计算机专业基础综合计算机组成原理(存储器层次结构)历年真题试卷汇编2

计算机专业基础综合计算机组成原理（存储器层次结构）历年真
题试卷汇编2
(总分：88.00，做题时间：90分钟)
一、单项选择题(总题数：25，分数：50.00)
1.下列叙述中____是正确的。

【重庆大学2000年】
A.主存可由RAM和ROM组成√
B.主存只能由ROM组成
C.主存只能由RAM组成
D.主存只能由SRAM组成
考查主存的构成。

2.可编程的只读存储器____。

【中南大学1998年】
A.不一定是可改写的√
B.一定是可改写的
C.一定是不可改写的
D.以上都不对
考查可编程的只读存储器。

一次可编程只读存储器一旦写入后，内容就无法改变，故可编程的只读存储器不一定是可改写的。

3.下面说法正确的是____。

【南京航空航天大学2000年】
A.ROM不用刷新，但断电后存储信息消失
B.半导体RAM信息可读可写，且断电后仍能保持记忆
C.静态和动态RAM都是易失性存储器，断电后存储信息消失√
D.动态RAM属非易失性存储器，而静态RAM存储信息断电后信息消失
考查DRAM、SRAM与ROM的区别。

ROM断电后存储信息不消失，故A错；半导体RAM(包括SRAM与DRAM)中的信息可读可写，但断电后信息丢失，故B、D错。

4.下述说法中____是正确的。

【中南大学1998年】
A.EPROM是可改写的，因而也是随机存储器的一种
B.EPROM是可改写的，但它不能作为随机存储器√
C.EPROM只能改写一次，故不能作为随机存储器
D.以上都不对
考查EPROM。

5.某机字长16位，主存容量为16MB，若按字编址，其寻址范围为____。

【华中科技大学2005年】
A.0～4M一1
B.0～2M一1
C.0～8M—1 √
D.0～10M—1
考查寻址范围。

机器字长为16位，所以按字编址即按16位编址。

16MB=8Mx2B=8M×16位=8MW，所以其寻址范围是0～8M一1。

6.4片16K×8位的存储芯片，可以设计成____容量的存储器。

【华中科技大学2002年】
A.32K×16位√
B.16K×16位
C.32K×8位
D.16K×8位
考查存储器的扩展。

2片一组位扩展为16K×16位，然后字扩展为32K×16位，故A正确，其余选项均不合要求。

7.80386DX是32位系统，当在该系统中用8KB的存储芯片构造32KB的存储体时，应完成存储器的____设计。

【西安电予科技大学2005年】
A.位扩展√
B.字扩展
C.字位扩展
D.字位均不扩展
考查存储器的扩展。

将4片8KB的存储芯片位扩展为8K×32位(因为此系统为32位的系统)，即为32KB，即得到题意要求的32KB的存储体，故只需进行位扩展。

8.某一SRAM芯片，其容量为1024×8位，除电源和接地端外，该芯片引脚的最小数目为____。

【中科院计算所1999年】【北京邮电大学2002年】
A.20 √
B.22
C.25
D.30
考查存储器与CPU的连接。

10根地址线、8根数据线、2根控制线CS和W／R，共20根线。

9.地址总线为A15(高位)～A0(低位)，若用1K×4位的存储芯片组成4KB的存储器，地址总线的高位做片选，则加在各存储芯片上的地址线是____。

【南京航空航天大学1999年】
A.A15～A0
B.A11～A0
C.A9～A0 √
D.A8～AO
考杏存储器与cPu的连接。

加在各存储芯片上的地址线只与存储芯片的存储容量有关，本题为1K，又2 10=1K，故选取地址线的低10位A9～A0作为各存储芯片上的地址线。

10.交叉存储器实质上是一种____存储器，它能____执行____独立的读／写操作。

【北京邮电大学2002年】
A.模块式，并行，多个√
B.模块式，串行，多个
C.整体式，并行，一个
D.整体式，串行，多个
考查多模块存储器的概念。

11.己知单个存储体的存储周期为110ns，总线传输周期为10ns，则当采用低位交叉编址的多模块存储器时，存储体数应____。

A.小于11
B.等于11
C.大于11
D.大于等于11 √
考查低位交叉存储器的原理。

为了保证第二次启动某个体时，它的上次存取操作已完成，存储体的数量应大于等于11(110ns／10ns=11)。

12.一个四体并行低位交叉存储器，每个模块的容量为64K×32位，存取周期为200ns，在下述说法中____是正确的。

A.在200ns内，存储器能向CPU提供256位二进制信息
B.在200ns内，存储器能向CPU提供128位二进制信息√
C.在50ns内，每个模块能向CPU提供32位二进制信息
D.以上都不对
考查低位交叉存储器。

低位交叉存储器采用流水技术，每200ns可向CPU提供128位二进制信息，但由于每个模块必须间隔一个存取周期，方能继续提供信息，故50ns内，任意模块无法向CPU提供32位二进制信息。

13.下列说法正确的是____。

A.外设的访存请求优先级一般高于CPU的访存请求优先级√
B.外设的访存请求优先级一般低于CPU的访存请求优先级
C.外设的访存请求优先级与CPU的访存请求优先级相同
D.无法判定外设的访存请求优先级与CPU的访存请求优先级高低
考查访存优先级别。

通常易发生数据丢失的请求源，其访存请求优先级较高。

故外设的访存请求优先级高
于CPU。

14.下面说法正确的是____。

【中南大学1998年】
A.Cache只能在CPU之外
B.Cache在CPU内外都可以√
C.Cache只能在CPU之内
D.如果有Cache，CPU就不能访问内存
考查CacheoL1Cache是集成在CPU中的，称为片内Cache，在L1中还分数据Cache(I-Cache)和指令
Cache(DCache)。

以前的L2Cache没集成在CPU中，而在主板上或与CPU集成在同一块电路板上，因此也称为片外Cache.可见Cache在CPU内外都可以。

但由于工艺的提高，L2Cache开始被集成在CPU内核中，以相同于主频的速度工作。

15.在三级存储体系结构中，主存与Cache之间的信息调度过程，对____是不透明的。

【哈尔滨工程大学2004年】
A.应用程序员
B.系统程序员
C.操作系统
D.硬件设计人员√
考查Cache的实现。

主存一Cache层次的地址变换和替换策略全部用硬件实现，对各类程序员及操作系统
均透明，但对硬件设计人员不透明。

16.在程序的执行过程中，Cache与主存的地址映射是由____。

【哈尔滨工业大学2004年】
A.操作系统来管理的
B.程序员调度的
C.由操作系统和程序员共同协调完成的
D.由硬件自动完成的√
考查Cache的实现。

17.有一主存一Cache层次的存储器，其主存容量为1MB，Cache容量为16KB，每字块有8个字，每字为32位，采用直接地址映像方式，若主存地址为35301H，且CPU访问Cache命中，则在Cache的第____(十进
制表示)字块中(Cache起始字块为第0字块)。

【哈尔滨工业大学2007年】
A.152 √
B.153
C.154
D.151
考查直接地址映像。

主存地址即为0011010100110000000l，其中字块内地址为低5位(每字块含32B，2 5=32，故为5位)，主存字块标记为高6位(1MB÷16KB=64，2 6 =64，故为6位)，其余010011000即为Cache字
块地址，即十进制数152。

18.某存储系统中，主存容量是Cache容量的4096倍，Cache被分为64个块，当主存地址与Cache地址采用直接地址变换时，地址变换表的大小应为____。

(假设地址变换表每行仅存储主存字块标记)【西安电子
科技大学2007年】
A.6×12bit
B.6×4096bit
C.64×12bit √
D.64×4096bit
考查直接地址映像。

Cache被分为64个块，故地址变换表为64行，每行存储主存字块标记为12位(2 12=4096)。

19.Cache的地址映像中，____比较多的采用“按内容寻址”的相联存储器来实现。

【西安交通大学2001年】
A.直接映像
B.全相联映像√
C.组相联映像
D.以上都有
考查全相联映像。

20.在写操作时，对Cache与主存单元同时修改的方法称作____，若每次只暂时写入Cache，直到替换时才写入主存的方法称作____。

A.写直达法√
B.写回法
C.写一次法
D.都不对
B。

考查Cache写策略。

21.在Cache和主存构成的两级存储体系中，Cache的存取时间为100ns，主存的存取时间为1000ns，如果希望有效(平均)存取时间不超过115ns，则Cache的命中率至少应为____。

【中科院2001年】
A.90%
B.98%
C.95%
D.99% √
考查Cache命中率对系统性能的影响。

设Cache命中率为a，则1000(1-a)+100a≤115，解得a≥0．983，故至少为99％。

22.下列说法中正确的是____。

A.Cache与主存统一编址，Cache的地址空间是主存地址空间的一部分
B.主存储器只由易失性的随机读写存储器构成
C.单体多字存储器主要解决访存速度的问题√
D.Cache不与主存统一编址，Cache的地址空间不是主存地址空间的一部分
考查存储器综合概念。

Cache与主存不是统一编址，Cache的地址空间是主存地址空间的一部分；主存储器可由ROM与RAM组成，其中ROM是非易失性存储器。

23.为使虚存系统有效地发挥其预期的作用，所运行的程序应具有的特性是____。

【中科院计算所1999年】
A.该程序不应含有过多的I／O操作
B.该程序的大小不应超过实际的内存容量
C.该程序应当具有较好的局部性√
D.该程序的指令相关不应过多
考查虚拟存储器原理。

24.在虚拟存储器中，当程序正在执行时，由____完成地址映射。

【西安交通大学2000年】
A.程序员
B.编译器
C.装入程序
D.操作系统√
考查虚拟存储器的地址映射。

虚拟存储器中，地址映射由操作系统来完成。

25.某虚拟存储器系统采用页式内存管理，使用LRU页面替换算法，考虑下面的页面访问地址流(每次访问在一个时间单位中完成)：18178282183821317137假定内存容量为4个页面，开始时是空的，则页面失效次数是____。

【中科院计算所1999年】
A.30% √
B.5%
C.1.50%
D.15%
考查LRu替换算法。

LRU表见表3-36÷20=30％。

二、分析题(总题数：10，分数：38.00)
26.设某微机的寻址范围为64Kw，存储字长为8位。

CPU用MREQ作访存控制命令，用R／W作读／写命令信号。

现有下列芯片：【哈尔滨工业大学1999年】RAM：2K×8位，4K×8位，8K×8位：ROM：2K×8位，8K
×8位：3．8译码器及各种门电路(门电路自定)。

试画出CPU和存储芯片的连接图。

要求：1)最小8K地址空间为系统程序区，与之相邻的4K地址是系统程序工作区，最大8K地址空间为用户程序区。

2)详细画出存储芯片的片选逻辑，并指m存储芯片的种类及片数。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：需8KBROM一片，4KBRAM一片，8KBRAM一片。

CPU和存储芯片的连接图如图3-9所
示。

)
27.设存储器容量为128Mw，字长为64位，模块数m=8，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。

存储周期T=200ns，数据总线宽度为64位，总线传送周期T=50ns。

问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?【北京邮电大学2005年】
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：顺序存储器和交叉存储器连续读出m=8个字的信息总量都为q=64位×8=512位顺序存储器和交叉存储器连续读出8个字所需的时间分别为tl=mT=8×200ns=1600ns=16x10 -7 s,t2=T+(m一1)t=200ns+7×50ns=550ns=5．5×10 -7 s顺序存储器和交叉存储器的带宽分别为W1=q／t1=512bit÷(16×10 -7 )s=32×10 7 bit／sW2=q／t2=512bit÷(5．5×10 -7 )s=93×10 7 bit／s)
一个四体并行交叉存储器，每个模块容量为64K×32位，存取周期为200ns，问：【上海大学1999年】（分数：4.00）
(1).在一个存取周期中，存储器能向CPu提供多少位二进制信息?
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：32位×4=128位。

)
(2).若存取周期为400ns，在0．1μs内每个体可向cPu提供32位二进制信息，该说法正确否?为什么? __________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：该说法不正确，在0．1μs内整个存储器可向CPU提供32位二进制信息，但每个存储体必须要400ns才能向CPU提供32位二进制信息。

)
28.CPU执行一段程序时，Cache完成存取的次数为1900次，主存完成存取的次数为100次，已知Cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns。

求：【北京邮电大学2002年】1)Cache／主存系统的效率。

2)平均访问时间。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：命中率：H=Nc／(Nc+Nm)=1900／(1900+100)=0．95ta=H×tc+(1一H)×tm=0．95×50ns+0．05×250ns=60nsCache／主存系统效率e=tc／tax100％=83-3％)
一全相联的Cache有16块，每块8个字。

主存容量为2 16个字，Cache开始为空。

Cache存取时间为40ns 主存与Cache问传送8个字需1μs。

【中科院计算所2000年】（分数：6.00）
(1).计算Cache地址中标记域和块内地址域的大小。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：Cache地址中块内地址域为3(2 3 =8)位，标记域为13(主存地址为16位，块内地址为3位，故16位一3位=13)位。

)
(2).一程序首先访问丰存单元20、21、…、45，然后重复访问主存单元28、29、…、45四次。

(假设没有命中Cache时，将主存对应块一次全部读入填入cache中)计算Cache的命中率。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：因为程序访存次数为(45—19)+(45—27)×4=98，访问不命中的次数为4，所以Cache 的命中率为(98—4)／98=96％。

)
(3).计算上述程序总的存取时间。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：总的存取时间为40ns×98+4×1μs=7920ns。

)
设主存容量为1MB，Cache容量为16KB，每字块有16个字，每字为32位。

【哈尔滨工业大学2002本科期末试题】（分数：4.00）
(1).若Cache采用直接相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。

__________________________________________________________________________________________
正确答案：(正确答案：若Cache采用直接相联映像：字块中含64个字节(16×32bit)，字块的位数b=6。

Cache中含有256个字块，所以字块地址位数c=8。

主存容量为1MB，总位数为20。

主存字块标记位数t=20—6—8=6。

)
(2).若Cache采用四路组相联映像，求出主存地址字段中各段的位数。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：若Cache采用四路组相联映像：字块中含64个字节，字块的位数b=6。

Cache中含有256个字块，每组含有4个字块，所以组地址位数q=6。

主存容量为1MB，总位数为20。

主存字块标记位数t=20-6-6=8。

)
一个Cache一主存系统，采用50MHz的时钟，存储器以每个时钟周期(简称周期)传输一个字的速率，连续传输8个字，以支持块长为8个宁的Cache，每字4个字节。

假设读操作所花的时间为：1个周期接收地址，3个周期延迟，8个周期传输8个字：写操作所花的时间为：1个周期接收地址，2个周期延迟，8个周期传输8个字，3个周期恢复和写入纠错码。

求出对应上述几种情况的存储器最大带宽。

（分数：6.00）(1).全部访问为读操作。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：由于存储系统采用50MHz的时钟，故每个时钟周期为I／(50MHz)=0．02μs=20ns。

1)读操作的时间为T R =(1+3+8)×20ns=240ns读操作的带宽为B R =8／TR=8W／(240×10 -9 )s=33．3×10 6 w／s≈133．2MB／s(1M=2 20 ))
(2).全部访问为写操作。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：写操作的时间为T W =(1+2+8十3)×20ns=280ns写操作的带宽为B w =8／Tw=8W／(280×10 -9 )s=28．6×10 6 w／s≈114．4MB／s(1M=2 20 ))
(3).65％的访问为读操作，35％的访问为写操作。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：读／写操作加权后的时间为240ns×0．65+280ns×0．35=254ns加权平均带宽为B -9 )s=31．5×10 6 w／s≈126MB／s(1M=2 20 ))
a =8W／(254×10
表3-1表示使用快表(页表)的虚实地址转换条件，快表(见表3-2)存放在相联存储器中，其容量为8个存
储单元。

【上海大学2000年】问：（分数：6.00）
(1).当CPU按虚拟地址1去访问主存时，主存的实地址码是多少?
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：80324。

)
(2).当CPU按虚拟地址2去访问主存时，主存的实地址码是多少?
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：96128。

)
(3).当CPU按虚拟地址3去访问主存时，丰存的实地址码是多少?
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：快表(页表)中无记录。

)
29.主存储器容量为4MB，虚存容量为1GB，虚拟地址和物理地址各为多少位?根据寻址方式计算出来的有效地址是虚拟地址还是物理地址?如果页面大小为4KB，页表长度是多少?【上海大学2001年】
__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：该页面在1)因为虚存容量为1GB，2 30=IG，所以虚拟地址为30位。

因为主存容量为4MB，2 22 =4M，所以虚拟地址为22位。

2)根据寻址方式计算出来的有效地址是虚拟地址。

3)页表长度为1GB／4KB=2 18。

)
一个两级存储器系统有8个磁盘上的虚拟页面需要映像到主存中的4个页中。

某程序生成以下访存贞面序列：1，0，2，2，1，7，6，7，0，1，2，0，3，0，4，5，1，5，2，4，5，6，7，6，7，2，4，2，7，3。

【华中师范大学2001年】采用LRU替换策略，设初始时主存为空。

（分数：4.00）
(1).画出每个页号访问请求之后存放在主存中的位置。

__________________________________________________________________________________________
正确答案：(正确答案：见表3-4
(2).计算主存的命中率。

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：13／30=43％。

)。