时加快存取速度
3.采用虚拟存储器的主要目的是______。
A.提高主存储器的存取速度B.扩大存储器空间，并能进行自动管理
C.提高外存储器的存取速度D.扩大外存储器的存储空间
4.存储器是计算机系统的记忆设备，主要用于______。
A.存放程序B.存放软件C.存放微程序D.存放程序和数据
5.计算机的存储器系统是指______。
A.RAM存储器B.ROM存储器
C.主存储器D.cache，主存储器和外存储器
6.某存储器芯片的存储容量为8K×8位，则它的地址线和数据线引脚相加的和为______。
A.21B.20C.18D.16
7.某计算机字长为32位，其存储器容量为16MB，若按字编址，它的寻址范围是______。
A.0~8MBB.0~4MC.0~4MBD.0~8M
8.和内存储器相比，外存储器的特点是______。
A.容量大，速度快，成本低B.容量大，速度慢，成本低
C.容量小，速度快，成本高D.容量小，速度快，成本低
9.某一SRAM芯片，其容量为1024×8位，除电源端和接地端外，该芯片引出线的最小数目应为______。
A.13B.15C.18D.20
10.和外存储器相比，内存储器的特点是______。
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、成本低
三、判断题：
1.ROM的信息在使用时，是不能改变的，只能读出，不能写入。
常用来存放固定程序和常量。
（）
2.存储器芯片的地址译码方式中，双译码方式使用的地址线一般少于单译码方式。
（）
3.外存可用于存储一些需永远保存的程序和数据，具有掉电不易失性。
（）
4.内存通过I/O接口与CPU进行当前机器运行的程序和数据的交换。
（）
5.内存通过数据总线、控制总线和地址总线与CPU进行当前机器运行的程序和数据的交换。
（）
四、问答题：
1.试述ROM和RAM的区别?
2.试述两种地址译码方式的特点与区别?
3.试述存储器芯片地址选择方法的分类及特点?
4.计算机中存储器的分类有哪几种常用分类方法？
5.在由高速缓存、主存、辅存组成的三级存储体系中，高速缓存、主存和辅存各自承担着什么作用？
6.何为SRAM？
何谓DRAM？
它们在使用上有何特点？
两者有何区别？
7.只读存储器从功能和制造工艺可分为哪几种？
各种只读存储器的特点是什么？
8.微机系统中存储器与CPU连接时应考虑哪几方面的问题？
五、其它题：
1.某微机有16条地址线,现用DRAM2118（16K×1）存储器芯片组成存储系统。
问：
（1）采用线选法译码时，系统的存储器容量最大为多少?
此时需要多少个2118存储器芯片?
（2）若采用全译码法译码，系统最大存储量又为多少?
需要多少2118芯片?
2.某微机系统，ROM为2KB，其最后一个单元的地址为1FFFH；RAM为3KB。
已知其地址是连续的，且ROM在前，RAM在后。
求该存储器的首地址和末地址。
3.某微机系统中，用2片EPROM2716（2K×8）和2片SRAM2114（1K×4）组成存储器系统。
已知EPROM在前，SRAM在后，起始地址为0800H。
试写出每一存储芯片的地址空间范围。
4.某微机系统中，用两片EPROM27128（16K×8）和2片SRAM6264（8K×8）组成存储器系统。
已知EPROM在前，SRAM在后，起始地址为0000H。
试写出每一存储芯片的地址空间范围。
5.用2114（1K×4）SRAM芯片和74LS139（2：
4译码器）构成一个4K的存储器系统，试画出存储器系统与CPU的连接图，并写出每一存储芯片的地址空间范围。
参考答案
一、填空题：
1.内存、外存
2.存储器与CPU连接方式的
3.存放系统当前运行的程序和数据信息
4.存放系统暂不运行的程序和数据
5.随机读写存储器、只读存储器
6.存放系统中固定不变的程序或常量
7.存放系统当前运行的程序和数据信息
8.位扩展、字扩展
9.I/O接口、存放系统暂不运行的程序和数据
10.总线、存放系统当前运行的程序和数据
11.地址线、数据线、片选线、读写控制线
12.提供存储单元的地址信号、存储器容量
13.片选线、提供选择芯片的有效信号
14.单译码方式、双译码方式
15.7FH
16.12、8
17.57FFH
18.13K
19.8DH
20.17K
二、选择题：
1-5DCBDD6-10ABBCC
三、判断题：
1-5√×√×√
四、问答题：
1.答：
系统的内存分为ROM和RAM。
ROM称之为只读存储器，常用来存放固定不变的程序和常量，ROM只能读，不能写，具有掉电不易失性；RAM称之为随机存取存储器，常用来存放系统当前运行的程序和数据，能读能写，具有掉电易失性。
2.答：
地址译码方式常分为单译码方式和双译码方式。
单译码方式中，采用一个译码器译码，利用字选择线直接选中存储单元，译码选择线较多，适用于小容量的存储系统。
双译码方式中，采用二个译码器译码，利用行和列选择线组合选择存储单元，译码选择线较少，适用于大容量存储系统。
3.存储芯片的地址选择方法一般分为线选法和全译码方法二种。
线选法是指用剩余的地址线直接连接到芯片的片选端上，只要该地址线有效，芯片就被选中。
线选法方法简单，无需任何别的译码电路，但占用地址线较多，且地址空间不连接，浪费地址资源。
这种方法只用在较小的存储系统中。
全译码法是指用剩余的地址线经译码器译码后连接到芯片的片选端上，故需加一个译码电路。
这种方法占用地址线少，地址空间连续，不浪费地址资源，适用于存储芯片较多的系统。
4．答：
从不同的角度考虑，对存储器有着不同的分类方法，较常用的有按存储器与CPU的连接方式的不同分为：
内存储器、外存储器；按存储信息的器件或媒体的不同分为：
半导体存储器、磁表面存储器、光盘等；按存储器存取方式不同，分为随机读写存储器RAM和只读存储器ROM。
5.答：
在由高速缓存、主存、辅存组成的三级存储体系中，高速缓存、主存和辅存各自承担的作用有所不同。
高速缓存cache的存取速度要比主存快一个数量级，大体与CPU的处理速度相当。
cache中用于存放系统从主存调入cache中的程序和数据，当CPU要执行这些程序时，就直接在cache中存取，因此，大大提高了CPU的执行速度。
主存主要用于存放CPU所需的现行程序和数据，主存必须具有与CPU相匹配的工作速度，能保证整个计算机运算速度的提高。
因此，主存存取速度快，但容量有限。
辅存主要用于存储系统暂不运行的程序和数据，特别是一些大容量的软件常放在辅存中。
辅存要求容量大，成本低。
又由于辅存只与主存交换信息，CPU不直接访问辅存，因此，允许辅存的速度可慢一些。
6．答：
SRAM称为静态随机读写存储器，静态RAM基本存储电路通常由6个MOS管组成的RS双稳态触发器电路组成，由于SRAM的基本存储电路中所含晶体管较多，故集成度较低，功耗大。
SRAM的工作速度快、稳定，不需要外加刷新电路，从而简化了外围电路的设计。
根据SRAM的特点，在实际中常用作高速缓冲器cache和小规模的存储器系统。
DRAM称为动态随机读写存储器，由于DRAM的每一个存储位仅用一个晶体管和一个小电容构成，故其集成度可以做得很高，价格也低于SRAM。
由于电容有漏电存在，会使电容存储的电荷逐渐泄掉，从而造成数据丢失。
因此，需要对DRAM不断进行重新充电，需要外加刷新电路，故一般DRAM的连接电路要复杂一些。
与SRAM相比，DRAM的存取速度也较慢。
因此DRAM常用于容量较大的存储器系统。
7．答：
只读存储器从功能和制造工艺的不同，可分为掩膜式ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除PROM（EPROM）和电擦除PROM（E2PROM）。
掩膜式ROM中的信息是厂家根据用户给定的程序和数据对芯片图形掩膜后进行两次光刻而制成的。
掩膜式ROM的内容取决于制造工艺，一旦制好后，用户无法改变。
可编程的只读存储器PROM，常采用二极管或双极型三极管作存储单元。
PROM除具有掩膜式ROM的特点外，还具有可以由用户编程一次的特点。
可擦除PROM（EPROM）通常是利用浮栅MOS管构成的，这种存储器利用编程器写入信息后，可利用擦抹器（由紫外线灯照射）将其擦除，再根据需要利用EPROM编程器编程，因此这种芯片可反复擦写。
电擦除PROM（E2PROM）能在应用系统中采用加电的方法进行在线读写，并且能多次擦写，使用较EPROM更为方便。
8．答：
微机系统中存储器与CPU连接时，除了正确实现数据总线、地址总线、控制总线的连接以外，还需要考虑以下几方面的问题，使得存储器系统可以正确工作：
（1）CPU的负载能力
（2）存储器的地址分配
（3）CPU与存储器芯片的速度匹配
五、其它：
1.答：
（1）采用线选法Mmax=32KB,芯片数为16片。
（2）采用全译码法Mmax=64KB,芯片数为32片。
2.答：
首地址1800H；未地址2BFFH
3.答；第一片：
0800H——0FFFH；第二片：
1000H——17FFH；
第三片：
1800H——1BFFH；第四片：
1800H——1BFFH
4.答：
第一片：
0000H——3FFFH；第二片：
4000H——7FFFH；
第三片：
8000H——9FFFH；第四片：
A000H——BFFFH。
5.答：
每两片2114（1K×4）SRAM芯片组成1K容量的存储器，共用8片组成4K容量的存储器系统。
第一片和第二片地址为：
0000H——03FFH；第三片和第四片地址为：
0400H——07FFH；第五片和第六片地址为：
0800H——0BFFH；第七片和第八片地址为：
0C00H——0FFFH。
存储器系统与CPU的连接如图3-5所示。
图3-5题5存储器系统与CPU的连接图
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