微機原理與接口技術(shù)：15第6章 存儲器系統(tǒng) 習(xí)題6

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1、 交通信息與控制工程系教案（理論教學(xué)用） 課程名稱 微機原理與接口技術(shù) 第 15 次 第 7 周 2 學(xué)時 上課教室 WM1310 課程類型 專業(yè)基礎(chǔ)課 授課對象 自動化專業(yè) 章節(jié)名稱 第6章 存儲器系統(tǒng)（6.4,6.5,6.6） 教學(xué)目的 和要求 1． 熟練掌握存儲器與地址總線的連接； 2． 了解CACHE的概念和工作原理； 3． 了解8086/8088系統(tǒng)的存儲器管理方法 4． 了解現(xiàn)代計算機存儲器管理方法； 講 授 主要內(nèi)容及時間分配 存儲器與地址總線的連接 高速緩沖存儲器（40min） 存儲器管理；（35min） 硬盤、RAI

2、D和光盤原理；（15min） 教學(xué)重點 與難點 重點： 1． CACHE的概念和工作原理； 2． 086/8088系統(tǒng)的存儲器管理方法； 3． 現(xiàn)代計算機存儲器管理方法； 4． 存儲器與地址總線的連接。 難點： 1．存儲器與地址總線的連接。 要求掌握知識點和分析方法 1． 了解CACHE的概念和工作原理； 2．了解8086/8088系統(tǒng)的存儲器管理方法； 3．了解現(xiàn)代計算機存儲器管理方法； 4．存儲器與地址總線的連接。 啟發(fā)與提問 1． 為什么現(xiàn)代計算機要使用緩存？ 2．硬盤屬于什么存儲器？ 教學(xué)手段 多媒體 作業(yè)布置 思考題： 1．Wi

3、ndows的虛擬內(nèi)存在計算機程序運行中起什么作用，如何設(shè)置虛擬內(nèi)存？ 主 要 參考資料 備注 注：教案按授課次數(shù)填寫，每次授課均應(yīng)填寫一份。重復(fù)班授課可不另填寫教案。 長安大學(xué)講稿(第十五講) 講 授 內(nèi) 容 5.4 高速緩存（Cache) 為什么要在CPU和主存之間加Cache q “為了提高CPU訪問主存的速度”或：“為了解決CPU與主存之間的速度匹配問題”。 q 早期計算機的CPU與主存的工作速度較為接近，如IBM 904，CPU的機器周期（即總線周期）為12us，而主存的存取周期也是12us，此時主存的速度并不影響整機

4、的運算速度。 Cache基本原理 1. 程序訪問的局部性(locality of reference) q 對大量典型程序的運行情況的分析結(jié)果表明，在一個較短的時間間隔內(nèi)，由程序產(chǎn)生的地址往往集中在存儲器邏輯地址空間的很小范圍內(nèi)。 q 指令地址的分布本來就是連續(xù)的，再加上循環(huán)程序段和子程序段要重復(fù)執(zhí)行多次。因此，對這些地址的訪問就自然具有時間上集中分布的傾向。 q 數(shù)據(jù)分布的這種集中傾向不如指令明顯，但對數(shù)組的存儲和訪問以及工作單元的選擇都可以使存儲器地址相對集中。 q 這種對局部范圍的存儲地址頻繁訪問，而對此范圍以外的地址訪問甚少的現(xiàn)象，稱為“程序訪問的局部性”。 q 程序訪問

5、的局部性是Cache技術(shù)的基本依據(jù)。 Cache系統(tǒng)的基本組成 n 三個組成部分：①Cache模塊（SRAM）②主存（DRAM）③Cache控制器。 在高速緩存系統(tǒng)中，主存中保存著所在現(xiàn)行程序和數(shù)據(jù)，Cache中保存著主存的部分副本。 Cache的命中率 q 當(dāng)CPU訪問存儲器時，給出的地址要同時送往Cache和主存，首先檢查Cache，如果要訪問的數(shù)據(jù)已經(jīng)在Cache中，則CPU就能很快完成訪問，這種情況稱為Cache“命中”（Cache hit）； q 否則，CPU就必須從主存中提取數(shù)據(jù)，稱為Cache“失誤”（Cache miss）或Cache“未命中”。 q 如果組織得

6、好，那么程序所用的大多數(shù)的數(shù)據(jù)都可在Cache中找到，即在大多數(shù)情況下能命中Cache。 q Cache的“命中率”（hit rate）和Cache容量大小、Cache的控制算法、Cache的組織方式有關(guān)，當(dāng)然還和所運行的程序有關(guān)。 q 在80386系統(tǒng)中，使用組織較好的Cache系統(tǒng)，命中率可達95%[IBM 360，99%] Cache的數(shù)據(jù)更新方法 n 在Cache系統(tǒng)中，同樣一個數(shù)據(jù)可能既存在于Cache中，也存在主存中。這樣，當(dāng)數(shù)據(jù)更新時，可能Cache已更新，而主存未更新。這種情況會造成數(shù)據(jù)丟失。 n 另外，在有DMA控制器的系統(tǒng)和多處理器系統(tǒng)中，有多個部件可訪問主存

7、，這時，可能其中有些部件是直接訪問主存的，也可能每個DMA部件和處理器配一個Cache，這樣，主存的一個區(qū)塊可能對應(yīng)于多個Cache中的各一個區(qū)塊。 n 于是，又會產(chǎn)生主存中的數(shù)據(jù)被某個總線主部件更新過，而某個Cache中的內(nèi)容未更新，這種情況造成Cache中數(shù)據(jù)過時。 對前一種一致性問題“數(shù)據(jù)丟失”，有如下解決辦法： 貫穿讀出式 l CPU對主存的所有數(shù)據(jù)請求都首先送到Cache，在Cache中查找。若命中，則切斷CPU對主存的請求，并將數(shù)據(jù)送出；如果不命中，則將數(shù)據(jù)請求傳給主存。 旁路讀出式 n CPU向Cache和主存同時發(fā)出數(shù)據(jù)請求。如果命中，則Cache將數(shù)據(jù)回送給C

8、PU，并同時中斷CPU對主存的請求；若不命中，則Cache不做任何動作，由CPU直接訪問主存。 Cache讀操作的優(yōu)缺點 n 貫穿讀出式 優(yōu)點：降低了CPU對主存的請求次數(shù)； 缺點：延誤了CPU對主存的訪問時間。 n 旁路讀出式 優(yōu)點：沒有CPU訪問內(nèi)存的時間延誤； 缺點：每次都要讀內(nèi)存，占用了部分總線訪問時間。 寫穿式 n 從CPU發(fā)出的寫信號送Cache的同時也寫入主存。 回寫式 n 數(shù)據(jù)一般只寫到Cache，當(dāng)Cache中的數(shù)據(jù)被再次更新時，將原更新的數(shù)據(jù)寫入主存相應(yīng)單元，并接受新的數(shù)據(jù)。 Cache寫操作的優(yōu)缺點 n 寫穿式 優(yōu)點：操作簡單

9、； 缺點：由于主存的慢速，降低了系統(tǒng)的寫速度并占用 了部分系統(tǒng)總線時間。 n 回寫式 優(yōu)點：克服了CPU寫入內(nèi)存問題； 缺點：增加了Cache控制的復(fù)雜性。 對后一種一致性問題(即出現(xiàn)主存區(qū)塊更新而Cache未更新的情況)，一般有四種防止方法: (1). 總線監(jiān)視法 q 在這種方法中，由Cache控制器隨時監(jiān)視系統(tǒng)的地址總線，如其他部件將數(shù)據(jù)寫到主存，并且寫入的主存區(qū)塊正好是Cache中的區(qū)塊對應(yīng)位置，那么，Cache控制器會自動將Cache中的區(qū)塊標(biāo)為“無效”。 (2). 硬件監(jiān)視法 q 把主存中映象到Cache的區(qū)塊稱為已映象區(qū)塊，硬

10、件監(jiān)視法就是通過外加硬件電路，使Cache本身能觀察到主存中已映象區(qū)塊的所的存取操作。要達到這個目的，最簡單的辦法是所有部件對主存的存取都通過同一個Cache完成。 q 另一個辦法是每個部件配備各自的Cache，當(dāng)一個Cache有寫操作時，新數(shù)據(jù)既拷貝到主存，也拷貝到其他Cache，從而防止數(shù)據(jù)過時，這種方法也稱為廣播式。 (3)劃出不可高速緩存存儲區(qū)法 q 按照這種方式，要在主存中劃出一個區(qū)域作為各部件共享區(qū)，這個區(qū)域中的內(nèi)容永遠也不能取到Cache，因此，CPU對此區(qū)域的訪問也必須是直接的，而不是通過Cache來進行的。 q 用這種方法，便可避免主存中一個區(qū)塊映象到多個Cac

11、he的情況，于是也避免了數(shù)據(jù)過時的問題。 (4) Cache清除法 q 這種方法是將Cache中所有已更新的數(shù)據(jù)寫回到主存，同時，清除Cache中的所有數(shù)據(jù)。 q 在進行一次這樣的主存寫入時，系統(tǒng)中所有Cache作一次大清除，那么，Cache中自然不會有過時的數(shù)據(jù)。 Cache的分級體系結(jié)構(gòu) n 一級Cache：容量一般為8KB---64KB 一般可以完成80％的內(nèi)存請求； 指令Cache和數(shù)據(jù)Cache。 n 二級Cache：容量一般為128KB---2MB 剩余的20％的數(shù)據(jù)請求一般有80％可以在二級緩存中實現(xiàn)。 Pentium PC的Cache

12、 　Pentium PC機是一個單CPU系統(tǒng)，它采用了兩級Cache結(jié)構(gòu)。集成在Pentium CPU內(nèi)的Cache稱為L1級Cache，其容量為16KB。安裝在主板上的Cache稱之為L2級Cache，其容量為512KB，也采用2路組相聯(lián)映射方式，每行可以是32B、64B或128B　 Pentium 兩級Cache的工作環(huán)境 　Pentium 兩級Cache的工作環(huán)境如下圖所示。L2級Cache (512KB)采用了回寫法，遵循MESI協(xié)議，L2是主存的子集，保持與主存一致。CPU內(nèi)部的L1級Cache是L2的子集，采用寫一次法，同樣遵循MESI協(xié)議，維護L1與L2兩級之間的一致性，從而

13、保證了L1- L2-主存三級存儲系統(tǒng)的一致性?！? 5.5 存儲器管理 5.5.1 IBM PC/XT的存儲空間的分配 n 0－9FFFFH 640K基本RAM DOS專用 n 0A0000H-0BFFFFH 128K顯示RAM 顯卡專用 n 0C0000H-0EFFFFH 192K控制Rom 硬盤、顯示器 n 0F0000H-0FFFFFH 系統(tǒng)板上的ROM BIOS 8088尋址空間1M，Dos操作系統(tǒng)只能管理其中的640K，成為阻礙計算機發(fā)展的一個瓶頸。

14、n 因此，引入了存儲器管理的概念 n 目前，存儲器管理有三大模式 實地址模式 虛擬8086模式（V86模式） 虛地址保護模式 實地址模式 n 8086的工作模式，20根地址線能夠?qū)ぶ?M的地址空間； n 8086系統(tǒng)對存儲器按照分段的方法進行管理； n 邏輯地址： 段地址：偏移地址 n 物理地址：＝段地址×16＋偏移地址 n 系統(tǒng)啟動以后，進入實地址模式。 虛擬8086模式 n 386以上的CPU，支持的一種虛擬的工作模式。 n 能夠再虛擬的8086環(huán)境下，使操作系統(tǒng)能夠執(zhí)行DOS程序。 n 而且可以提供多個獨立的、相互隔離

15、的虛擬環(huán)境。 虛地址保護模式 虛擬存儲器 虛擬存儲器是指用磁盤的存儲空間來彌補主存空間的不足，使得程序人員能夠使用比主存實際空間更大的存儲空間來編寫和運行程序。 v 目的是解決內(nèi)存小、作業(yè)大、作業(yè)多的問題。 v 是由操作系統(tǒng)提供的一個假想的特大存儲器。原則是把一個程序當(dāng)前正在使用的部分放在內(nèi)存，而其它部分放在磁盤上，就啟動執(zhí)行它。 v 實現(xiàn)虛擬存儲技術(shù)的基礎(chǔ)是二級存儲器結(jié)構(gòu)和動態(tài)地址轉(zhuǎn)換機構(gòu)（程序運行時把邏輯地址轉(zhuǎn)換成物理地址，實現(xiàn)動態(tài)定位）。 虛擬存儲器的基本特征： 虛擬擴充：不是物理上，而是邏輯上擴充了內(nèi)存容量。 部分裝入：每個作業(yè)不是全部一次性地裝入內(nèi)存

16、，而是 只裝入一部分。 離散分配：不必占用連續(xù)的內(nèi)存空間。而是“見縫插針”。多次對換：所需的全部程序和數(shù)據(jù)要分成多次調(diào)入內(nèi)存。 虛擬存儲器受到的限制：指令中表示地址的字長，外存的容量。 n 采用虛擬存儲器的好處： n ⑴ 用戶編程可不必考慮內(nèi)存的大小問題 n ⑵ 作業(yè)先裝一部分進內(nèi)存，內(nèi)存可容納更多作業(yè)，提高CPU和內(nèi)存利用率，系統(tǒng)吞吐量提高。 虛擬存儲器經(jīng)常使用兩種基本管理技術(shù)： 段式存儲管理 段是程序模塊化設(shè)計的結(jié)果，即把程序中邏輯上相對獨立的部分設(shè)計

17、為不同的段, 再經(jīng)過連接程序連接成更大的程序。 頁式存儲管理，所分配的內(nèi)存沒有邏輯意義，它們用于存儲程序還是數(shù)據(jù)不得而知。無法在存儲區(qū)中設(shè)置共享與保護特性。為此，段式存儲管理，以程序的邏輯段為單位分配內(nèi)存。使程序的邏輯結(jié)構(gòu)中的段與內(nèi)存的段建立直接聯(lián)系。 頁式存儲管理 頁式存儲管理是把虛擬空間和主存空間都分成大小相同的頁（為二的整數(shù)冪個字），并以頁為單位進行虛存與主存間的信息交換。此時虛存地址和主存地址分別被分為虛存頁號、頁內(nèi)地址和主存頁號、頁內(nèi)地址，虛、實二頁號會不同，但使用相同的頁內(nèi)地址。 與段式存儲管 理不一樣，頁不是程序本身的結(jié)構(gòu)特性，而是從管理的角度人為

18、劃分的結(jié)果。設(shè)置和管理好頁表是頁式存儲管理的關(guān)鍵技術(shù)。 4. 分頁和分段的主要區(qū)別 (1) 頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭， 提高內(nèi)存的利用率?；蛘哒f， 分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要而不是用戶的需要。段則是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對完整的信息。 分段的目的是為了能更好地滿足用戶的需要。 (2) 頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機器硬件實現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面；而段的長度卻不固定， 決定于用戶所編寫的程序，通常由編譯程序在對源程序進行編譯時，根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。 (

19、3) 分頁的作業(yè)地址空間是一維的，即單一的線性地址空間，程序員只需利用一個記憶符，即可表示一個地址； 而分段的作業(yè)地址空間則是二維的，程序員在標(biāo)識一個地址時，既需給出段名， 又需給出段內(nèi)地址。 Windows XP的虛擬內(nèi)存 系統(tǒng)運行時，先要將所需的指令和數(shù)據(jù)從外部存儲器（如硬盤、軟盤、光盤等）調(diào)入內(nèi)存中，CPU再從內(nèi)存中讀取指令或數(shù)據(jù)進行運算，并將運算結(jié)果存入內(nèi)存中，內(nèi)存所起的作用就像一個“二傳手”的作用。當(dāng)運行一個程序需要大量數(shù)據(jù)、占用大量內(nèi)存時，內(nèi)存這個倉庫就會被“塞滿”，而在這個“倉庫”中總有一部分暫時不用的數(shù)據(jù)占據(jù)著有限的空間，所以要將這部分“惰性”的數(shù)據(jù)“請”出去，以騰出地

20、方給“活性”數(shù)據(jù)使用。這時就需要新建另一個后備“倉庫”去存放“惰性”數(shù)據(jù)。由于硬盤的空間很大，所以微軟Windows操作系統(tǒng)就將后備“倉庫”的地址選在硬盤上，這個后備“倉庫”就是虛擬內(nèi)存。 XP的虛擬內(nèi)存的設(shè)置 5．6硬盤及硬盤驅(qū)動器 5.6 硬盤管理 幾乎所有計算機都使用硬盤來存儲信息。從存儲角度，與內(nèi)存比較起來，硬盤有三個主要的優(yōu)點： （1）可用的存儲容量非常大 （2）每位的價格非常低 （3）電源關(guān)掉后信息不會丟失 硬盤存儲器管理 硬盤性能簡述 1. 數(shù)據(jù)的組織和格式 Ø 實際的硬盤都組織成多個盤片，每片分兩面，每面分成若干條磁道，磁道間有間隙

21、Ø 磁道又被分成許多扇區(qū)，每條磁道上扇區(qū)數(shù)目典型為10至100，每個扇區(qū)包含相同的字節(jié)數(shù)，相當(dāng)于一個盤塊 硬盤接口類型 n IDE： 并行ATA（即ATA/133）所能達到133MB/s。 n SCSI的英文全稱為“Small Computer System Interface 。 n SATA（Serial ATA）：Serial ATA 2.0的數(shù)據(jù)傳輸率將達到300MB/s，最終SATA將實現(xiàn)600MB/s的最高數(shù)據(jù)傳輸率。 六、低價磁盤的冗余陣列(RAID) Redundant Arrays of Inexpensive Disks 用 N 個低價磁盤構(gòu)成一個

22、統(tǒng)一管理的陣列，取代特貴單一磁盤是一個好的方案，它可以： 有 N個磁盤的容量 有 1/N 的訪問時間 有更高的性能價格比 對陣列盤采用冗余技術(shù)提高信息的可靠性。 RAID的級別從RAID概念的提出到現(xiàn)在,巳經(jīng)發(fā)展了多個級別,有明確標(biāo)準(zhǔn)級別分別是0、1、2、3、4、5等。但是最常用的是0、1、3、5四個級別。RAID為使用者降低了成本、增加了執(zhí)行效率,并提供了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。 ① RAID 0級數(shù)據(jù)分塊，即把數(shù)據(jù)分布在多個盤上非冗余陣列、無冗余信息嚴格地說,它不屬于RAID系列。 ② RAID 1級 亦稱鏡像盤，使用雙備份磁盤每當(dāng)數(shù)據(jù)寫入一個磁盤時，將該數(shù)據(jù)也寫到 另一個冗

23、余盤（鏡像盤），形成信息的兩份復(fù)制品。 特點：昂貴、系統(tǒng)可靠性高、效率低(冗余度太大，磁盤的利用率僅為50% 光盤存儲器 概述 CD（Compact Disc，高密盤）是采用光學(xué)方式來記錄和讀取二進制信息的，所以稱之為光盤。 光盤是一種數(shù)字式記錄存儲器，具有容量大、耐用、易保存、標(biāo)準(zhǔn)化等優(yōu)點，并且非常適合于大量生產(chǎn)，所以被廣泛地作為計算機軟件、多媒體出版物、計算機游戲等發(fā)行量大的電子出版物。 光盤在存儲多媒體信息方面具有以下主要的特點。 1．記錄密度高 2．存儲容量大 3．采用非

24、接觸方式讀/寫信息 4．信息保存時間長 5．不同平臺可以互換 6．多種媒體融合 7．價格低廉 1． 光盤的基本構(gòu)造 單面只讀光盤是由三種物質(zhì)重疊在一起組成的。 從底層向上依次是：基片（襯底）、存儲介質(zhì)（光敏膜層）和保護層?；且粋€關(guān)鍵的光學(xué)器件，存儲材料就附在基片上， 所以，基片實際起保護信息層的作用。  目前， 按光盤的讀/寫類型來分， 可分為 Ø 只讀型光盤（ROM）；  Ø DVD Ø 一次寫入型光盤（WORM）； 

25、 可擦除重寫光盤（REWRITE）。 習(xí)題6 6.8.已知RAM的容量為 （1）16K×8 （2）32K×8 （3）64K×8 （4）2K×8 如果RAM的起始地址為5000H，則各RAM對應(yīng)的末位地址為多少？ 【解】 首先畫出內(nèi)存單元示意圖 容易想不通的是16K的值用二進制表示為0100 0000 0000 0000，這一步直接表示成這個形式即可 （1）16K×8 【析】最后一個單元的地址-首地址+1=16KB= 24 ×210=（轉(zhuǎn)換為16進制） =0100 0

26、000 0000 0000 = 4000H ∴最后一個單元的地址=5000H+4000H-1=8FFFH （2）32K×8 【析】最后一個單元的地址-首地址+1=32KB= 25 ×210= 215D =（轉(zhuǎn)換為16進制） =1000 0000 0000 0000 = 8000H ∴最后一個單元的地址=5000H+8000H-1=D000H-1=CFFFH （3）64K×8 【析】最后一個單元的地址-首地址+1=32KB= 26 ×210= 216D =（轉(zhuǎn)換為16進制） =0001 0000 0000 0000 0000 =100

27、00H ∴最后一個單元的地址=5000H+10000H-1=15000H-1=14FFFH （4）2K×8 最后一個單元的地址-首地址+1=2KB= 21 ×210= 211D =（轉(zhuǎn)換為16進制） =0000 1000 0000 0000 = 0800H ∴最后一個單元的地址=5000H+0800H-1=5800H-1=57FFH 6.9.如果一個應(yīng)用系統(tǒng)中ROM為8KB，最后一個單元地址為57FFH,RAM緊接著ROM后面編址，RAM為16KB，求該系統(tǒng)中存儲器的第一個地址和最后一個單元地址。 【解】 首先畫出內(nèi)存單元示意圖 【析】首先，已知ROM

28、的最后一個單元地址為57FFH，那么RAM的第一個單元地址為 57FFH+1=5800H。 再求RAM的最后一個單元地址方法如下： 最后一個單元的地址-首地址+1=16KB= 24 ×210=（轉(zhuǎn)換為16進制） =0100 0000 0000 0000 = 4000H ∴最后一個單元的地址=5800H+4000H-1=9800H-1=97FFH 6.10.如果存儲器起始地址為1200H，末地址為19FFH，求該存儲器的容量。 【解】 首先畫出內(nèi)存單元示意圖 【析】最后一個單元的地址-首地址+1 = 存儲器容量 ∴ 存儲器容量 = 19FFH – 1200H +

29、 1 = 7FFH+1 = 800H 將800H寫成二進制形式 800H = 1000 0000 0000 =(轉(zhuǎn)換為10進制數(shù))= 211 = 2K ∴存儲器容量為2K 【補充習(xí)題】： 1．計算機的內(nèi)存和外存有什么區(qū)別? 答：內(nèi)存儲器(主存儲器)用來存放當(dāng)前機器運行的程序和數(shù)據(jù)，它是計算機主機的一部分，一般把具有一定容量且速度較高的存儲器作為內(nèi)存儲器，CPU可直接用指令對內(nèi)存儲器進行讀寫。在微機中通常用半導(dǎo)體存儲器作為內(nèi)存儲器。 外存儲器用來存放當(dāng)前暫時不用的程序和數(shù)據(jù)。外存儲器是存儲容量大、速度較低、位于主機之外的存儲器。CPU不能直接用指令對外存儲

30、器進行讀寫。 要使用外存儲器中的信息，必須先將它調(diào)入內(nèi)存儲器。 2．計算機的三級存儲系統(tǒng)是什么?解決了什么實際問題? 答：在現(xiàn)代微機中同時采用這兩種存儲層次，構(gòu)成cache—內(nèi)存—外存三級存儲系統(tǒng)。這三級存儲系統(tǒng)的形成，滿足了現(xiàn)代微型計算機對存儲系統(tǒng)的速度快、容量大且價格低廉的要求。 cache—內(nèi)存存儲系統(tǒng)解決了速度與成本的矛盾。 cache—內(nèi)存—外存三級存儲系統(tǒng)解決了存儲器的大容量和低成本之間的 矛盾。 3．已知某微機控制系統(tǒng)中的RAM容量為4K×8位，首地址為4800H，求其最后一個單元的地址。 答：最后一個單元的地址-首地址+1=4KB=212=1000

31、H ∴最后一個單元的地址=4800H+1000H-1=57FFH 6.13 若某微機有16條地址線，現(xiàn)用SRAM 2114（1K×4位）存儲芯片組成存儲系統(tǒng)，問采用線選譯碼時，系統(tǒng)的存儲容量最大為多少？需要多少個2114存儲器芯片？ 【析】 16條地址線為A0-A15，即CPU的尋址空間為64KB。 線選法是指高位地址不經(jīng)譯碼，直接作為存儲芯片的片選信號。每根高位地址線接一塊芯片，用低位地址線實現(xiàn)片內(nèi)尋址。 當(dāng)用存儲字長不是8位的芯片構(gòu)成內(nèi)存時，必須用多片合并在一起并行構(gòu)成具有8位字長的存儲單元。2114可同時用2片。 它們的地址線、控制線完全是并聯(lián)在一起的，數(shù)

32、據(jù)線則分別接在數(shù)據(jù)總線的不同位線上。 先考慮片內(nèi)尋址，因為每片2114是1K×4位，所以用A0-A9作為片內(nèi)選擇。每組是2片2114。 高位A10-A15用線選法可選通6組。 一共的芯片數(shù)為12片2114，因此系統(tǒng)存儲容量最大為12×1K×4位=6KB。 需要12片2114存儲器芯片。 6.14 設(shè)有一個具有14位地址和8位字長的存儲器，問： （1）該存儲器能存儲多少字節(jié)的信息？ （2）如果存儲器由1K×1位靜態(tài)RAM芯片組成，需要多少芯片？ （3）需要多少位地址作芯片選擇？ 【析】 （1）214=24×210=16KB

33、，即16KB字節(jié)信息 （2）1K×1位若要組成16K×8位,需要16×8片=128片。 （3）每片為1K×1位，片內(nèi)尋址主要考慮1K=210，即使用低位地址線A0-A9作片內(nèi)尋址，其余高位地址線A10-A13這4根做片選信號。需要譯碼出16組片選信號。 可采用4-16譯碼器74LS154。 6.15 用1024×1位的RAM芯片組成16K×8位的存儲器，需要多少個芯片？分為多少組？共需多少根地址線？地址線如何分配？試畫出與CPU的連接框圖。 【析】 1024×1位就是1K×1位，因為1K×1位×16×8=16K×8位，需要128個芯片， 由于要組成每8位為一組，所以需要16組。 低位地址要尋址1K空間，即A0-A9， 高位地址進行片選，需要尋址16組芯片，所以采用A10-A13，然后用4-16譯碼器74LS154產(chǎn)生譯碼輸出。