计算机组成原理课后答案(第二版)_唐朔飞_第四章.ppt

存存储储器器第第四四章章 3. 3. 存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么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? 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答:存储器的层次结构主要体现在 Cache Cache ——主存主存和和主主存存——辅存辅存这两个存储层次上。这两个存储层次上。 Cache Cache ——主存层次在存储系统中主要对主存层次在存储系统中主要对 CPU CPU 访存起访存起加加速速作用,即从整体运行的效果分析, 作用,即从整体运行的效果分析, CPU CPU 访存速度加快, 访存速度加快, 接近于接近于 Cache Cache 的速度, 的速度, 而寻址空间和位价却接近于主存。而寻址空间和位价却接近于主存。主存主存——辅存层次在存储系统中主要起辅存层次在存储系统中主要起扩容扩容作用,即作用,即从程序员的角度看,他所使用的存储器从程序员的角度看,他所使用的存储器其容量和位价接其容量和位价接近于辅存, 近于辅存, 而速度接近于主存。而速度接近于主存。综合综合上述两个存储层次的作用,从上述两个存储层次的作用,从整个整个存储系统来看,就存储系统来看,就达到了速度快、容量大、位价低的达到了速度快、容量大、位价低的优化优化效果。效果。主存与主存与 CACHE CACHE 之间的信息调度功能之间的信息调度功能全部由硬件自动完成全部由硬件自动完成。。而主存而主存——辅存层次的调度目前广泛采用辅存层次的调度目前广泛采用虚拟虚拟存储技术实现,即存储技术实现,即将主存与辅存的一部份通过将主存与辅存的一部份通过软硬结合的技术软硬结合的技术组成组成虚拟存储器虚拟存储器, , 程序员可使用这个比主存实际空间( 程序员可使用这个比主存实际空间( 物理地址空间物理地址空间)大得多的)大得多的虚拟地址空间( 虚拟地址空间( 逻辑地址空间逻辑地址空间)编程,当程序运行时,再由)编程,当程序运行时,再由软、软、硬件自动配合完成硬件自动配合完成虚拟地址空间与主存实际物理空间的虚拟地址空间与主存实际物理空间的转换转换。。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。明的。 4. 4. 说明存取周期和存取时间的说明存取周期和存取时间的区别区别。。解:存取周期和存取时间的主要解:存取周期和存取时间的主要区别区别是: 是: 存取时间仅为完成存取时间仅为完成一次操作的时间一次操作的时间,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后,而存取周期不仅包含操作时间,还包含操作后线路的线路的恢复时间恢复时间。即: 。即: 存取周期存取周期 = = 存取时间存取时间 + + 恢复时间恢复时间 5. 5. 什么是存储器的什么是存储器的带宽带宽?若存储器的数据总线宽度为?若存储器的数据总线宽度为 32 32位, 位, 存取周期为存取周期为 200ns 200ns ,则存储器的带宽是多少? ,则存储器的带宽是多少? 解:存储器的带宽指解:存储器的带宽指单位时间内从存储器进出信息的单位时间内从存储器进出信息的最大最大数数量量。。存储器带宽存储器带宽 = 1/200ns = 1/200ns × × 32 32 位位= 160M = 160M 位位/ /秒秒 = = 20MB/S 20MB/S = 5M = 5M 字字/ /秒秒注意字长( 注意字长( 32 32位)不是位)不是 16 16位。位。(注:本题的兆单位来自时间(注:本题的兆单位来自时间=10 =10 6 6) ) 6. 6. 某机字长为某机字长为 32 32位,其存储容量是位,其存储容量是 64KB 64KB , ,按字编址按字编址其其寻址范围是多少?若主存寻址范围是多少?若主存以字节编址以字节编址,试画出主存字地址和,试画出主存字地址和字节地址的分配情况。字节地址的分配情况。解:存储容量是解:存储容量是 64KB 64KB 时, 时, 按字节编址的寻址范围就是按字节编址的寻址范围就是 64KB 64KB ,则: ,则: 按字寻址范围按字寻址范围 = 64K = 64K × × 8 / 32=16K 8 / 32=16K 字字按字节编址时的主存地址分配图如下: 按字节编址时的主存地址分配图如下: 0123………… 65465534 65532 7………… 65535 65533 字地址 HB —————字节地址————— LB 048…… 65528 65532 讨论: 讨