第6节存储系统习题解答091215.pdf

思考题与习题解答： 1. 解释下列概念： 主存、辅存、Cache、RAM 、SRAM、DRAM 、ROM 、PROM 、EPROM 、EEPROM 、 CDROM、Flash Memory 、存取周期、存储器带宽、存储层次、直接映象、全相联映 象、组相联映象、LRU 、失效率、磁盘阵列、虚拟存储器 2. 说明存储器的存取时间与存取周期之间的联系与区别。 解：存取时间是指存储器从接收到 CPU 发来的读写命令和单元地址开始，到读出或写入数 据所需的时间。 存取周期是指连续两次读写存储器所需的最小时间间隔。 两者都是反映存储器存取速度的指标，显然存取周期大于存取时间。在存储器进行读写 操作时，由于存储元件本身的性能，做完一次存或取后，不能马上进行另外的存或取，需要 一段稳定和恢复时间。存取周期就是存取时间加上存储单元的恢复稳定时间。 3. 什么是存储器的带宽？如果存储器总线宽度为 32 位，存取周期为 250ns ，该存储器带宽 为多少？ 解：存储器带宽是指每秒钟可以从存储器读出或向存储器写入的二进制位的数目，表明了一 个存储器单位时间处理信息的能力。 若总线宽度为 32 位，存储周期为 250ns ，则： 存储器带宽=32Bit/250ns=128Mbit/s 4. 指出下列存储器哪些是易失性的？哪些是非易失性的？哪些是读出破坏性？哪些不是？ DRAM ，SRAM，ROM ，Cache，磁盘，光盘 解：易失性：DRAM 、SRAM 和 Cache ；非易失性：ROM 、磁盘和光盘 读出破坏性：DRAM ，其余都不是读出破坏性。 5. ROM 和 RAM 两者的差别是什么？ 解：RAM 是随机存取存储器，ROM 是只读存储器。RAM 是易失性的，一旦断电，则保存 的信息全部消失，ROM 为非易失性的，其信息可以长期保存，常用于存放一些固定的数据 和程序，如计算机的自检程序、BIOS 、BASIC 解释程序等。 6. 简述“Cache-主存”和“主存-辅存”层次的区别。 解： “Cache-主存” “主存-辅存” 目 的 为了弥补主存速度的不足 为了弥补主存容量的不足 存储管理实现 全部由专用硬件实现 主要由软件实现 访问速度的比值 （第一级比第二级） 几比一 几百比一 大小 典型的块（页） 几十个字节 几百到几千个字节 CPU 对第二级的 可直接访问 均通过第一级 访问方式 失效时 CPU 是否切换 不切换 切换到其它进程 7. 单级存储器的主要矛盾是什么？通常采取什么方法来解决？ 解：(1) 速度越快，每位价格就越高； (2) 容量越大，每位价格就越低； (3) 容量越大，速度越慢。 采取多级存储层次方法来解决。 8. 在存储层次中应解决哪四个问题？ 解：(1) 映象规则 当把一个块调入高一层存储器时，可以放到哪些位置上? (2) 查找算法 当所要访问的块在高一层存储器中时，如何找到该块? (3) 替换算法 当发生失效时，应替换哪一块? (4) 写策略 当进行写访问时，应进行哪些操作? 9. 地址映象方法有哪几种？它们各有什么优缺点？ 解：(1) 全相联映象 实现查找的机制复杂，代价高，速度慢。Cache 空间的利用率较高，块冲突概率较 低，因而 Cache 的失效率也低。 (2) 直接映象 实现查找的机制简单，速度快。Cache 空间的利用率较低，块冲突概率较高，因而 Cache 的失效率也高。 (3) 组相联映象 组相联是直接映象和全相联的一种折衷。 10. 存储系统采用层次结构的目的是什么？实现存储器层次结构的先决条件是什么？ 解：