存储器习题解答.docx
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存储器习题解答.docx
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存储器习题解答
存储器习题解答
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(2)从表可见命中时刻为:
7,11,12和15
(3)h=4/15=0.267
5.一个组相联映象Cache由64个存储块构成,每组包含4个存储块;主存包含4096个存储块,每块由128字组成,访存地址为字地址。
(1)一个主存地址有多少位?
一个Cache地址有多少位?
(2)计算主存地址格式中,区号、组号、块号和块内地址字段的位数。
解:
(1)主存4096块----12位,每块128字----7位,共19位
Cache64块----6位,每块128字----7位,共13位
(2)主存区数=主存块数/Cache块数=4096/64=64个区----6位
区内组数=Cache块数/组内块数=64/4=16个组----4位
组内块数为4----2位
块内地址为7位(字地址,每块128字)
主存地址格式如下:
6位6位2位7位
区号
组号
组内块号
块内地址
6.有一个16KB4路组相联Cache的32位微处理器,假定该Cache的块为4个32位的字。
(1)画出该Cache的结构逻辑图,指出主存地址的不同字段的作用。
(2)主存地址为ABCDE8F8的单元在Cache中的什么位置。
解:
(1)Cache容量为16KB,地址14位;采用4路组相联结构,块地址2位;块长为4个字,块内地址2位;每个字32位(4个字节),字内字节地址2位。
由
(2)知主存地址为32位,则区号为32-14=18位。
则逻辑结构图如下:
(2)主存地址单元ABCDE8F8的二进制表示为:
101010111100110111101000111101000
Cache地址为:
101000111101000
7.有一个”Cache-主存”存储层次。
主存共分为8个块(0~7),Cache为4个块(0~3),采用组相联映象,组内块数为2块,采用LRU(近期最少使用法)的替换算法。
(1)画出主存、Cache地址的各字段对应关系;
(2)画出主存、Cache空间块的映象对应关系的示意图;
(3)对于如下主存块地址流:
1、2、4、1、3、7、0、1、2、5、4、6、4、7、2,设主存中的內容在初始化时未装入Cache中,写出随时间的Cache中各块的使用情况;指出块失效又发生块争用的时刻;求出此期间Cache的命中率。
解:
(1)主存、Cache地址的各字段对应关系如下:
(2)主存的第0和第1块映射到Cache的第0和第1块;
主存的第2和第3块映射到Cache的第2和第3块;
主存的第4和第5块映射到Cache的第0和第1块;
主存的第6和第7块映射到Cache的第2和第3块。
如下图所示:
(3)Cache中各块的使用状况如下图所示:
块失效又发生块争用的时刻为:
6、7、9、10、11、12、14、15。
Cache命中3次,在此期间Cache的命中率为:
H=3/15=0.2。
8.某一存储器系统如下图所示,问它们的存储容量各是多少?
RAM和EPROM存储器地址分配范围各是多少?
解:
该存储系统由一片EPROM芯片和一片RAM组成,由集成译码电路74LS138进行片选译码。
EPROM芯片片内地址线12条为A0~A11,直接同8088的地址线A0~A11相连(注意,这里的地址线已从双重总线AD0~AD15,A16/S3~A19/S6中分离出来;另外,由于图中采用控制线IO/M,因此CPU必然为8088)。
8088的高8位地址线A12~A19参加片外译码。
按74LS138的工作要求G1必须为高电平,G2A、G2B为低电平,则A19~A15=11111,EPROM的CE同74LS138的Y5相接,A14A13A12=101,由此可得本题中EPROM的地址范围11111101000000000000~11111101111111111111即FD000H~FDFFFH,容量为4KB。
而RAM芯片内地址线11条为A0~A10,直接同8088的地址线A0~A10相连,8088的高8位地址线A12~A19参加片外译码。
这里必须注意,CPU的A11未参加RAM的片内和片外的译码,是一个任选项,是0是1都可以。
这里RAM的CS同74LS138的Y1相连。
A14A13A12=001,由此可得本题中RAM的地址范围为11111001X00000000000~11111001X11111111111,这样RAM的地址范围有2个,当A11=0时,地址范围为F9000H~F97FFH和F9800H~F9FFFH,存在“地址重叠”。
这里还需说明的是RAM芯片的CS、OE同74LS138的Y1相连,RAM芯片的WE同“非与门”(或门)的输出端相连。
这样,当CS为低电平选中RAM,同时OE为低电平,此时对RAM的读写取决于WE。
当进行存储器读操作时,IO/M=“L”,WR=“H”,或门输出为高电平,RAM的WE=“H”。
由6116的工作方式表可知WE=“L”,OE=“L”为读操作;当进行存储器写操作时,IO/M=L,WR=“L”,OE=“L”。
由6116的工作方式表可知WE=“L”,OE=X(不管是“H”是“L”)都为写操作。
EPROM的地址范围为FD000H~FDFFFH,存储容量为4KB;RAM的地址范围为F9000H~F97FFH或F9800H~F9FFFH,存储容量为2KB。
由于A11未参加译码,因而有地址重叠,一个内存单元有2个地址对应。
9.使用6116、2732和74LS138译码器构成一个存储容量为12KBROM(00000H~02FFFH)、8KB RAM(03000H~04FFFH)的存储系统。
系统地址总线为20位,数据总线为8位。
解:
①译码地址线安排:
2732的容量为4K×8位存储器芯片,有12条地址线,12KBROM需采用3片2732。
6116的容量为2K×8位存储器芯片,有11条地址线,8KBRAM需采用4片6116。
ROM有片外译码的地址线为8条,RAM有片外译码的地址线为9条。
采用74LS138译码,每个输出端对应4KB地址范围,对于6116的A11还需进行二次译码。
②列出地址范围:
A19
A18
A17
A16
A15
A14
A13
A12
A11
A10
A9
A8
A7
A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
EPROM1
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138引脚G2BG1CBA
(G1为G1端经非门后的连线)
EPROM1~EPROM3的CE分别接74LS138的Y0~Y2,SRAM1的CE同Y3,A11经或门后的输出相连,SRAM2的CE同Y3,A11经或门后的输出相连,SRAM3的CE同Y4,A11经或门后的输出相连,SRAM4的CE同Y3,A11经或门后的输出相连,如图2.17所示。
图2.17存储器接口
10.微机系统的存储器由5片RAM芯片组成,如图习5-5所示,其中U1有12条地址线,8条数据线,U2~U5各有10条地址线,4条数据线,试计算芯片U1和U2,U3的地址范围,以及该存储器的总容量。
图习5-5
解:
芯片U1的的地址范围计算:
A19~A14A13A12A11A10~A0
0~00100~0
0~00111~1
地址范围为01000H~01FFFH
芯片U2和U3的的地址范围计算:
A19~A14A13A12A11A10A9~A0
0~010000~0
0~010001~1
地址范围为02000H~023FFH。
总容量为6KB(U1为4KB、U2、U3为1KB、U4、U5为1KB)。
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