内容发布更新时间 : 2024/5/20 17:56:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

使用方便、扩充能力强。

支持多种传输速度、适用面广。

低功耗、低成本、占用系统资源少。 〔习题5.16〕

USB总线的集线器有什么作用？主机上是否需要集线器？ 〔解答〕

集线器是专门用于提供额外USB接入点的USB设备。 主机需要集线器，被称为根集线器。 〔习题5.17〕

USB总线协议支持哪几种数据传输方式？简述之。 〔解答〕

USB的数据传输有4种：

控制传输——在USB设备初次安装时，USB系统软件使用控制传输方式设置USB设备参数、发送控制指令、查询状态等。

批量传输——对于打印机、扫描仪等设备需要传输大量数据，可以使用批量传输方式连续传输一批数据。

中断传输——该方式传输的数据量很小，但需要及时处理，以保证实时性，主要用于键盘、鼠标等设备上。

同步传输——该方式以稳定的速率发送和接收信息，保证数据的连续和及时，用于数据传输正确性要求不高而对实时性要求高的外设，例如麦克风、喇叭、电话等。

第6章 存储系统

〔习题6.1〕简答题

〔解答〕

① 因为各种存储器件在容量、速度和价格方面存在矛盾。速度快，则单位价格高；容量大，单位价格低，但存取速度慢。故存储系统不能采用一种存储器件。

② Cache中复制着主存的部分内容。当处理器试图读取主存的某个字时，Cache控制器首先检查Cache中是否已包含有这个字。若有，则处理器直接读取Cache，这种情况称为高速命中；若无，则称为高速缺失。

③ 标签存储器保存着该数据所在主存的地址信息。

④ 主存块与Cache行之间的对应关系称“地址映射”， Cache通过地址映射确定一个主存块应放到哪个Cache行组中。

⑤ 写入策略用于解决写入Cache时引起主存和Cache内容不一致性的问题。

⑥ 存取时间是指从读/写命令发出，到数据传输操作完成所经历的时间；存取周期表示两次存储器访问所允许的最小时间间隔。存取周期大于等于存取时间。

⑦ 虚拟存储器是由操作系统利用辅助存储器、以磁盘文件形式建立的、在主存储器与辅助存储器之间的一个存储器。

⑧ DRAM芯片容量大、芯片小，高集成度，引脚数量少。故DRAM芯片将地址引脚分时复用，即用一组地址引脚传送两批地址。第一批地址称行地址，第二批地址称列地址。

⑨ 译码电路中只有部分地址线参与译码会造成地址重复，也就是一个存储单元占有多个存储器地址。

⑩页表项的P位称为存在位（Present），表示该页面是否在物理存储器中。

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〔习题6.2〕判断题 。 〔解答〕

① 错 ⑥ 错

② 对 ⑦ 错 ③ 对 ⑧ 对 ④ 对 ⑨ 错 ⑤ 对 ⑩ 对

〔习题6.3〕填空题

〔解答〕

① 8，1024，1024，1024，1024，240 ② 8KB，4

③ 随机存取存储器，丢失，只读存储器，读取，不会丢失 ④ 8，13，8 ⑤ 2

⑥（UV-）EPROM，Flash Memory ⑦ 58000H，5FFFFH，32KB ⑧ 32，4，64，8

⑨ 直接映射，组合相关映射，全相关映射，2路组合相关映射 ⑩ 00820000H，02000H 〔习题6.4〕

举例说明存储访问的局部性原理。 〔解答〕

处理器访问存储器时，无论是读取指令还是存取数据，所访问的存储单元在一段时间内都趋向于一个较小的连续区域中，这就是存储访问的局部性原理。

例如，求平均值的函数。

long mean(long d[], long num) {

long i,temp=0;

for(i=0; i

函数中的变量temp体现了时间局部，因为每次循环都要使用它。顺序访问数组d[]的各个元素（相邻存放在主存），体现了空间局部。循环体内的指令顺序存放，依次读取执行体现了空间局部；同时重复执行循环体，又体现了时间局部。 〔习题6.5〕

简述存储系统的层次结构及各层存储部件特点。 〔解答〕

为解决容量、速度和价格的矛盾，存储系统采用金字塔型层次结构，单位价格和速度自上而下逐层减少，容量自上而下逐层增加。

存储系统的各层存储部件自上而下依次是：CPU寄存器、高速缓存、主存存储器(RAM/ROM)，辅助存储器如磁盘、光盘等。CPU寄存器、高速缓存器集成在CPU芯片上，对用户来说，是透明的，它们用于暂存主存和处理器交互的数据，以减少频繁读取主存而影响处理器速度；主存储器则可和处理器直接交换数据，而辅助存储器必须经过主存存储器，才可与处理器进行数据交换。

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〔习题6.6〕

在半导体存储器件中，什么是SRAM、DRAM和NVRAM？ 〔解答〕

SRAM是静态读写存储器芯片，它以触发器为基本存储单元，以其两种稳定状态表示逻辑0和逻辑1。

DRAM是动态读写存储器芯片，它以单个MOS管为基本存储单元，以极间电容充放电表示两种逻辑状态，需要不断刷新保持信息正确。

NVRAM多指带有后备电池的SRAM芯片，这种芯片采用CMOS制造工艺设计以减少用电。 〔习题6.7〕

SRAM芯片的片选信号有什么用途？对应读写控制的信号是什么？ 〔解答〕

片选信号CS：片选有效时，才可以对该芯片进行读/写操作；无效时，数据引脚呈现高阻状态、与系统数据总线隔离，并可降低内部功耗。

读控制信号OE：在芯片被选中的前提下，若OE有效，则芯片将允许地址信号选择的存储单元内的数据输出到数据引脚上。

写控制信号WE：在芯片被选中的前提下，若WE有效，则芯片将数据引脚上的数据写入地址信号选择的存储单元内。 〔习题6.8〕

DRAM为什么要刷新，存储系统如何进行刷新？ 〔解答〕

DRAM以单个MOS管为基本存储单元，以极间电容充放电表示两种逻辑状态。由于极间电容的容量很小，充电电荷自然泄漏会很快导致信息丢失，所以要不断对它进行刷新操作、即读取原内容、放大再写入。

存储系统的刷新控制电路提供刷新行地址，将存储DRAM芯片中的某一行选中刷新。实际上，刷新控制电路是将刷新行地址同时送达存储系统中所有DRAM芯片，所有DRAM芯片都在同时进行一行的刷新操作。

刷新控制电路设置每次行地址增量，并在一定时间间隔内启动一次刷新操作，就能够保证所有DRAM芯片的所有存储单元得到及时刷新。 〔习题6.9〕

什么是掩摸ROM、OTP-ROM、EPROM、EEPROM和Flash ROM？ 〔解答〕

掩膜ROM：通过掩膜工艺、将要保存的信息直接制作在芯片当中，以后再也不能更改。 OTP-ROM：该类芯片出厂时存储的信息为全“1”，允许用户进行一次性编程，此后便不能更改。

EPROM：一般指可用紫外光擦除、并可重复编程的ROM。

EEPROM：也常表达为E2PROM，其擦除和编程（即擦写）通过加电的方法来进行，可实现“在线编程”和“在应用编程”

Flash ROM：是一种新型的电擦除可编程ROM芯片，能够很快擦除整个芯片内容。 〔习题6.10〕

请给出教材图6-7中138译码器的所有译码输出引脚对应的地址范围。

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〔解答〕

Y0～Y7的地址范围依次是：

E0000H～E3FFFH，E4000H～E7FFFH，E8000H～EBFFFH，EC000H～EFFFFH，F0000H～F3FFFH，F4000H～F7FFFH，F8000H～FBFFFH，FC000H～FFFFFH。 〔习题6.11〕

什么是存储器芯片的全译码和部分译码？各有什么特点？ 〔解答〕

全译码：使用全部系统地址总线进行译码。特点是地址唯一，一个存储单元只对应一个存储器地址（反之亦然），组成的存储系统其地址空间连续。

部分译码：只使用部分系统地址总线进行译码。其特点：有一个没有被使用的地址信号就有两种编码，这两个编码指向同一个存储单元，出现地址重复。 〔习题6.12〕

区别如下各个主存名称的含义：常规主存，扩展主存，扩充主存；上位主存区UMA和上位主存块UMB，高端主存区HMA，影子主存。 〔解答〕

常规主存：8088和8086提供20个地址线A19～A0，寻址1MB的存贮空间，其中，最低640KB的系统RAM区被称为常规主存或基本主存。

扩展主存：IA-32处理器在1MB之后的主存空间都作为RAM区域使用，被称为扩展主存。

扩充主存：处理器不可以直接访问，利用“体交换技术”实现处理器访问。

上位主存区UMA：在常规主存其后384KB（A0000H～FFFFFH）主存称为上位主存区UMA。

上位主存块UMB：上位主存区UMA没有被使用部分，被开辟为上位主存块UMB。 高端主存区HMA：在实方式下，通过控制A20开放，程序可以访问的1MB之后的64KB区域。

影子主存：PC机启动后可以将ROM-BIOS映射到RAM中，这部分用作ROM-BIOS、并被操作系统设置为只读的RAM区域。 〔习题6.13〕

开机后，微机系统常需要检测主存储器是否正常。例如，可以先向所有存储单元写入数据55H（或00H）、然后读出看是否还是55H（或00H）；接着再向所有存储单元写入数据AAH（或FFH）、然后读出看是否还是AAH（或FFH）。利用两个二进制各位互反的“花样”数据的反复写入、读出和比较就能够识别出有故障的存储单元。利用获得的有故障存储单元所在的物理地址，如果能够分析出该存储单元所在的存储器芯片，就可以实现芯片级的维修。试利用汇编语言编写一个检测常规主存最高64KB（逻辑地址从9000H∶0000H到9000H∶FFFFH）的程序，如果发现错误请显示其逻辑地址。 〔解答〕

again:

; 代码段

mov ax,9000h mov ds,ax mov ah,55h push ax mov bx,0 mov al,ah

; 先用55H

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