【计组不挂科】计算机组成第四章＜ 存储器层次结构 ＞习题库（选择题＆判断题＆填空题＆填空计算题）（含答案与解析）

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一.选择题

1.存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来（）

A.存放数据 B.存放微程序 C.存放数据和程序 D.存放程序

• 答案：C

2.下列存储器中不是半导体存储器的是（）

A.静态存储器 B.动态存储器 C.U盘 D.光盘

• 答案：D

3.某机器字长为32位，某存储容量为1，若按字编址，它的寻址范围为（）

A.256KB B.1M C.512KB D.256K

• 答案：D

4.和外存相比，内存的特点是( )

A.容量小、速度慢、成本低 B.容量大、速度快、成本低 C.容量小、速度快、成本高 D.容量大、速度慢、成本高

• 答案：C

5.某SRAM芯片的存储容量为256KX4位，则该芯片的地址线、数据线分别为()()

A.20,8 B.8,20 C.18,4 D.4,18

• 答案：C

6.在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是（）

A.提高内存可靠性 B.增加内存容量 C.降低存储器容量 D.解决CPU和主存之间的速度匹配问题

• 答案：D

7.下列部件(设备)中，存取速度最快的是（）

A.CPU的寄存器 B.软盘存储器 C.光盘存储器 D.硬盘存储器

• 答案：A

8.某计算机字长为16位，它的主存容量为64B，按字编址，则它可寻址范围是（）

A.32K B.64K C.16KB D.32KB

• 答案：A

9.下列因素中，与cache的命中率无关的是( )

A.cache的容量 B.cache块的大小 C.主存的存取时间 D.cache的组织方式

• 答案：C

10.有关高速缓冲存储器(cache)的说法正确的是( )

A.只能在CPU以内 B.若存在Cache，CPU就不能再访问内存 C.CPU内外都可设置Cache D.只能在CPU以外

• 答案：C

11.Cache由高速的( )组成

A.ROM B.DRAM C.Flash D.SRAM

• 答案：D

12.计算机的存储器采用分级(分层)方式是为了()

A.操作方便 B.解决容量、价格、速度三者之间的矛盾 C.保存大量数据方便 D.减少主机箱的体积

• 答案：B

13.常用的虚拟存储器寻址系统由( )两级存储器组成

A.Cache-主存 B.主存-硬盘 C.Cache-辅存 D.主存-辅存

• 答案：D

14.某容量为256MB的存储器，由若干4M*8位的DRAM芯片构成，该DRAM芯片的地址引脚和数据引脚总数是( )

A.36 B.30 C.19 D.22

• 答案：C

15.采用指令cache与数据cache分离的主要目的是

A.提高cache的命中率 B.减少指令流水线资源冲突 C.减低CPU平均访问时间 D.减低cache的缺失损失

• 答案：B

16.在表示存储器容量时，1KX8表示( )

A.存储器中有8000个存储器元 B.有1000个存储单元，每个单元为8bit C.有1k个存储器单元，每个单元可存一个字节 D.访问时需要20位地址线

• 答案：C

17.SRAM是静态随机存取存储器，存储单元为非破坏性读出，可性高，速度快。如果不停电，其存储信息( )

A.很容易丢失 B.需要周期性刷新 C.需要经常检查 D.长久保存

• 答案：D

18.动态RAM的特点是( )

A.工作中需要动态地改变访存地址 B.每隔一定时间，需要根据原存内容重写一遍即刷亲。 C.工作中存储内容会产生变化 D.每次读出后，需根据原存内容重写一次。

• 答案：B

19.虚拟存储管理系统的基础是程序访问的局部性理论，此理论的基本含义是( )

A.在程序的执行过程中，程序对主存的访问是不均匀的。 B.代码的顺序执行。 C.时间和空间局部性 D.程序在主存的局部空间内执行

• 答案：C

20.下列关于闪存(Flash memory)的叙述中，错误的是( )

A.采用随机访问方式，可替代计算机外部存储器 B.信息可读可写，并且读、写速度一样快 C.存储元由MOS管组成，是一种半导体存储器 D.掉电后信息不丢失，是一种非易失性存储器

• 答案：B

21.下列部件(设备)中，存取容量最大的是( )

A.主存 B.CPU的寄存器 C.Cache D.硬盘存储器

• 答案：D

22.下面有关半导体存储器组织的叙述中，错误的是( )

A.存储器的核心部分是存储体，由若干存储单元构成 B.同一个存储器中，每个存储单元的宽度可以不同 C.存储单元由若干个存放0或1的存储元件构成 D.一个存储单元有一个编号，就是存储单元的地址

• 答案：B

23.在下列存储器中,( )可以作为主存储器。

A.半导体存储器 B.光盘 C.硬盘 D.磁带

• 答案：A

24.某SRAM芯片的存储容量为256K*4位，则该芯片的地址线和数据线分别为( )

A.4,18 B.8,20 C.20,8 D.18,4

• 答案：D

25.虚拟存储器可以实现（）

A.逻辑上扩大主存储器的存储空间，并能进行自动管理和调度 B.提高主存储器的存取速度 C.扩大外存储器的存储空间 D.提高外存储器的存取周期

• 答案：A

26.存储周期是指( )

A.存储器的写入时间 B.指令执行时间 C.存储器进行连续读或写操作所允许的最短间隔时间 D.存储器进行连续写操作允许的最短间隔时间

• 答案：C

27.存储单元是指( )

A.存放两个字节的所有存储元集合 B.存放一个二进制信息位的存储元存放一个机器字的所有存储元集合 C.存放一个字节的所有存储元集合

• 答案：C

28.EPROM是指（ ）

A.随机读写存储器 B.电擦可编程只读存储器 C.可读可写存储器 D.光擦可编程只读存储器

• 答案：D

29.下列说法中正确的是（ ）

A.cache的功能全部由硬件实现 B.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 C.虚拟存储器的功能全部由硬件实现 D.多体交叉存储器主要解决扩充存储容量问题

• 答案：A

30.字节是存储器的基本单位，字节的长度是（ ）

A.16bit B.8bit C.1bit D.32bit

• 答案：B

二.判断题

1.引入虚拟存储系统的目的是提高存储速度

• 答案：错误

2.调入CACHE的内容主存一定有副本。

• 答案：对

3.主存/CACHE存储器的访问“时间比”小于辅存/主存的访问“时间比”。

• 答案：对

4.一个主存块只能映像到CACHE的某个特定行（块）地址的映像方式称为直接映像。

• 答案：对

5.任何存储器都有记忆能力，其中信息不会丢失。

• 答案：错误

6.程序可在辅助存储器中直接运行。

• 答案：错误

7.因为半导体存储器加电后才能存储数据，断电后数据就丢失了，因此EPROM做成的存储器，加电后必须重写原来的内容。

• 答案：错误

8.存储单元是存储一个二进制信息的存储元。

• 答案：错误

9.设置 Cache 的主要目的是提高内存的整体访问速度。

• 答案：正确

10.主存储器中采用双译码结构的主要目的是提高存取速度。

• 答案：错误

11.主存储器中采用双译码结构的主要目的是降低成本。

• 答案：错误

12.在具有虚拟存储器的系统中，根据寻址方式计算出来的有效地址是辅存地址。

• 答案：错误

13.EPROM,可擦写可编程的ROM，可以被用户编程多次。靠紫外线激发浮置栅上的电荷以达到擦除的目的。

• 答案：正确

14.CACHE和虚拟存储器均由硬件实现的。

• 答案：错误

15.实现主存地址与CACHE地址的映射是由硬件自动完成的。

• 答案：正确

16.光盘属于外存储器，也属于辅助存储器

• 答案：正确

17.访问存储器的请求是由CPU发出的。

• 答案：错误

三.填空题

1.设某机器的Cache采用4路组相联映射方式，已知cache容量为16KB，主存容量为2Mb，每个块有8个字，每个字为32b。Cache起始为空，CPU从主存单元0、1、……、100依次读出101个字（一次读出一个字），并重复操作11次，则Cache的命中率为_______________% 。（答案中不能填计算算式，必须填写计算后的最终阿拉伯数字结果，结果要求保留一位小数，而且数字后不需要填写%）

• 90.9%

2.衡量存储器性能的指标主要有3个：________________、存储器的速度和存储器的价格。

• 存储容量

3.半导体内存储器按使用功能可以分为RAM和______________两种。（请用大写英文缩写填写）

• ROM

4.DRAM的集中式刷新、分散式刷新和异步式刷新，______________刷新会出现死区。

• 集中式

5.程序局部性原理认为，在一个较短的时间间隔内，程序访问的地址往往集中在一个不大的范围内，它包括时间局部性和___________局部性两种。

• 空间

6.在存储层次中，为了将辅存（主存）中的信息调入主存（高速缓存），用某种算法将辅存（主存）地址定位到主存（高速缓存）中，这个过程称为__________映射。（答案请用中文填写）

• 地址

7.存储器的存储单元地址译码有单向译码和_____________译码两种方式

• 双向

8.在存储层次中，Cache是为了提高主存的___________，而虚拟存储器是为了扩大主存的逻辑容量。（答案请用中文填写）

• 访问速度

9.主存储器存储容量扩展有位扩展、字扩展和________________扩展三种。(答案请用中文表示）

• 字位扩展

10.存储系统的层次结构主要有2个层次，其中一个是Cache-主存层次，另外一个是_______________。

• 内存-辅存

11.SRAM与DRAM存储器相比，DRAM的集成度比SRAM________________。

• 高

12.主存储器与CACHE的地址映射方式中，直接映射的命中率要比组相联映射_____。（答案请用中文填写）

• 低

13.主存地址与Cache的地址映射方式有直接相联、_________相联和组相联三种。（答案请用中文填写）

• 全

14.CACHE的内容只是主存的副本，为了保证与主存内容的一致，常用的写策略通常有写贯穿法和_________法两种。（答案请用中文表示）

• 写回

15.虚拟存储器的实现方式有3种：页式、段式和_____。

• 段页

16.对存储器的要求是速度快、容量大、成本低，为解决这三者的矛盾，计算机采用_____体系结构。

• 分层

17.某存储器芯片的存储容量为4K×12位，则它的地址线为____位，数据线12位。

• 12

18.Cache的映射方式有直接映象、全相联映象、和组相联映象三种,其中 _____方式，适度地兼顾了前两者的优点又尽量避免其缺点，比较理想。

• 组相联映象

19.主存中每一块都可映射到Cache中任何块的地址映射方式称为________。

• 全相联映射

20.存储器的存储容量一般以______为单位。（答案请用中文填写）

• 字节

21. DRAM刷新电路的工作方式一般有____、分散式刷新和异步刷新3种。

• 集中式刷新

四.填空计算题

1.用一个512K8位的Flash存储芯片组成一个4M32位的半导体只读存储器，假如只读存储器采用字节编址，请回答：

1.该只读存储器的数据线为__[空1]___位。 2.该只读存储器的地址线为[空2]__位。 3.共需[空3]_片这种Falsh存储芯片。 4.需要[空4]__片这种Flash存储芯片进行位扩充。 5.需要[空5]______组这种Flash存储芯片进行字扩充。 注意：请用阿拉伯数字填写，不要填写公式或其他单位

• 32
• 24
• 32
• 4
• 8

2.设主存容量为3个页面，进程对页面的需求序列为1、2、3、4、2、1、5、6、2、1、2、3、7、6、3、2、1、2、3、6，请计算：

1.如果按FIFO（先进先出）替换算法（替换策略）则命中次数为__【空1】___次。 2.如果按LRU（最近最少使用）替换算法（替换策略）则命中次数为【空2】_____次。 注意：数字请用阿拉伯数字表示

• 4
• 5

3.设某机主存容量为16MB，按字节编址，Cache的容量为16KB。Cache分块，每块容量为8个字，每个字32位。设计一个四路组相联映射（即Cache每组内共有4个块）的Cache组织，请回答：

1.主存地址字段中标记字段为___________位。 2.主存地址字段中组地址字段为___________位。 3.主存地址字段中块内地址字段为___________位（块内按字节编址）。 4.若Cache初始状态为空，CPU依次从主存第0、1、2、3、4、…、99号字单元读出100个字（主存一次读出一个字），则Cache命中次数为_________次。 注意：用阿拉伯数字填写

• 12
• 7
• 5
• 87

4.有一个1M×32位的存储器，由128K×8位的DRAM芯片（芯片的内部单元组成一个1024×1024结构的阵列）构成，试问：

（1）需要【空1】个这种芯片。 （2）采用异步刷新方式，且要求单元刷新间隔不超过8ms，则刷新信号周期是【空2】微秒（us）（答案保留4位小数）。

• 32
• 7.8125

5.某计算机主存按字节编址，已知该机器主存容量为256MB，虚存容量为4GB，试问虚地址（逻辑地址）为_____【空1】__位，实地址（物理地址）为【空2】______位，如果采用分页式虚拟存储器管理，每个页面为4KB，页表项为2字节，则页表最大占用【空3】__字节（B)。（请填写阿拉伯数字，存储容量单位用M）

• 32
• 28
• 2M

6.某请求分页(采用页式存储管理）存储管理系统，允许用户空间为 32 个页面（每页 1KB），主存为 16KB，如一个用户程序有 10 页长，且在某时刻该用户进程的页表如下所示。（注意页表中的页号、物理块号为十进制，具体地址转换的时候要化为二进制）请完成逻辑地址（虚拟地址）到物理地址的转换，把结果填写在相应位置上。

1.逻辑地址0AC5H，请问此地址对应的页号是___【空1】（请填写十进制数），对应的物理地址是【空2】H（请填写十六进制数）。注意0AC5H地址中的H为十六进制 2.逻辑地址1AC5H，请问此地址对应的页号是【空3】（请填写十进制数），对应的物理地址是【空4】___________H（请填写十六进制数）。注意1AC5H地址中的H为十六进制 提示：根据每页1KB可以计算得出页内偏移，根据给出的逻辑地址化为二进制，除去页内偏移的二进制数即为页号，根据页号在页表中查找对应的物理块号，然后把物理块号和页内偏移拼接在一起得到物理地址。

• 2
• 12C5
• 6
• 0AC5

7.某分页虚拟存储系统的逻辑地址（虚拟地址）为 16 位，其中高 6 位为页号，低 10 位为页内偏移量，则在这样的地址结构中，请回答：

1.一页有__[空1]_KB。 2.逻辑地址（虚拟地址）空间可分[空2]___页。 3.使用这种逻辑地址的一个作业（程序）最大的使用空间是[空3]____KB。 注意：答案请用阿拉伯数字。KB为K字节的意思。

• 1
• 64
• 64

8.设某8b的机器其地址总线为20b，其1MB的存储器由RAM和ROM两部分组成，其中ROM占128KB（使用64K×8b的芯片），剩余的为RAM空间（使用128K×4b的芯片），试问：

（1）ROM芯片需用___________片 （2）RAM芯片需用___________片

• 2
• 14

9.设主存容量为3个页面，进程对页面的需求序列为3，4，2，6，4，3，7，4，3，6，3，4，8，4，6，请计算：

1.如果按FIFO（先进先出）替换算法（替换策略）则命中次数为__【空1】，如果主存容量为4个页面，则命中次数又为【空2】。 2.如果按LRU（最近最少使用）替换算法（替换策略）则命中次数为【空3】，如果主存容量为4个页面，则命中次数又为____【空4】________。 注意：答案请用阿拉伯数字表示

• 3
• 6
• 6
• 9

10.设有一个具有13位地址和8位字长的存储器，请计算：

(1）该存储能存储_【空1】___KB(K字节)信息。 (2)如果存储器由1K×4位RAM芯片组成，需要【空2】_片，分为【空3】__组。 (3）需要地址的【空4】____位作为芯片选择。

• 8
• 16
• 8
• 3

11.某处理器包含一个片内CACHE，容量为8KB（8K字节），且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。

当CACHE未命中时，以分组方式从主存读取4个字到CACHE，假定主存容量为16MB。 请计算： （1）CACHE共分为_【空1】组。 （2）写出主存的字节地址（按字节编址）的格式， 即主存的标记字段占_【空2】位， CACHE组地址字段占【空3】位， 块（行）内地址字段占【空4】_位。

• 128
• 13
• 7
• 4

12.设主存容量为3个页面，进程对页面的需求序列为1，2，5，3，1，2，4，1，2，5，3，4,请计算：

1.如果按FIFO（先进先出）替换算法（替换策略）则命中次数为__【空1】，如果主存容量为4个页面，则命中次数又为【空2】。 2.如果按LRU（最近最少使用）替换算法（替换策略）则命中次数为【空3】，如果主存容量为4个页面，则命中次数又为____【空4】________。 注意：数字请用阿拉伯数字表示

• 3
• 2
• 2
• 4

13.某处理器包含一个片内CACHE，容量为16KB（16K字节），且采用4路组相联结构，块的大小为4个32位字。

当CACHE未命中时，以分组方式从主存读取4个字到CACHE，假定主存容量为16MB。 请计算： （1）CACHE共分为_【空1】组。 （2）写出主存的字节地址（按字节编址）的格式， 即主存的标记字段占_【空2】位， CACHE组地址字段占【空3】位， 块（行）内地址字段占【空4】位。 (3)主存地址34ABE4H映射到CACHE的第_【空5】_______组。

• 256
• 12
• 8
• 4
• 190

14.有一个具有12位地址和4位字长的存储器，请计算：

(1）该存储器能存储_【空1】___KB(K字节)信息。 (2)如果存储器由1K×1位RAM芯片组成，需要【空2】__片。 (3）需要地址【空3】____位作为芯片选择。

• 2
• 16
• 2

15.有一个32K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内部是128×128结构）构成，存储器读/写周期为400纳秒（ns）。请计算：

（1）需要【空1】片DRAM芯片。 （2）采用异步刷新方式，如单元刷新间隔为2ms，则刷新信号周期是【空2】微秒（us）（答案保留3位小数）。 （3）如果采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用_【空3】_微秒（us）（答案保留1位小数）。

• 32
• 15.625
• 51.2

16.有一个64K×16位的存储器，由16K×1位的DRAM芯片（芯片内部是128×128结构）构成，存储器读/写周期为500ns。请计算：

（1）需要【空1】片DRAM芯片。 （2）采用异步刷新方式，如单元刷新间隔不超过2ms，则刷新信号周期是【空2】微秒（us）。 （3）如果采用集中刷新方式，存储器刷新一遍最少用_【空3】_微秒（us）时间。

• 64
• 15.625
• 64

17.某机字长16位，CPU地址总线18位，数据总线16位，存储器按字编址。请回答以下问题：

（1）该机可以配备的最大主存容量为___【空1】KB（K字节）。 （2）该机主存采用64K×1位的DRAM芯片（内部为4个128×128阵列）构成最大主存空间， 则需【空2】_个芯片； 若采用异步刷新方式，单元刷新间隔为2ms，则刷新信号的周期为【空3】___微秒（us）。 （3）若为该机配备2K×16位的CACHE，每块（行）8B（字节），采用2路组相联映射方式， 试写出对主存地址的划分，即主存的标记字段占【空4】_位， CACHE组地址字段占【空5】__位， 块（行）内地址占【空6】__位。 若主存地址为462EH，则该地址可映射到CACHE的第【空7】_____组。

• 512
• 64
• 15.625
• 8
• 8
• 2
• 139