第3章 存儲系統(tǒng)
一、名詞解釋：
歷年真題：
（2001年）2.DRAM：動態(tài)隨機訪問存儲器，利用電容電荷存儲信息。
（2001年）6.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產生的地址。
（2001年）10.隨機存取方式：可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關。
六年以來就考了這3個名稱解釋，而且近4年都沒有考，所以第三章的名稱解釋不是考試的重點，這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做選擇題及填空題。
1.RAM：隨機訪問存儲器，能夠快速方便的訪問地址中的內容，訪問的速度與存儲位置無關。
2.ROM：只讀存儲器，一種只能讀取數據不能寫入數據的存儲器。
3.SRAM：靜態(tài)隨機訪問存儲器，采用雙穩(wěn)態(tài)電路存儲信息。
4.DRAM：動態(tài)隨機訪問存儲器，利用電容電荷存儲信息。
5.EDO DRAM：增強數據輸出動態(tài)隨機訪問存儲，采用快速頁面訪問模式并增加了一個數據鎖存器以提高數據傳輸速率。
6.PROM：可編程的ROM，可以被用戶編程一次。
7.EPROM：可擦寫可編程的ROM，可以被用戶編程多次。靠紫外線激發(fā)浮置柵上的電荷以達到擦除的目的。
8.EEPROM：電可擦寫可編程的ROM，能夠用電子的方法擦除其中的內容。
9.SDRAM：同步型動態(tài)隨機訪問存儲器，在系統(tǒng)時鐘控制下進行數據的讀寫。
10.快閃存儲器：一種非揮發(fā)性存儲器，與EEPROM類似，能夠用電子的方法擦除其中的內容。
11.相聯存儲器：一種按內容訪問的存儲器，每個存儲單元有匹配電路，可用于是cache中查找數據。
12.多體交叉存儲器：由多個相互獨立、容量相同的存儲體構成的存儲器，每個存儲體獨立工作，讀寫操作重疊進行。
13.訪存局部性：CPU的一種存取特性，對存儲空間的90%的訪問局限于存儲空間的10%的區(qū)域中，而另外10%的訪問則分布在90%的區(qū)域中。
14.直接映象：cache的一種地址映象方式，一個主存塊只能映象到cache中的一個指定塊。
15.全相聯映象：cache的一種地址映象方式，一個主存塊可映象到任何cache塊。
16.組相聯映象：cache的一種地址映象方式，將存儲空間分成若干組，各組之間用直接映象，組內各塊之間用全相聯映象。
17.全寫法（寫直達法）：cache命中時的一種更新策略，寫操作時將數據既寫入cache又寫入主存，但塊變更時不需要將調出的塊寫回主存。
18.寫回法：cache命中時的一種更新策略，寫cache時不寫主存，而當cache數據被替換出去時才寫回主存。
19.按寫分配：cache不命中時的一種更新策略，寫操作時把對應的數據塊從主存調入cache.
20.不按寫分配：cache不命中時的一種更新策略，寫操作時該地址的數據塊不從主存調入cache.
一般寫回法采用按寫分配法，寫直達法則采用不按寫分配法。
21.虛擬存儲器：為了擴大容量，把輔存當作主存使用，所需要的程序和數據由輔助的軟件和硬件自動地調入主存，對用戶來說，好像機器有一個容量很大的內存，這個擴大了的存儲空間稱為虛擬存儲器
22.層次化存儲體系：把各種不同存儲容量、不同訪問速度、不同成本的存儲器件按層次構成多層的存儲器，并通過軟硬件的管理將其組成統(tǒng)一的整體，使所存儲的程序和數據按層次分布在各種存儲器件中。
23.訪問時間：從啟動訪問存儲器操作到操作完成的時間。
24.訪問周期時間：從一次訪問存儲的操作到操作完成后可啟動下一次操作的時間。
25.帶寬：存儲器在連續(xù)訪問時的數據吞吐率。
26.段式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間分成段，段的長度可以任意設定，并可以放大或縮小。
27.頁式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間和實際存儲空間等分成固定容量的頁，需要時裝入內存，各頁可裝入主存中不同的實際頁面位置。
28.段頁式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，將存儲空間邏輯模塊分成段，每段又分成若干頁。
29.固件：固化在硬件中的固定不變的常用軟件。
30.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產生的地址。
31.物理地址：實際的主存儲器的地址稱為“真實地址”。
二、選擇填空題：
歷年真題評析：
2000年：
5.動態(tài)半導體存儲器的特點是（?。?。
A.在工作中存儲器內容會產生變化
B.每次讀出后，需要根據原存內容重新寫入一遍
C.每隔一定時間，需要根據原存內容重新寫入一遍
D.在工作中需要動態(tài)地改變訪存地址
「分析」：動態(tài)半導體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息，由于電容會放電，必須在電荷流失前對電容充電，即刷新。方法是每隔一定時間，根據原存內容重新寫入一遍。
「答案」：C
8.地址線A15～A0（低），若選取用16K×1存儲芯片構成64KB存儲器則應由地址碼 譯碼產生片選信號。
「分析」：用16K×1芯片構成64KB的存儲器，需要的芯片數量為：（64K×8）/（16K×1）=32，每8片一組分成4組，每組按位擴展方式組成一個16K×8位的模塊，4個模塊按字擴展方式構成64KB的存儲器。存儲器的容量為64K=216，需要16位地址，選用A15-A0為地址線；每個模塊的容量為16K=214需要14位地址，選用A13-A0為每個模塊提供地址；A15、A14通過2-4譯碼器對4個模塊進行片選。
「答案」：Al5，A14
9.有靜態(tài)RAM與動態(tài)RAM可供選擇，在構成大容量主存時，一般就選擇（ ?。?。
「分析」：靜態(tài)RAM特點是存取速度快，單位價格（每字節(jié)存儲空間的價格）較高；動態(tài)RAM則是存取速度稍慢，單位價格較低。所以考慮價格因素，在構成大容量的存儲器時一般選擇動態(tài)存儲器。
「答案」：動態(tài)RAM
2001年：
11.高速緩沖存儲器 Cache 一般采取（?。?BR> A.隨機存取方式
B.順序存取方式
C.半順序存取方式
D.只讀不寫方式
「分析」：Cache是為提高存儲器帶寬而在主存儲器和CPU之間增加的存儲器，目的是用來存儲使用頻繁的數據和指令，存取方式應與主存儲器相同，均為隨機存取方式。
「答案」：A
12.若存儲周期 250ns ，每次讀出 16 位，則該存儲器的數據傳送率為（?。?BR> A.4 × 10 6 字節(jié) / 秒 B.4M 字節(jié) / 秒
C.8 × 10 6 字節(jié) / 秒 D.8M 字節(jié) / 秒
「分析」：存儲周期250ns，換算為250×10-9秒；每個存儲周期可讀出16位，為兩個字節(jié)，則數據傳送率為：2字節(jié)／（250×10-9）秒，即8×106字節(jié)／秒。
「答案」：C
13.半導體靜態(tài)存儲器 SRAM 的存儲原理是（ ）。
A.依靠雙穩(wěn)態(tài)電路 B.依靠定時刷新
C.依靠讀后再生 D.信息不再變化
「分析」：半導體靜態(tài)存儲器SRAM是由雙穩(wěn)態(tài)電路構成，并依靠其穩(wěn)態(tài)特性來保存信息；動態(tài)存儲器DRAM是利用電容器存儲電荷的特性存儲數據，依靠定時刷新和讀后再生對信息進行保存，而ROM中的信息一經寫入就不再變化。
「答案」：A
2002年：
6.一般來講，直接映象常用在（?。?。
A.小容量高速Cache B.大容量高速Cache
C.小容量低速Cache D.大容量低速Cache
「分析」：直接映象的地址轉換速度快，但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式，即可以發(fā)揮Cache的高速度，又可以減少塊的沖突概率。
「答案」：B
7.下列存儲器中，（?。┧俣茸羁?。
A.硬盤 B.光盤 C.磁帶 D.半導體存儲器
「分析」：由于存儲器原理和結構的不同，各種存儲器的訪問速度各不相同。以上存儲器中訪問速度由快到慢的順序為：半導體存儲器、硬盤、光盤、磁帶。
「答案」：D
2003年：
15.在下列 Cache 替換算法中，一般說來哪一種比較好（?。?BR> A.隨機法 B.先進先出法
C.后進先出法 D.近期最少使用法
「分析」：在Cache替換算法中，隨機法是隨機地確定替換的存儲單元，先進先出法是替換最早調入的存儲單元，它們都沒有根據程序訪存局部性原理，命中率較低；近期最少使用法比較正確地利用了程序訪存局部性原理，替換出近期用得最少的存儲塊，命中率較高，是一種比較好的替換算法。而后進先出法不是Cache所使用的替換算法，此法在堆棧存儲結構中使用。
「答案」：D
2004年：
8. 表示主存容量的常用單位為（?。?。
A.數據塊數 B.字節(jié)數 C.扇區(qū)數 D.記錄項數
「分析」：表示主存容量的常用單位字節(jié)B，是基本單位。此外還有KB、MB、GB、TB.
「答案」：B
11. 存儲器的隨機訪問方式是指（ ）。
A.可隨意訪問存儲器
B.按隨機文件訪問存儲器
C.可對存儲器進行讀出與寫入
D.可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關
「分析」：存儲器的隨機訪問方式是指可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關。
「答案」：D
2005年：
6.動態(tài)存儲器的特點是（?。?。
A.工作中存儲內容會產生變化
B.工作中需要動態(tài)改變訪存地址
C.工作中需要動態(tài)地改變供電電壓
D.需要定期刷新每個存儲單元中存儲的信息
「分析」：此題與2000年考題基本相同。動態(tài)半導體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息，由于電容會放電，必須在電荷流失前對電容充電，即刷新。方法是每隔一定時間，根據原存內容重新寫入一遍。
「答案」：D
7.組相聯映象和全相聯映象通常適合于（?。?BR> A.小容量Cache B.大容量Cache
C.小容量ROM D.大容量ROM
「分析」：直接映象的地址轉換速度快，但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式，即可以發(fā)揮Cache的高速度，又可以減少塊的沖突概率。組相聯映象和全相聯映象速度較低，通常適合于小容量Cache.
「答案」：A
一、名詞解釋：
歷年真題：
（2001年）2.DRAM：動態(tài)隨機訪問存儲器，利用電容電荷存儲信息。
（2001年）6.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產生的地址。
（2001年）10.隨機存取方式：可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關。
六年以來就考了這3個名稱解釋，而且近4年都沒有考，所以第三章的名稱解釋不是考試的重點，這里給大家列出了名詞解釋大家要熟悉一下，這都是本章的基本概念，有利于做選擇題及填空題。
1.RAM：隨機訪問存儲器，能夠快速方便的訪問地址中的內容，訪問的速度與存儲位置無關。
2.ROM：只讀存儲器，一種只能讀取數據不能寫入數據的存儲器。
3.SRAM：靜態(tài)隨機訪問存儲器，采用雙穩(wěn)態(tài)電路存儲信息。
4.DRAM：動態(tài)隨機訪問存儲器，利用電容電荷存儲信息。
5.EDO DRAM：增強數據輸出動態(tài)隨機訪問存儲，采用快速頁面訪問模式并增加了一個數據鎖存器以提高數據傳輸速率。
6.PROM：可編程的ROM，可以被用戶編程一次。
7.EPROM：可擦寫可編程的ROM，可以被用戶編程多次。靠紫外線激發(fā)浮置柵上的電荷以達到擦除的目的。
8.EEPROM：電可擦寫可編程的ROM，能夠用電子的方法擦除其中的內容。
9.SDRAM：同步型動態(tài)隨機訪問存儲器，在系統(tǒng)時鐘控制下進行數據的讀寫。
10.快閃存儲器：一種非揮發(fā)性存儲器，與EEPROM類似，能夠用電子的方法擦除其中的內容。
11.相聯存儲器：一種按內容訪問的存儲器，每個存儲單元有匹配電路，可用于是cache中查找數據。
12.多體交叉存儲器：由多個相互獨立、容量相同的存儲體構成的存儲器，每個存儲體獨立工作，讀寫操作重疊進行。
13.訪存局部性：CPU的一種存取特性，對存儲空間的90%的訪問局限于存儲空間的10%的區(qū)域中，而另外10%的訪問則分布在90%的區(qū)域中。
14.直接映象：cache的一種地址映象方式，一個主存塊只能映象到cache中的一個指定塊。
15.全相聯映象：cache的一種地址映象方式，一個主存塊可映象到任何cache塊。
16.組相聯映象：cache的一種地址映象方式，將存儲空間分成若干組，各組之間用直接映象，組內各塊之間用全相聯映象。
17.全寫法（寫直達法）：cache命中時的一種更新策略，寫操作時將數據既寫入cache又寫入主存，但塊變更時不需要將調出的塊寫回主存。
18.寫回法：cache命中時的一種更新策略，寫cache時不寫主存，而當cache數據被替換出去時才寫回主存。
19.按寫分配：cache不命中時的一種更新策略，寫操作時把對應的數據塊從主存調入cache.
20.不按寫分配：cache不命中時的一種更新策略，寫操作時該地址的數據塊不從主存調入cache.
一般寫回法采用按寫分配法，寫直達法則采用不按寫分配法。
21.虛擬存儲器：為了擴大容量，把輔存當作主存使用，所需要的程序和數據由輔助的軟件和硬件自動地調入主存，對用戶來說，好像機器有一個容量很大的內存，這個擴大了的存儲空間稱為虛擬存儲器
22.層次化存儲體系：把各種不同存儲容量、不同訪問速度、不同成本的存儲器件按層次構成多層的存儲器，并通過軟硬件的管理將其組成統(tǒng)一的整體，使所存儲的程序和數據按層次分布在各種存儲器件中。
23.訪問時間：從啟動訪問存儲器操作到操作完成的時間。
24.訪問周期時間：從一次訪問存儲的操作到操作完成后可啟動下一次操作的時間。
25.帶寬：存儲器在連續(xù)訪問時的數據吞吐率。
26.段式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間分成段，段的長度可以任意設定，并可以放大或縮小。
27.頁式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，把虛擬存儲空間和實際存儲空間等分成固定容量的頁，需要時裝入內存，各頁可裝入主存中不同的實際頁面位置。
28.段頁式管理：一種虛擬存儲器的管理方式，將存儲空間邏輯模塊分成段，每段又分成若干頁。
29.固件：固化在硬件中的固定不變的常用軟件。
30.邏輯地址：程序員編程所用的地址以及CPU通過指令訪問主存時所產生的地址。
31.物理地址：實際的主存儲器的地址稱為“真實地址”。
二、選擇填空題：
歷年真題評析：
2000年：
5.動態(tài)半導體存儲器的特點是（?。?。
A.在工作中存儲器內容會產生變化
B.每次讀出后，需要根據原存內容重新寫入一遍
C.每隔一定時間，需要根據原存內容重新寫入一遍
D.在工作中需要動態(tài)地改變訪存地址
「分析」：動態(tài)半導體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息，由于電容會放電，必須在電荷流失前對電容充電，即刷新。方法是每隔一定時間，根據原存內容重新寫入一遍。
「答案」：C
8.地址線A15～A0（低），若選取用16K×1存儲芯片構成64KB存儲器則應由地址碼 譯碼產生片選信號。
「分析」：用16K×1芯片構成64KB的存儲器，需要的芯片數量為：（64K×8）/（16K×1）=32，每8片一組分成4組，每組按位擴展方式組成一個16K×8位的模塊，4個模塊按字擴展方式構成64KB的存儲器。存儲器的容量為64K=216，需要16位地址，選用A15-A0為地址線；每個模塊的容量為16K=214需要14位地址，選用A13-A0為每個模塊提供地址；A15、A14通過2-4譯碼器對4個模塊進行片選。
「答案」：Al5，A14
9.有靜態(tài)RAM與動態(tài)RAM可供選擇，在構成大容量主存時，一般就選擇（ ?。?。
「分析」：靜態(tài)RAM特點是存取速度快，單位價格（每字節(jié)存儲空間的價格）較高；動態(tài)RAM則是存取速度稍慢，單位價格較低。所以考慮價格因素，在構成大容量的存儲器時一般選擇動態(tài)存儲器。
「答案」：動態(tài)RAM
2001年：
11.高速緩沖存儲器 Cache 一般采取（?。?BR> A.隨機存取方式
B.順序存取方式
C.半順序存取方式
D.只讀不寫方式
「分析」：Cache是為提高存儲器帶寬而在主存儲器和CPU之間增加的存儲器，目的是用來存儲使用頻繁的數據和指令，存取方式應與主存儲器相同，均為隨機存取方式。
「答案」：A
12.若存儲周期 250ns ，每次讀出 16 位，則該存儲器的數據傳送率為（?。?BR> A.4 × 10 6 字節(jié) / 秒 B.4M 字節(jié) / 秒
C.8 × 10 6 字節(jié) / 秒 D.8M 字節(jié) / 秒
「分析」：存儲周期250ns，換算為250×10-9秒；每個存儲周期可讀出16位，為兩個字節(jié)，則數據傳送率為：2字節(jié)／（250×10-9）秒，即8×106字節(jié)／秒。
「答案」：C
13.半導體靜態(tài)存儲器 SRAM 的存儲原理是（ ）。
A.依靠雙穩(wěn)態(tài)電路 B.依靠定時刷新
C.依靠讀后再生 D.信息不再變化
「分析」：半導體靜態(tài)存儲器SRAM是由雙穩(wěn)態(tài)電路構成，并依靠其穩(wěn)態(tài)特性來保存信息；動態(tài)存儲器DRAM是利用電容器存儲電荷的特性存儲數據，依靠定時刷新和讀后再生對信息進行保存，而ROM中的信息一經寫入就不再變化。
「答案」：A
2002年：
6.一般來講，直接映象常用在（?。?。
A.小容量高速Cache B.大容量高速Cache
C.小容量低速Cache D.大容量低速Cache
「分析」：直接映象的地址轉換速度快，但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式，即可以發(fā)揮Cache的高速度，又可以減少塊的沖突概率。
「答案」：B
7.下列存儲器中，（?。┧俣茸羁?。
A.硬盤 B.光盤 C.磁帶 D.半導體存儲器
「分析」：由于存儲器原理和結構的不同，各種存儲器的訪問速度各不相同。以上存儲器中訪問速度由快到慢的順序為：半導體存儲器、硬盤、光盤、磁帶。
「答案」：D
2003年：
15.在下列 Cache 替換算法中，一般說來哪一種比較好（?。?BR> A.隨機法 B.先進先出法
C.后進先出法 D.近期最少使用法
「分析」：在Cache替換算法中，隨機法是隨機地確定替換的存儲單元，先進先出法是替換最早調入的存儲單元，它們都沒有根據程序訪存局部性原理，命中率較低；近期最少使用法比較正確地利用了程序訪存局部性原理，替換出近期用得最少的存儲塊，命中率較高，是一種比較好的替換算法。而后進先出法不是Cache所使用的替換算法，此法在堆棧存儲結構中使用。
「答案」：D
2004年：
8. 表示主存容量的常用單位為（?。?。
A.數據塊數 B.字節(jié)數 C.扇區(qū)數 D.記錄項數
「分析」：表示主存容量的常用單位字節(jié)B，是基本單位。此外還有KB、MB、GB、TB.
「答案」：B
11. 存儲器的隨機訪問方式是指（ ）。
A.可隨意訪問存儲器
B.按隨機文件訪問存儲器
C.可對存儲器進行讀出與寫入
D.可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關
「分析」：存儲器的隨機訪問方式是指可按地址訪問存儲器任一編址單元，其訪問時間相同且與地址無關。
「答案」：D
2005年：
6.動態(tài)存儲器的特點是（?。?。
A.工作中存儲內容會產生變化
B.工作中需要動態(tài)改變訪存地址
C.工作中需要動態(tài)地改變供電電壓
D.需要定期刷新每個存儲單元中存儲的信息
「分析」：此題與2000年考題基本相同。動態(tài)半導體存儲器是利用電容存儲電荷的特性記錄信息，由于電容會放電，必須在電荷流失前對電容充電，即刷新。方法是每隔一定時間，根據原存內容重新寫入一遍。
「答案」：D
7.組相聯映象和全相聯映象通常適合于（?。?BR> A.小容量Cache B.大容量Cache
C.小容量ROM D.大容量ROM
「分析」：直接映象的地址轉換速度快，但塊的沖突概率較高。在大容量高速Cache系統(tǒng)中使用直接映象方式，即可以發(fā)揮Cache的高速度，又可以減少塊的沖突概率。組相聯映象和全相聯映象速度較低，通常適合于小容量Cache.
「答案」：A