计算机组成原理——存储器（主存容量扩展）

对于字扩展与位扩展的解释：

计算机原理中的字，位扩展，都给老子进来学，看不懂算我输！

如果主存的容量无法满足 CPU 的需求，可以通过存储器扩展来解决，扩展的方式有两种：

主存的位数不够（相当于快递柜的尺寸太小，放不下大包裹），则可以通过位扩展的方式（快递柜扩容）实现；

下图是用两片8K*1位的芯片扩充为8K*2位的。其中A0——A15代表地址线，D0——D7代表数据线。

1K=2^10           8=2^3         所以8K=2^13                所以用A0——A12作为芯片的数据线

由1位扩展为2位，所以是数据位数扩展。原来1位只能表示0或1，现在用D0与D1的组合可以表示00,01,10,11。
主存的字数不够（存储单元的数目不够，相当于快递柜数目太少，放不了太多包裹），则可以通过字扩展的方式实现。

下图是用四片8K*8位的芯片扩充为32K*8位的。其中A0——A15代表地址线，D0——D7代表数据线。

32K=2^15而8K只需要2^13，所以剩下的A14与A15通过译码器来用于确定选取那个芯片。

译码器有四个输出，分别为00,01,10,11。代表这四个芯片。

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1. 在一个容量为128KB的SRAM存储器芯片上，按字长32位编址，其地址范围可从0000H到7fffH。

位（bit）、字节（byte）、字符、编码之间的关系

1KB=1024字节=2^10字节

1字节=8位

所以128KB=128*1024*8位=2^20位

一个数据占32=2^5位，所以总共可以存储2^20/2^5=2^15位，15位全为1就是7fffH

2. 某存储器容量为 64KB，按字节编址，地址 4000H~5FFFH 位 ROM 区，其余为 RAM 区。若采用 8K×4 位的 SRAM 芯片进行设计，则需要该芯片的数量是（     C     ）

A. 7                                    B. 8                               C. 14                                      D. 16 
 

题干中是按字节编址，也就是说一个数据占一个字节。在题1中，是按字长32位编址，也就是一个数据占4个字节。

然后题干：地址 4000H~5FFFH 位 ROM 区，也就是ROM区有5FFFH - 4000H + 1个可以存放数据的区域。

5FFFH - 4000H + 1 = 2000H = 10 0000  0000  0000 =  B = 8KB

所以RAM区占64-8=56KB，又因为一个数据占一个字节，一个字节=8位，所以转化为：

8K*4位的芯片扩展为56K*8位，所以需要（56/8）*（8/4）=14个

3. 某计算机主存容量为 64KB，其中 ROM 区为 4KB，其余为 RAM 区，按字节编址。现要用 2K×8 位的 ROM 芯片和 4K×4 位的 RAM 芯片来设计该存储器，则需要上述规格的 ROM 芯片数和 RAM 芯片数分别是（     D     ）。

A. 1，15                             B. 2，15                        C. 1，30                            D. 2，30
 

2K*8位的芯片扩展为4K*8位，所以需要2个

4K*4位的芯片扩展为60K*8位，所以需要30个

8. 假定用若干个 2K x 4 位芯片组成一个 8K x 8位存储器，则 0B1FH 所在芯片的最小地址

是 (   D     )
A. 0000H                           B. 0600H                           C. 0700H                         D. 0800H
 

用8个2K x 4 位芯片组成一个 8K x 8位存储器

其中两个2K x 4 位芯片组成一个2K x 8位芯片，即位扩展（图中的芯片不对，但是大致意思是一样的）

四组这样的组成一个 8K x 8位存储器（图中的芯片不对，但是大致意思是一样的）

题干中0B1FH=0 1011 0001 1111，代表地址线

8K=2^13，所以有13根地址线。2K=2^11，所以其中11根用于连接芯片，2根用于输出组选信号。（图中A11，A10两个二进制数可以有00，01，10，11四种情况，对应了四组芯片（每组有两个芯片）组成的八位存储器。即00代表选第一组，01选第二组。。。。。）

所以0 1011 0001 1111的高两位是片选信号01，所以选第二组。

然后看0 1011 0001 1111的的第三位0，也就是图中的A9，他负责选每组中的哪个芯片，0为组中的第1个，1为第二个。

整体看一下：

若有八个的话就要有A12，A11，A10三个二进制数000,001,010,011,100,101,110,111来代表八组二个芯片组成的八位存储器。

所以选的是第二组的第一个芯片，即 010 00 0000 0000 ，转换为16进制为0800H

第一组的起始地址： 000 00 0000 0000  -  001 11 1111 1111

第二组的起始地址： 010 00 0000 0000  -  011 11 1111 1111

第三组的起始地址： 100 00 0000 0000  -  101 11 1111 1111

第四组的起始地址： 110 00 0000 0000  -  111 11 1111 1111