让快速模块等待。
异步时序：总线操作需要握手（Handshake）联络（应答）信号控制，总线时钟信号可有可无。 〔习题5.11〕
EISA总线的时钟频率是8MHz，每2个时钟可以传送一个32位数据，计算其总线带宽。
〔解答〕
（32×8）÷（2×8）＝16MBps 〔习题5.12〕
PCI总线有什么特点？ 〔解答〕
PCI总线与处理器无关，具有32位和64位数据总线，有＋5V和＋3.3V两种设计，采用集中式总线仲裁、支持多处理器系统，通过桥（Bridge）电路兼容ISA/EISA总线，具有即插即用的自动配置能力等一系列优势。 〔习题5.13〕
PCI总线操作如何插入等待状态？ 〔解答〕
主设备利用IRDY#信号无效、从设备利用TRDY#信号无效要求对方等待，即插入等待状态。 〔习题5.14〕
什么是USB总线支持的“热插拔”，这个特性有什么意义？ 〔解答〕
“热插拔”是在PC机正常工作状态进行插入或拔出。这个特性可以使用户随时连接USB设备。 〔习题5.15〕
简述USB总线的主要特征？ 〔解答〕
使用方便、扩充能力强。
支持多种传输速度、适用面广。
低功耗、低成本、占用系统资源少。 〔习题5.16〕
USB总线的集线器有什么作用？主机上是否需要集线器？ 〔解答〕
集线器是专门用于提供额外USB接入点的USB设备。 主机需要集线器，被称为根集线器。 〔习题5.17〕
USB总线协议支持哪几种数据传输方式？简述之。 〔解答〕
USB的数据传输有4种：
控制传输——在USB设备初次安装时，USB系统软件使用控制传输方式设置USB设
－ －46
备参数、发送控制指令、查询状态等。
批量传输——对于打印机、扫描仪等设备需要传输大量数据，可以使用批量传输方式连续传输一批数据。
中断传输——该方式传输的数据量很小，但需要及时处理，以保证实时性，主要用于键盘、鼠标等设备上。
同步传输——该方式以稳定的速率发送和接收信息，保证数据的连续和及时，用于数据传输正确性要求不高而对实时性要求高的外设，例如麦克风、喇叭、电话等。
第6章 存储系统
〔习题6.1〕简答题
（1）存储系统为什么不能采用一种存储器件构成？ （2）什么是高速命中和高速缺失（未命中）？
（3）高速缓存Cache系统的标签存储器有什么作用？ （4）什么是Cache的地址映射？
（5）Cache的写入策略用于解决什么问题？
（6）存储器的存取时间和存取周期有什么区别？ （7）虚拟存储器是什么存储器？
（8）DRAM芯片怎么有行地址又有列地址？ （9）地址重复是怎么回事？
（10）页表项的P（D0）位有什么作用？ 〔解答〕
① 因为各种存储器件在容量、速度和价格方面存在矛盾。速度快，则单位价格高；容量大，单位价格低，但存取速度慢。故存储系统不能采用一种存储器件。
② Cache中复制着主存的部分内容。当处理器试图读取主存的某个字时，Cache控制器首先检查Cache中是否已包含有这个字。若有，则处理器直接读取Cache，这种情况称为高速命中；若无，则称为高速缺失。
③ 标签存储器保存着该数据所在主存的地址信息。
④ 主存块与Cache行之间的对应关系称“地址映射”， Cache通过地址映射确定一个主存块应放到哪个Cache行组中。
⑤ 写入策略用于解决写入Cache时引起主存和Cache内容不一致性的问题。
⑥ 存取时间是指从读/写命令发出，到数据传输操作完成所经历的时间；存取周期表示两次存储器访问所允许的最小时间间隔。存取周期大于等于存取时间。
⑦ 虚拟存储器是由操作系统利用辅助存储器、以磁盘文件形式建立的、在主存储器与辅助存储器之间的一个存储器。
⑧ DRAM芯片容量大、芯片小，高集成度，引脚数量少。故DRAM芯片将地址引脚分时复用，即用一组地址引脚传送两批地址。第一批地址称行地址，第二批地址称列地址。
⑨ 译码电路中只有部分地址线参与译码会造成地址重复，也就是一个存储单元占有多个存储器地址。
⑩页表项的P位称为存在位（Present），表示该页面是否在物理存储器中。 〔习题6.2〕判断题
（1）存储系统的高速缓存需要操作系统的配合才能提高主存访问速度。
（2）指令访问的操作数可能是8，16或32位，但主存与Cache间却以数据块为单位传输。
－ －47
（3）为了加快段描述符和页表项的访问速度，IA-32处理器内部分别设置了段描述符高速缓冲器和转换后备缓冲器。它们的基本工作原理类似主存的高速缓存。
（4）存储器芯片的集成度高表示单位芯片面积制作的存储单元数多。 （5）微机大容量主存一般采用DRAM芯片组成。
（6）部分译码可以简化译码电路，不会减少可用的存储空间。
（7）存储系统每次给DRAM芯片提供刷新地址，被选中的芯片上所有单元都刷新一遍。
（8）存储系统的刷新地址提供给所有DRAM芯片。
（9）FPM DRAM芯片中的快页读写方式就是猝发传送方式。 （10）ROM芯片的烧写或擦写就是指对ROM芯片的编程。 〔解答〕
① 错 ② 对 ③ 对 ④ 对 ⑤ 对 ⑥ 错 ⑦ 错 ⑧ 对 ⑨ 错 ⑩ 对 〔习题6.3〕填空题
（1）计算机存储容量的基本单位：1 B（Byte）＝__________b（bits），1KB＝__________B，1MB＝__________KB，1GB＝__________MB，1TB＝__________GB＝__________B。
（2）80486片上Cache的容量是__________，采用__________路组合地址映射。 （3）在半导体存储器中，RAM指的是__________，它可读可写，但断电后信息一般会__________；而ROM指的是__________，正常工作时只能从中__________信息，但断电后信息__________。
（4）存储结构为8K×8位的EPROM芯片2764，共有__________个数据引脚、__________个地址引脚。用它组成64KB的ROM存储区共需__________片芯片。
（5）对一个存储器芯片进行片选译码时，有一个高位系统地址信号没有参加译码，则该芯片的每个存储单元占有__________个存储器地址。
（6）半导体__________芯片顶部开有一个圆形石英窗口。U盘、MP3播放器、数码相机、多媒体手机等设备一般采用半导体__________芯片构成存储器。
（7）在8088处理器系统中，假设地址总线A19～A15输出01011时译码电路产生一个有效的片选信号。这个片选信号将占有主存从__________到__________的物理地址范围，共有__________容量。
（8）8086和80286使用16位数据总线，主存分成偶数地址和奇数地址两个存储体。80386和80486处理器使用__________位数据总线，利用4个字节允许信号区别__________个存储体。Pentium及以后的IA-32处理器使用__________位数据总线，主存由__________个存储体组成。
（9）高速缓冲存储器的地映址射有____________、____________和____________方式。Pentium的L1 Cache采用____________映射方式。
（10）已知IA-32处理器某个段描述符为0000B98200002000H，则该段基地址＝__________，段界限＝__________。 〔解答〕
① 8，1024，1024，1024，1024，240 ② 8KB，4
③ 随机存取存储器，丢失，只读存储器，读取，不会丢失 ④ 8，13，8
－ －48
⑤ 2
⑥（UV-）EPROM，Flash Memory ⑦ 58000H，5FFFFH，32KB ⑧ 32，4，64，8
⑨ 直接映射，组合相关映射，全相关映射，2路组合相关映射 ⑩ 00820000H，02000H 〔习题6.4〕
举例说明存储访问的局部性原理。 〔解答〕
处理器访问存储器时，无论是读取指令还是存取数据，所访问的存储单元在一段时间内都趋向于一个较小的连续区域中，这就是存储访问的局部性原理。
例如，求平均值的函数。
long mean(long d[], long num) {
long i,temp=0;
for(i=0; i 函数中的变量temp体现了时间局部，因为每次循环都要使用它。顺序访问数组d[]的各个元素（相邻存放在主存），体现了空间局部。循环体内的指令顺序存放，依次读取执行体现了空间局部；同时重复执行循环体，又体现了时间局部。 〔习题6.5〕 简述存储系统的层次结构及各层存储部件特点。 〔解答〕 为解决容量、速度和价格的矛盾，存储系统采用金字塔型层次结构，单位价格和速度自上而下逐层减少，容量自上而下逐层增加。 存储系统的各层存储部件自上而下依次是：CPU寄存器、高速缓存、主存存储器(RAM/ROM)，辅助存储器如磁盘、光盘等。CPU寄存器、高速缓存器集成在CPU芯片上，对用户来说，是透明的，它们用于暂存主存和处理器交互的数据，以减少频繁读取主存而影响处理器速度；主存储器则可和处理器直接交换数据，而辅助存储器必须经过主存存储器，才可与处理器进行数据交换。 〔习题6.6〕 在半导体存储器件中，什么是SRAM、DRAM和NVRAM？ 〔解答〕 SRAM是静态读写存储器芯片，它以触发器为基本存储单元，以其两种稳定状态表示逻辑0和逻辑1。 DRAM是动态读写存储器芯片，它以单个MOS管为基本存储单元，以极间电容充放电表示两种逻辑状态，需要不断刷新保持信息正确。 NVRAM多指带有后备电池的SRAM芯片，这种芯片采用CMOS制造工艺设计以减少用电。 〔习题6.7〕 SRAM芯片的片选信号有什么用途？对应读写控制的信号是什么？ － －49 〔解答〕 片选信号CS：片选有效时，才可以对该芯片进行读/写操作；无效时，数据引脚呈现高阻状态、与系统数据总线隔离，并可降低内部功耗。 读控制信号OE：在芯片被选中的前提下，若OE有效，则芯片将允许地址信号选择的存储单元内的数据输出到数据引脚上。 写控制信号WE：在芯片被选中的前提下，若WE有效，则芯片将数据引脚上的数据写入地址信号选择的存储单元内。 〔习题6.8〕 DRAM为什么要刷新，存储系统如何进行刷新？ 〔解答〕 DRAM以单个MOS管为基本存储单元，以极间电容充放电表示两种逻辑状态。由于极间电容的容量很小，充电电荷自然泄漏会很快导致信息丢失，所以要不断对它进行刷新操作、即读取原内容、放大再写入。 存储系统的刷新控制电路提供刷新行地址，将存储DRAM芯片中的某一行选中刷新。实际上，刷新控制电路是将刷新行地址同时送达存储系统中所有DRAM芯片，所有DRAM芯片都在同时进行一行的刷新操作。 刷新控制电路设置每次行地址增量，并在一定时间间隔内启动一次刷新操作，就能够保证所有DRAM芯片的所有存储单元得到及时刷新。 〔习题6.9〕 什么是掩摸ROM、OTP-ROM、EPROM、EEPROM和Flash ROM？ 〔解答〕 掩膜ROM：通过掩膜工艺、将要保存的信息直接制作在芯片当中，以后再也不能更改。 OTP-ROM：该类芯片出厂时存储的信息为全“1”，允许用户进行一次性编程，此后便不能更改。 EPROM：一般指可用紫外光擦除、并可重复编程的ROM。 EEPROM：也常表达为E2PROM，其擦除和编程（即擦写）通过加电的方法来进行，可实现“在线编程”和“在应用编程” Flash ROM：是一种新型的电擦除可编程ROM芯片，能够很快擦除整个芯片内容。 〔习题6.10〕 请给出教材图6-7中138译码器的所有译码输出引脚对应的地址范围。 〔解答〕 Y0～Y7的地址范围依次是： E0000H～E3FFFH，E4000H～E7FFFH，E8000H～EBFFFH，EC000H～EFFFFH，F0000H～F3FFFH，F4000H～F7FFFH，F8000H～FBFFFH，FC000H～FFFFFH。 〔习题6.11〕 什么是存储器芯片的全译码和部分译码？各有什么特点？ 〔解答〕 全译码：使用全部系统地址总线进行译码。特点是地址唯一，一个存储单元只对应一个存储器地址（反之亦然），组成的存储系统其地址空间连续。 部分译码：只使用部分系统地址总线进行译码。其特点：有一个没有被使用的地址信号就有两种编码，这两个编码指向同一个存储单元，出现地址重复。 － －50