第5章 存储器(讲义)
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第5章虚拟存储器-选择题1.【2012统考真题】下列关于虚拟存储器的叙述中,正确的是()A.虚拟存储只能基于连续分配技术B.虚拟存储只能基于非连续分配技术C.虚拟存储容量只受外存容量的限制D.虚拟存储容量只受内存容量的眼制2.请求分页存储管理中,若把页面尺寸增大一倍而且可客纳的最大页数不变则在程序顺序执行时缺页中断次数会()A.增加B.减少C.不变D.可能增加也可能减少3.进程在执行中发生了缺页中断,经操作系统处理后,应让其执行()指令A.被中断的前一条B.被中断的那一条C.被中断的后一条D.启动时的第一条4.【2011统考真题】在缺页处理过程中,操作系统执行的操作可能是()Ⅰ.修改页表Ⅱ.磁盘1O Ⅲ.分配页框A.仅Ⅰ、ⅡB.仅ⅡC.仅ⅢD.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ5.【2013统考真题】若用户进程访问内存时产生缺页,则下列选项中,操作系回统可能执行的操作是()Ⅰ.处理越界错Ⅱ.置换页Ⅲ.分配内存A.仅Ⅰ、ⅡB.仅Ⅱ、ⅢC.仅Ⅰ、ⅢD.Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ6.虚拟存储技术是()A.补充内存物理空间的技术B.补充内存逻辑空间的技术C.补充外存空间的技术D.扩充输入/输出缓冲区的技术回7.以下不属于虚拟内存特征的是()A.一次性B.多次性C.对换性D.离散性8.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()A.该程序不应含有过多的O操作B.该程序的大小不应超过实际的内存容量C.该程序应具有较好的局部性D.该程序的指令相关性不应过多9.()是请求分页存储管理方式和基本分页存储管理方式的区别A.地址重定向B.不必将作业全部装入内存C.采用快表技术D.不必将作业装入连续区城10.下面关于请求页式系统的页面调度算法中,说法错误的是()A.一个好的页面调度算法应减少和迎免抖动现象C.LRU算法基于局部性原理,首先调出最近一段时间内最长时间未被访问过的页面D. CLOCK算法首先调出一段时间内被访问次数多的页面11考虑页面置换算法,系统有m个物理块供调度,初始时全空,页面引用串长度为P,包含了n个不同的页号,无论用什么算法,缺页次数不会少于()A.mB.pC.nD. min(n, n)12.在请求分页存储管理中,若采用FFO页面淘汰算法,则当可供分配的页数增加时,缺页中断的次数()A.减少B.增加C.无影响D.可能増加也可能减少13.设主存容量为IMB,外存容量为400MB,计算机系统的地址寄存器有32位,那么虚拟存储器的最大容量是()A. IMBB. 401MBC. IMB+232MBD.232B14.虚拟存储器的最大容量()A.为内外存容量之和B.由计算机的地址结构决定C.是任意的D.由作业的地址空间决定15.某虚拟存储器系统采用页式内存管理,使用LRU页面替換算法,考虑页面回访问地址序列18178272183821317137.假定内存容量为4个页面,开给时是空的,则页面失效次数是()A.4B.5C.6D.716.导致LRU算法实现起来耗费高的原因是()A.需要硬件的特殊支持B.需要特珠的中断处理程序C.需要在页表中标明特殊的页类型D.需要对所有的页进行排序17.在虚拟存储器系统的页表项中,决定是否会发生页故障的是()A.合法位B.修改C.页类型D.保护码18.在页面置换策略中,()策略可能引起抖动A. FIFOB. LRUC.没有一种D.所有19.虚拟存储管理系统的基础是程序的()理论A.动态性B.虚拟性C.局部性D.全局性20.用()方法可以实现虚拟存储A.分区合并B.覆盖、交换C.快表D.段合并21.请求分页存储管理的主要特点是()A.消除了页内零头B.扩充了内存C.便于动态链接D.便于信息共享22.在请求分页存储管理的页表中增加了若千项信息,其中修改位和访问位供()参考A.内存空间太小B.CPU运行速度太慢C.CPU调度算法不合理D.页面置换算法不合理24.在页面置換算法中,存在 Belady现象的算法是()A.最佳页面置换算法(OPT)B.先进先出置换算法(FIFO)C.最近最久未使用算法(LRU)D.最近未使用算法(NRU)25.页式虚拟存储管理的主要特点是()A.不要求将作业装入主存的连续区域B.不要求将作业同时全部装入主存的连续区域C.不要求进行缺页中断处理D.不要求进行页面置换26.提供虚拟存储技术的存储管理方法有()A.动态分区存储管理B.页式存储管理C.请求段式存储管理D.存储覆盖技术27.在计算机系统中,快表用于()A.存储文件信息B.与主存交换信息C.地址变换D.存储通道程序28.在虚拟分页存储管理系统中,若进程访问的页面不在主存中,且主存中没有可用的空闲帧时,系统正确的处理顺序为()A.决定淘汰页→页面调出一缺页中断一页面调入B.决定淘汰页→页面调入一缺页中断一页面调出C.缺页中断→决定淘汰页一页面调出一页面调入D.缺页中断→决定淘汰页→页面调入→页面调出29.已知系统为32位实地址,采用48位虚拟地址,页面大小为4KB,页表项大小为8B,假设系统使用纯页式存储,则要采用()级页表,页内偏移()位A.3,12B.3,14C.4,12D.4,1430.下列说法中,正确的是()Ⅰ.先进先出(FIFO)页面置換算法会产生 Belady现象Ⅱ.最近最少使用(LRU)页面置換算法会产生 Belady现象Ⅲ.在进程运行时,若其工作集页面都在虚拟存储器内,则能够使该进程有效地运行否则会出现频繁的页面调入/调出现象IV.在进程运行时,若其工作集页面都在主存储器内,则能够使该进程有效地运行则会出现频繁的页面调入/调出现象A.Ⅰ、ⅢB.Ⅰ、ⅣC.Ⅱ、ⅢD.Ⅱ、Ⅳ31.测得某个采用接需调页策略的计算机系统的部分状态数据为:CPU利用率为20%,用于交换空间的磁盘利用率为97.7%,其他设备的利用率为5%由此判断系统出现异常,这种情况下()能提高系统性能A.安装一个更快的硬盘 C.增加运行进程数用率为99.7%,其他1O设备的利用率为5%,下面()措施将可能改进CPU的利用率Ⅰ.增大内存的容量Ⅱ.增大磁盘交换区的容量Ⅲ.减少多道程序的度数IV.增加多道程序的度数 V.使用更快速的磁盘交换区 VI.使用更快速的CPUA.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IVB.Ⅰ、ⅢC.Ⅱ、Ⅲ、VD.Ⅱ、Ⅵ33.【2011统考真题】当系统发生抖动时,可以采取的有效措施是()Ⅰ.撤销部分进程Ⅱ.增加磁盘交换区的容量Ⅲ.提高用户进程的优先级A.仅ⅠB.仅ⅡC.仅ⅢD.仅Ⅰ、Ⅱ34.【2014统考真题】下列措施中,能加快虚实地址转换的是()Ⅰ.增大快表(TLB)容量Ⅱ.让页表常驻内存Ⅲ.增大交换区(swap)A.仅ⅠB.仅ⅡC.仅Ⅰ、ⅡD.仅Ⅱ、Ⅲ35.[2014统考真题】在页式虚拟存管理系统中,采用某些页面置換算法会出回现 Belady异常现象,即进程的缺页次数会随着分配给该进程的页柜个数的增加而增加。
计算机组成原理讲义计算机组成原理是一门研究计算机硬件和软件协同工作的学科。
它研究计算机系统的组成、结构、工作原理和设计方法,涉及到计算机的各个层次、各个组成部分和各种操作。
计算机组成原理作为计算机科学和计算机工程的基础课程,对于理解计算机的工作原理和提高计算机系统设计和性能优化具有重要意义。
首先,计算机组成原理涵盖了计算机的硬件组成。
计算机的硬件部分主要包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出设备和总线等。
中央处理器是计算机的核心部件,又被称为计算机的大脑。
它包括算术逻辑单元(ALU)和控制单元(CU),负责执行指令、算术运算和逻辑运算等。
存储器用于存储数据和指令,分为主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘、固态硬盘等)。
输入输出设备用于与计算机交互,包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
总线用于连接计算机的各个组成部分,包括数据总线、地址总线和控制总线等。
了解计算机硬件组成,对于设计和优化计算机系统具有重要意义。
其次,计算机组成原理涉及计算机的工作原理。
计算机的工作原理主要包括数据的表示和存储、指令的执行和流水线技术等。
数据的表示和存储是计算机进行数据处理的基础。
计算机使用二进制表示数据,将数据存储在内存中。
指令的执行是计算机进行计算和逻辑操作的基本单元。
计算机通过解码和执行指令,对数据进行处理。
流水线技术是提高计算机执行效率的一种重要方法。
通过将指令执行分解成多个阶段,可以提高指令的吞吐量。
计算机组成原理对于理解计算机工作原理和提高计算机系统性能具有重要意义。
最后,计算机组成原理涉及计算机的设计方法。
计算机的设计方法包括指令系统的设计、组合逻辑电路的设计和微程序设计等。
指令系统的设计是计算机体系结构的基础,决定了计算机的功能和性能。
组合逻辑电路设计是实现计算机各个功能模块的基础,包括加法器、乘法器、寄存器和控制电路等。
微程序设计是实现指令的执行和控制的基础,将指令分解成微指令并存储在控制存储器中。
计算机原理存储器
计算机原理中,存储器是指计算机用来存储数据和程序的部件。
存储器一般分为内存和外存两种类型。
内存是计算机中用于存储当前运行程序和数据的存储器。
它分为主存和辅存两部分。
主存是计算机中最主要的存储器,由半导体存储芯片构成,通常包括随机访问存储器(RAM)和只
读存储器(ROM)。
RAM具有读写功能,用于临时存储运行
程序和数据,数据可以快速读取和写入。
而ROM是只读存储器,其中的数据是固化的,无法进行修改。
主存的容量通常较小,但速度快。
外存主要是指硬盘、光盘等可以作为辅助存储器使用的设备。
相比主存,外存容量大,但速度较慢。
外存被用于长期存储程序和数据,能够持久保存。
计算机在运行过程中,通常需要将外存中的数据加载到主存中进行操作。
存储器在计算机中起到了至关重要的作用,它直接影响到计算机的性能和数据的处理速度。
不同类型的存储器在容量、速度和价格等方面有所差异,计算机系统需要根据不同的需求来选择合适的存储器组合。
存储器工作原理
存储器是计算机中用于存储和读取数据的设备。
它是计算机内部的一个重要组成部分,其工作原理可以分为存储和检索两个过程。
在存储数据的过程中,存储器将数据按照一定的格式和顺序存放在不同的存储单元中,如字节、字等。
每个存储单元都有一个唯一的地址,通过地址可以找到对应的存储单元。
数据在存储器中的位置由计算机的操作系统进行管理。
当计算机需要从存储器中读取数据时,它会根据指定的地址来找到对应的存储单元,并将存储单元中的数据读取出来。
读取的过程类似于找到书架上特定位置的一本书并将其取下。
存储器的工作原理可以分为随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种类型。
RAM是一种易失性存储器,也就是说,当计算机断电时,其中存储的数据会丢失。
RAM可以随机访问,即可以根据指定的地址直接读取或写入数据。
RAM通常被用作临时存储器,用于存放正在运行的程序、临时数据和用户输入等。
ROM是一种非易失性存储器,其中的数据不会因为计算机断电而丢失。
ROM中的数据通常是由厂商预先写入的,用户无法进行修改。
ROM常用于存储计算机的固件和操作系统等关键信息。
总的来说,存储器通过存储和检索数据的过程来实现数据的长期保存和快速读取。
它在计算机系统中扮演着重要的角色,对于计算机的运行和数据处理起着至关重要的作用。
1
第5章 存储器
存储器概述
5.1半导体存储芯片与CPU 的连接
5.28088系统的存储器接口5.48086系统的存储器接口
5.58086/8088的存储器组织
5.3
4
5.1 存储器概述
半导体存储器的分类5.1.1典型的半导体存储器芯片
5.1.3半导体存储器芯片的结构 5.1.255.1.1 半导体存储器的分类
随机存取存储器1只读存储器
2
71.随机存取存储器RAM
存储器中的信息既可以读又可以写。
RAM 中的信息在掉电后立即消失,是一种易失性存储器(volatile memory )。
分为:
⏹静态RAM(SRAM)⏹动态RAM(DRAM)
12
5.1.2 半导体存储器芯片的结构
175.1.3 典型的半导体存储器芯片
SRAM 芯片HM61161DRAM 芯片Intel 21642EPROM 芯片Intel 2732A
3
18
1.静态RAM(SRAM)芯片HM6116
高速静态CMOS 随机存取存储器。
有11条地址线A 0~A 11、8条数据线I/O 1~I/O 8,可构成2KB 的内存。
有3条控制线:
⏹片选信号CE :用来选择芯片;⏹写允许信号WE :控制读/写操作;⏹输出允许信号OE :用来把数据输出到数据线。
个单元,20
3.只读存储器(EPROM)芯片Intel 2732A
存储容量为4K ×8b ,有12条地址线A 11~ A 0,8条数据线O 7~O 0。
CE 为芯片允许信号,用来选择芯片;OE/V PP 为输出允许信号及编程电源输入线。
当CE 为低电平时,若OE/V PP 也为低电平,对存储器进行读操作;若OE/V PP 加上21V 编程电压时,对存储器重新编程。
21
5.2 半导体存储芯片与CPU 的连接
这是本章的重点内容
SRAM 、EPROM 与CPU 的连接
译码方法同样适合I/O 端口
数据线的连接★地址线的连接★片选端的连接
★读写控制线的连接
★存储芯片与CPU 连接时应考虑的问题
★23位扩展
等效为
64K ×8位
A 15~A 0
D 7~D 0
R/W
CS 图5.10 由64K×1位芯片位扩展组成64K×8位存储器(P.127)
芯片的片选信号并联,可接CPU 控制总线中的存储器选择信号(IO/M ),也可接地址线高位或地址译码器输出端(后述)。
25片内译码
000H 001H 002H …3FDH 3FEH 3FFH
全0
全1
00...0000...0100...10...11...0111...1011 (11)
范围(16进制)
A 9~A
36
地址范围
12
××××××××××
A 19~ A 1504000H ~05FFFH 02000H ~03FFFH
全0~全1全0~全1
1 00 1
一个可用地址A 12~A 0A 14 A 13
切记: A 14 A 13=00的情况不能出现00000H ~01FFFH 的地址不可使用
切记: A 14 A 13=00的情况不能出现00000H ~01FFFH 的地址不可使用
38
5.存储芯片与CPU 连接时应考虑的问题
存储芯片与CPU 总线的连接,还有两个很重要的问题:
CPU 的总线负载能力
⏹CPU 能否带动总线上包括存储器在内的连接器件
存储芯片与CPU 总线时序的配合
⏹CPU 能否与存储器的存取速度相配合
39
5.3 8086/8088的存储器组织
8086存储器组织18088存储器组织
2
40
1.8086存储器组织
图2.22 8086的存储器组织(P.44)
41
偶区和奇区的解释42
表2.7 奇偶区的选择
8086系统的存储器为什么要分为奇区和偶区两部分?
43信息的存放
偶字节
奇字节
偶字
奇字
MOV AL, [2000H]
MOV AL, [2001H]MOV AX, [2000H]
MOV AX, [2001H]
图5.6 由8088CPU 组成的8位存储器系统
47图5.14 8088系统字位扩展的接线图48
表5.5 图5.14存储器芯片的地址范围
495.5 8086系统的存储器接口
54
图5.13 16位系统全译码法字扩展接线图
55表5.4 图5.13存储器芯片的地址范围
59思考题
某PC 机内存的地址译码器如图所示,试回答以下问题:(1)每片RAM 的最大容量为多少单元?为什么?(2)写出RAM 0、RAM 1的地址范围(假设每片RAM 的容量为8KB )。