计算机组成原理--mooc
第四章存储系统
参考链接：计算机组成原理课后答案第四章-庞海波
参考链接：計算机组成原理第3章习题参考答案
参考链接：计算机组成原理第四章存储器复习
4.1、存储体系层次结构
哈弗结构 （Harvard Architecture）是指 （ ） （单选）
A.数据和指令分别存放
B.数据和指令统一存放
C.指令和数据分时存放
D.指令和数据串行存放
正确答案：A
2、如果一个被访问的存储单元，很快会再次被访问，这种局部性是（ ）（单选）
A.时间局部性
B.空间局部性
C.数据局部性
D.程序局部性
正确答案：A
3、下列关于存储系统层次结构的描述中正确的是（ ）（多选）
A.存储系统层次结构由Cache 、主存、辅助存储器三级体系构成
B.存储系统层次结构缓解了主存容量不足和速度不快的问题
C.构建存储系统层次结构的的原理是局部性原理
D.构建存储系统层次结构还有利于降低存储系统的价格
正确答案：A、B、C、D
4、下列属于加剧CPU和主存之间速度差异的原因的是（ ） （多选）
A.由于技术与工作原理不同，CPU增速度明显高于主存增速率
B.指令执行过程中CPU需要多次访问主存
C.辅存容量不断增加
D.辅存速度太慢
正确答案：A、B
5、下列关于局部性的描述中正确的是 （ ） （多选）
A.局部性包括时间局部行和空间局部性
B.局部性是保证存储系统层次结构高效的基础
C.顺序程序结构具有空间局部性
D.循环程序结构具有时间局部性
正确答案：A、B、C、D
4.3、静态存储器工作原理
1某计算机字长16位，其存储器容量为64KB，按字编址时，其寻址范围是（ ） （单选）
（PS：注意按字编址与按节编址2）
A.64K
B.32KB
C.32K
D.64KB
正确答案：C
2、一个16K*32位的SRAM存储芯片，其数据线和地址线之和为（ ）（单选）
A.48
B.46
C.36
D.39
正确答案：B
解释：16K = 2^4 * 2^10 ==>所以14根数据线+32根地址线
3、一个16K*32位的SRAM存储芯片，其内部采用位数相同的行列地址译码器，则其内部译码输出线的总量为（ ）（单选）
A.2^14
B.2^7
C.2^8
D.2^16
正确答案：C
类似的题目：
若存储器中有1k个存储单元，采用双译码方式要求译码输出线有几根？
4、下列关于SRAM工作原理的描述中 ，错误的是（ ）（单选）
A.6管SRAM中保存“1"的存储单元有两个工作管处于饱和导通状态
B.6管SRAM中保存“0"的存储单元有两个工作管处于饱和导通状态
C.对任何一个SRAM存储单元的读写,一定需要通过对应的行选通和列选通信号使与该存储单元对应的4个门控管都处于选通状态
D.现有一个1KB的SRAM存储器,若只使用其低端地址的前16个单元,则只要使用该存储器的前4位地址线,其余地址线可以不做任何端接处理
正确答案：D
4.4、动态存储工作器原理
1、某动态存储器存储单体的容量是64K*8位,采用双译码结构且地址线平均送到两个译码器，刷新周期是2ms 。下列关于动态存储器的描述中正确的是（ ）（多选）
A.动态存储器的刷新按行进行
B.该动态存储器的刷新地址计数器的模为2^8
C.该动态存储单体的数据线和地址线之和为16
D.该刷新地址计数器在2ms内必须进行一轮计数循环
正确答案：A、B、C、D
解析：地址线有 64k=2^16 由于双译码且地址线平均，因此 行X = 列Y = 8位，共有 2 ^ 8 根数据线，模为 2 ^ 8 。
刷新周期：对于DRAM的存储位元是基于电容器的电荷量存储，这个电荷量会随着时间和温度而减少，因此必须定期的刷新，以保持它们原来记忆的正确信息。对DRAM的所有存储单元恢复一次原状态的时间间隔，叫做刷新周期。因此，该刷新地址计数器在2ms内必须进行一轮计数循环。
2、下列属于导致DRAM 比SRAM慢的原因是（ ）（多选）
A.DRAM需要刷新操作
B.DRAM 读写过程中其地址分行、列分时传送
C.读操作前先要进行预充操作
D.DRAM的容量比SRAM容量大
正确答案：A、B、C
3、下列关于DRAM刷新的描述中，正确的是（ ）（多选）
A.刷新地址可由CPU给出
B.集中刷新虽然保持了存储单体的高速特性，但存在死时间
C.异步刷新方式既保持了存储单体的高速特性，也不存在死时间
D.分散刷新由于刷新次数过多，大大降低了存储单体的性能
正确答案：B、C、D
解析：
DRAM的刷新地址可由刷新地址计数器给出
4、下列关于动态存储器的描述中，正确的是 （ ) （多选）
A.读操作也具有刷新功能
B.DRAM 比相同工艺的SRAM要慢
C.某DRAM芯片地址引脚数据为12根，则其容量为16M
D.工具DRAM 的工作原理可知，相同容量的DRAM 比SRAM 功耗低
正确答案：A、B、C、D
解析：
类似：某DRAM芯片容量为16M×32，问这种芯片分别需要多少根地址线和数据与其连接
某DRAM芯片地址引脚数据为12根，则其容量为16M：
容量 = 2^12 * ( 2 ^ 12) = 2 ^ 24 = 16M
4.5、存储扩展
1、假定用若干块4K 4位的存储芯片组成一个8K8位的存储器，则地址1B1F所在芯片的最大地址是（ ）（单选）
A.1BFFH
B.1FFFH
C.1000H
D.0B00H
正确答案：B
2、假定用编号为0-3片16K 8位的存储芯片组成一个64K8位的存储器，从第0片到第3片依次使用64K存储空间中从低到高的16K空间，则编号为2的存储芯片在64K全局空间中的地址范围是（ ） （单选）
A.8000H - BFFFH
B.C000H - FFFFH
C.4000H-7FFFH
D.2000H-5FFFH
正确答案：A
解析：
16K --> 2^14 --> 14位
64K --> 2^16 --> 16位
所以可得，16-14=2位，那么当构建存储器时，高两位A15~A14用来作为片选信号，后面的14位连接芯片。
编号为2的存储芯片地址空间范围为：
开始：11（前两位）0000 0000 0000 00（后面14位）= 8000H
末尾：11（前两位）1111 1111 1111 11 （后面14位）= BFFFH
3、下列关于存储扩展的描述中，错误的是（ ）（单选）
A.字扩展时，存储芯片的片选信号一般由地址译码器产生
B.只做位扩展时，所有存储芯片的片选信号都固定接0
C.CPU的读写控制线应连接到SRAM的读写控制线
D.只做字扩展时，不同存储芯片相同编号的数据位（如D2）不能连接到CPU数据总线的同一位上
正确答案：D
4.8、相联存储器
1、相联存储器是一种按内容访问的存储器,这里的"内容"是指 （ ） （单选）
A.所访问的数据
B.主存地址
C.从主存地址中分离出的标记(Tag)
D.从主存地址中分离出来的索引(Index)
正确答案：C
2、下列关于相联存储器的描述中，正确的是 （ ） （单选）
A.在实现技术相同的情况下，容量较小的相联存储器，速度较快
B.相联存储器结构简单，与静态存储器的访问方式基本相同
C.为提高查找速度，相联存储器的存储体应采用动态存储单元
D.访问相联存储器时既需要内容，也需要地址
正确答案：A
3、下列关于相联存储器的描述中，正确的是 （ ）（多选）
A.按地址进行并行访问
B.对访问的内容进行并行比较
C.按关键字实现快速查找
D.相联存储器中存放的是主存数据的副本
正确答案：B、C
4、关于相联存储器，下面的论述中，错误的是______。
A．相联存储器按地址进行并行访问
B．相联存储器的每个存储单元都具有信息处理能力
C．相联存储器能并行进行各种比较操作
D．在知识库中应用相联存储器实现按关键字检索
正确答案：A
解析：
相联存储器(也称为按内容访问的存储器)不是按地址访问存储器，而是按所存数据字的全部内容或部分内容进行查找(或检索、更新)。为了进行检索操作，要求相联存储器能进行各种并行的比较操作(=、≠、＞、＜、max、min等)。其每个存储单元除了具有存储信息的功能之外，还应具有信息处理的能力，即每个存储单元必须有一个处理单元。
相联存储器除了应用于虚拟存储器与Cache中之外，还可用于数据库和知识库中按关键字进行检索。
相联存储器(CAM)是一种特殊的存储器，是一种基于数据内容进行访问的存储设备，特点是每个存储单元都必须有一个处理单元。当对其写入数据时，CAM能够自动选择一个未用的空单元进行存储；当要读出数据时，不是给出其存储单元的地址，而是直接给出该数据或该数据的一部分内容，CAM对所有的存储单元中的数据同时进行比较，并标记符合条件的所有数据以供读取。由于比较是同时、并行进行的，所以这种基于数据内容进行读/写的机制，其速度比基于地址进行读/写的方式要快许多。
在计算机系统中，相联存储器主要用于虚拟存储器和cache。在虚拟存储器中存放分段表、页表和快表，在高速缓冲存储器中存放cache的行地址。另外，相联存储器还经常用于数据库与知识库中按关键字进行检索。
4.9、cache地址映射与变换方法
1、某计算机的Cache共有16块，采用2路组相联映射方式（即每组2块）。每个主存块大小为32字节，按字节编址。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache组号是（ ）（组号从0开始编号）（单选）
A.1
B.2
C.4
D.6
正确答案：C
解析：考查Cache与主存之间的映射方式。
主存按字节变址，第129号单元代表第129个字节。
主存129单元，所在的块号为129/32=4(从0开始编号)；
由于Cache共有16块，采用2路组相联，因此共有8组，0，1，2，…，7。
主存的某一字块按模8映像到Cache某组的任一字块中，即主存的第0，8，16…字块可以映像到Cache第0组2个字块的任一字块中，而129号单元是位于第4块主存块中，因此将映射到Cache第4组2个字块的任一字块中。
2、某计算机的Cache共有8块，采用直接映射，每个主存块大小为32字节（按字节编址）。主存129号单元所在主存块应装入到的Cache块号是（ ）（块号从0开始编号） （单选）
A.1
B.2
C.4
D.6
正确答案：C
3、下图为直接地址映射原理图
图中A、B、C、D是地址映射中要用到的信息或功能部件。下列关于A、B、C、D的描述中，正确的是（ ）（单选）
A. A为标记位，B为与门， C为比较电路，D为块内偏移地址
B.A为有效位，B为与门， C为比较电路，D为索引字段
C. A为有效位，B为比较电路， C为与门，D为块内偏移地址
D.A为有效位，B为比较电路， C为与门，D为索引字段
正确答案：C
4、下列关于Cache的描述中，正确的是 （ ）（多选）
A.Cache的设计思想是在合理成本下提高其访问的命中率
B.Cache的功能全部由硬件实现
C.Cache块（行）的大小与主存块的大小一致
D.K=1的组相联就是直接相联
正确答案：A、B、C、D
4.12、虚拟存储器
1、虚拟存储器的最大容量是由（ ）决定的 （单选）
A.计算机系统的地址结构和外存空间
B.页表长度
C.内存空间
D.逻辑空间
正确答案：A
2、下列关于虚拟存储器的描述中 ，正确的是 （ ） （多选）
A.CPU基于虚拟地址访问虚拟存储器
B.页式虚拟存储器中，虚拟页的容量与主存物理块的容量相同
C.构成虚拟存储器需要硬件与软件的配合
D.采用虚拟存储技术解决了主存容量不足的问题
正确答案：A、B、C、D
3、下列属于构建虚拟存储器要用的技术/部件的是 （ ） （多选 ）
A.页表
B.MMU (存储管理单元)
C.Cache （高速缓冲存储器）
D.磁盘等外存储器
正确答案：A、B、D
4、某页式虚拟存储器容量为4G ,主存容量为512M,页大小为8K,下列关于该虚拟存储器的描述中，正确的是 （ ） （ 多选）
A.虚拟地址为32位
B.物理地址29位
C.页表中的页表项数为 2^19项
D.页内偏移地址为13位
正确答案：A、B、C、D
解析：参考链接：计算机组成原理第9章习题参考
4.13、TLB
1、下列关于TLB的描述中，正确的是 （ ）
A.TLB中存放的是页表项
B.TLB的工作原理是局部性原理
C.引入TLB的目的快速实现虚实地址转换
D.TLB中采用了类似Cache的映射方法
正确答案：A、B、C、D
2、下列关于使用TLB的虚实地址转换过程的描述中，错误的是 （ ） （多选）
A.CPU基于虚地址访问TLB
B.在虚实地址转换过程中，可能更新TLB
C.TLB命中后其直接输出物理地址
D.TLB的功能由硬件实现
正确答案：A、C
第四章测验
1、下列命令组合情况中，一次访存过程中，不可能发生的是( )
A．TLB未命中，Cache未命中，Page未命中
B．TLB未命中，Cache命中，Page命中
C．TLB命中，Cache未命中，Page命中
D．TLB命中，Cache命中，Page未命中
正确答案：D
答案解析
[解析] 考查TLB、Cache及Page之间的关系。
TLB即为快表，快表只是慢表(Page)的小小副本，因此TLB命中，必然Page也命中，而当Page命中，TLB则未必命中，故D不可能发生；而Cache的命中与否与TLB、Page的命中与否并无必然联系。
2、[单选题]下列关于Cache与TLB的描述中，哪个说法是错误的？
A、TLB与Cache中保存的数据是不同的
B、TLB miss之后，有可能直接在Cache中找到页表内容
C、TLB miss会导致程序执行出错，但是Cache miss不会
D、TLB和Cache的命中率都与程序的访存模式有关
答案C
TLB的作用是增加虚拟地址到物理地址的转换效率，TLB miss后仍然可以通过查询页表获得虚拟地址对应的物理地址。Cache miss后也可以在低等级存储中找到数据。
第六章 中央处理器
6.1、CPU的组成与功能
1、控制ＣＰＵ内数据通路传送的部件是（ ） （单选）
A.程序控制器
B.时序产生器
C.指令译码器
D.操作控制器
正确答案：D
2、下列可能是CPU组成部件的是( ）（多选）
A.程序计数器 ＰＣ
B.指令寄存器ＩＲ
C.累加器ＡＣ
D.算术逻辑运算单元 ＡＬＵ
正确答案：A、B、C、D
3、下列属于ＣＰＵ功能的是 （ ） （多选）
A.算术逻辑运算功能
B.存储控制功能
C.操作控制功能
D.异常控制功能
正确答案：A、C、D
4、下列关于程序计数器的下列描述中，正确的是（ ） （多选）
A.指令执行过程中会保存当前正在执行的指令地址
B.指令执行过程中会保存下一条指令的地址
C.其值不一定按ＰＣ＋“１”的方式改变
D.ＣＰＵ中可以没有ＰＣ
正确答案：A、B、C