楼第3章存储器习题解答

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习题解答：

1、什么是计算机的内存与外存，它们有什么区别？

答：可分为主存和辅存，或称为内存和外存。主存存放当前运行的程序和数据，它和CPU直接交换信息，且按存储单元进行读写数据，其特点有存取速度快、容量小、可随机存取。辅存则做为主存的后援，存放暂时不执行的程序和数据，它只是在需要时调入内存后CPU才能访问，因此辅存寻常容量大，但存取速度慢。

2、简述存储器系统的层次结构，并说明为什么会出现这样的结构？

答：见图3－1，图3－1所示的存储器的多层次结构从上到下分为三级，其容量逐级加大，速度逐级减慢，价格逐级降低。由于辅存容量大、价格低，使得存储系统的整体平均价格降低。由于Cache的存取速度可以和CPU的工作速度接近，故可从整体上提高存储器系统的存取速度。尽管Cache成本高，但容量小，故不会使存储系统的整体价格增加好多。

3、静态存储器和动态存储器的区别是什么，它们各有什么优缺点？

答：静态存储器存储电路以双稳态触发器为基础，只要不掉电，信息永不丢失，无需刷新电路，优缺点：存取速度快，功耗大，容量小，适用于构成高级缓存。动态存储器靠电容存储电路，电路简单，集成度高，但电容漏电信息会丢失，故需专用电路定时刷新，其优点为功耗小，容量大，广泛用作内存芯片。

4、什么是RAM和ROM？

答：RAM是随机存储器（randomaccessmemory），ROM是只读存储器（readonlymemory）。

5、RAM和ROM各自的特点是什么？

答：RAM中任何存储单元都能随机读/写，即存取操作与时间、存储单元的物理位置顺序无关。ROM中存储的内容是固定不变的，联机工作时只能读出不能写入。

6、DRAM为什么要刷新？答：电容漏电。

7、ROM在计算机中的作用是什么？

答：存放固定程序，如监控程序、BIOS等。

8、什么是Cache?它的作用是什么？

答：高速缓冲存储器Cache是一高速小容量的存储器，位于CPU和内存之间，其速度一般比内存快5～10倍。在微机中，用Cache临时存放CPU最近一直使用的指令和数据，以提高信息的处理速度。

9、CPU与存储器连接时要注意哪几方面的问题？

答：（1）CPU总线时序与存储器的读写时序；高速CPU与低速存储器间的速度若不匹配，应在CPU访问存储器的周期内插入等待脉冲TW。（2）CPU总线的负载能力（3）存储器结构的选定，CPU的数据总线有8、16、32、64位等几类，相应存储器的结构分为单体、2体、4体、8体等。CPU与存储器连接时，存储器是单体结构还是多体结构需选定。（4）存储器的扩展，由于任何存储芯片的存储容量都是有限的，要构成一定容量的内存，单个芯片往往不能满足字长或存储单元个数的要求，甚至字长、存储单元数都不能满足要求。这时就需要多个存储芯片进行组合，以满足对存储容量的要求。这种组合称为存储器的扩展。

10、什么是字扩展、位扩展和字位扩展？

答：位扩展是指增加存储的字长。一块实际的存储芯片，其每个单元的位数往往与实际内存单元字长并不相等。存储芯片可以是1位、4位或8位，如DRAM芯片INTEL2164为64K×1bit，SRAM芯片INTEL2114为1K×4bit，INTEL6264为8K×8bit，而计算机内存一般是按字节来进行组织的，若要使用2164、2114这样的存储芯片来构成内存，单个存储芯片字长（位数）就不能满足要求，这时就需要进行位扩展，以满足内存单元字长的要求。

字扩展是对存储器容量的扩展（或存储空间的扩展）。此时存储器芯片上每个存储单元的字长已满足要求（如字长已为8位），而只是存储单元的个数不够，需要的是存储单元的数量，这就是字扩展，即用多片字长为8位的存储芯片构成所需要的存储空间。

在构成一个实际的存储器时，往往需同时进行位扩展和字扩展才能满足存储容量的要求，这叫字位扩展。

11、存储器的性能指标有哪些？

答：存储器的主要性能指标有4项：存储容量、存取速度、可靠性、功耗。

12、常用的存储器地址译码方式有哪几种，各自的特点是什么？

答：存储器的地址译码方式可分为全地址译码、部分地址译码、线选译码三种。（1）全地址译码就是构成存储器时要使用全部20位地址信号，即所有的高位地址信号用来作为译码器的输入，低位地址信号接存储芯片的地址输入线，从而使得存储器芯片上的每一个单元在内存空间中有唯一的一个地址。全译码的优点是每个芯片的地址范围是唯一确定，而且各片之间是连续的。缺点是译码电路比较繁杂。

（2）部分地址译码方式是仅把地址总线的一部分地址信号线与存储器相连，寻常是用高位地址信号的一部分而不是全部作为片选译码信号。部分地址译码使地址出现重叠区而重叠的部分必需空着不准使用这就破坏了地址空间的连续性，也在实际上减小了总的可用存储地址空间。部分地址译码方式的优点是其译码器构成比较简单成本低。

（3）线选译码指的是CPU高位地址线不经过译码，直接（或经反相器）分别接存储器芯片的片选端来区别各芯片的地址，这种地址译码方法一般仅用于系统中只使用1～3个存储芯片的状况。线选法的优点是电路简单，无需片选译码电路，缺点是存在地址不连续，CPU的寻址空间利用率低。

13、某微机系统的RAM容量为4K×8位，首地址为4800H，求其最终一个单元的地址。答：57FFH。

14、设有一个具有14位地址和8位数据线的存储器，问：（1）该存储器能存储多少字节的信息？

（2）假使存储器由8K×8位RAM芯片组成需要多少片？（3）需要多少位地址做芯片选择？答：（1）16KB（2）2（3）1

15、用16K×1位的DRAM芯片组成64K×8位的存储器，画出该存储器组成的规律框图。

提醒：需字位扩展，用8片该DRAM芯片组成16KB的内存模块，然后再用4组这样的模块进行字扩展。且需注意由于DRAM芯片集成度高，存储容量大，引脚数量不够，所以地址输入一般采用两路复用锁存方式，即把地址信号分为两组共用几根地址输入线，分两次把它们送入芯片内部锁存起来。这两组地址信号的输入由行地址/RAS选通信号和列地址选通信号/CAS控制。在DRAM芯片中，没有设专门的片选线，可用行地址/RAS选通信号和列地址选通信号/CAS兼做片选信号。图略。

16、在计算机系统中一个大的存储体可由多片小的存储芯片连接而成，现由INTEL2114（1K×4bit）构成4K字节的存储体，假设CPU具有A0～A15地址线，A13、A14、

A15通过74LS138部分译码选片，请问：（1）需要多少片2114？（2）请问该连接方法的重叠区域是多少？（3）请画出结构图。

答：（1）8（2）用2片2114芯片组成1KB的内存模块，然后再用4组这样的模块进行字扩展。可分析每块芯片的地址范围。（3）略。

17、在8086系统中，若用1024×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，需要多少芯片？答：128。

18、在8086系统中，用1024×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，在CPU的地址总线中有多少位参与片内寻址？多少位可做芯片的片选信号？答：10；4

19、存储器芯片功耗的选择原则是什么？

答：一般来说，一致指标的芯片，功耗越小，价格越高。所以功耗的选择应根据计算机系统的应用条件、设备的散热环境等因素来就决定