发布时间 : 星期四 文章第六章 存储器系统 微机原理 第2版 课后答案更新完毕开始阅读1d21d51f227916888486d7fa
助存储器主要要求存储容量大。
3.答：存储层次的结构如下图所示：
存储容量 存储速度 价格
CPU（寄存器） 小 高 高
高速缓冲（Cache）
主存储器（内存）
辅助存储器（外存） 大 低 低
采用这样的结构后，结构中的每种存储器不再是孤立的存储部件，它们已经组成一个有机的整体。就这个整体结构而言，可以兼顾速度、容量和价格的要求。
各层次存储器的作用如下：
主存储器（内存），用来存放CPU 当前使用或经常使用的程序和数据，CPU可以随时对内存进行访问（读/写）。内存通常是由半导体存储器组成。
高速缓冲存储器，简称Cache。（原理略）。这是在CPU和常规主存储器（内存）之间增设的一级或二级高速小容量存储器，（原理略）。它使存储器系统的存储速度可以接近CPU，而价格却接近于大容量的主存储器，很好地解决了速度和价格的矛盾。
辅助存储器（Storage）也称外部存储器，存取速度相对较慢，但存储容量较大。 4.答：六管静态存储电路的结构可参见教材图6-5。这个电路实际上是一个双稳态位电路，通过X地址线和Y地址线可以中某一个位电路。
当写入时，写入信号自I/0和I/O线输入，如要写“1”则I/O线为“1”，而线为“0”。它们通过T7、T8管以及T5、T6管分别与A端和B端相连，使A＝“1”，B＝“0”。靠两个反相器的交叉控制，只要不掉电就能保持写入的信号“1”（过程分析略）。写入“0”时亦然。
在读出时，只要某一电路被选中，相应的T5、T6导通，A点和B点与位线D0和D0相通，且T7、T8也导通，故存储电路的信号被送至I/O与两线上。读出时可以把I/O与两线接到一个差动放大器，由其电流方向即可判定存储单元的信息是“1”还是“O”；也可以只用一个输出端接到外部，以其有无电流通过而判定所存储的信息。
这种存储电路，它的读出是非破坏性的，即信息在读出后仍保留在存储电路内。所以由它来构成存储器，不需要刷新。
5.答：单管动态存储电路的结构如下图所示。
字选线
T1 数据线 C ES CD ES
单管动态存储电路由管子T1和电容C组成。
写入时，字选线为“1”，Tl管导通，写入信息由位线（数据线D）存入电容C中，使电容C充（放）电到数据线D的电平（“1”或“0”）。此时，如果字选线恢复为“0”电平，则Tl管截止，而电容C仍保持已充电的电平，这就是写入过程。
读出时，字选线为“1”电平，使Tl管导通，存储在电容C上的电荷经T1输出到数据线上，再通过读出放大器即可得到存储信息。
由于C＜＜CD，每次读出后，存储的内容被破坏，要保存原来的信息，必须采取恢复措施，即重写。动态RAM集成度高，功耗低，但需增加外围刷新电路，适用于构成大容量存储器。
6.答：单译码方式中，存储体排列成2×的二维存储矩阵，地址译码器只有一个，译码器输出线称为字选线（简称字线），数据线称为位线，字线选择某个字的所有位。例如地址线n=4，经地址译码器译码，可译出24=16个状态，分别对应16个字（存储单元）的地址。当某一状态有效时，对应一条字线有效，则一个字的信息由输出缓冲器读出。
双译码方式中，采用一个2位的X－Y矩阵来代替单译码方式中的每一条位线，对于m位的存储器，共需采用m个X－Y矩阵。为此需要提供X地址（行地址）、Y地址（列地址）及相应的X译码器（行译码器）、Y译码器（列译码器）。
若提供给X译码器的地址线有n1条，提供给Y译码器的地址线为n2条，当n = n1 + n2
时，则共可译出输出状态有2n1n
n
m
?2n2?2个，可见，在相同存储容量时，单译码方式和双
n译码方式所需地址线是相同的，只是双译码方式将地址线分成两组，分别进行译码，这使得地址译码器的输出线的数目大为减少。例如，n = n1 + n2 = 6 + 6 = 12，双译码输出的状态数为4096个，而译码输出线只需2×26 = 128根。
7.答：一般的半导体存储器芯片的引脚应包括地址信号（输入）、数据信号（输入/输出）、片选信号或，对于ROM，应有输出允许信号,对于RAM，除了信号外，还应有写入允许信号。
8.答：这是因为这种存储芯片内有地址锁存器，可利用2条控制线（行地址选通）和（列地址选通），分别将行地址和列地址送入片内，先由 将8位行地址送到片内行地址锁存器，然后由将后送入的8位列地址送到片内列地址锁存器。由此实现216位，即64K位的寻址能力。
9.答：（略。参见教材P.108）
10.答：存储器与CPU连接时，原则上可以将存储器的地址线、数据线与控制信号线分别接至CPU的地址总线、数据总线和控制总线上去。在实际应用中需要考虑如下问题：
1）CPU总线负载能力
在小型系统中，CPU可以直接与MOS存储器相连接，即CPU输出的地址、数据信息及发出的读写命令直接送往存储芯片。而对于比较大的系统，CPU芯片的引脚通过数据总线收发器、地址锁存器、总线控制器等接口芯片与系统总线连接。若系统结构中有专用的存储总线，则CPU通过存储总线访问存储器。
2）信号线的配合与连接
当CPU（或系统总线）的各种信号要求与存储器的各种信号要求有所不同时，要配合必要的辅助电路。
（1）数据线的连接 存储器的数据线一般可直接挂到CPU的数据总线（或系统总线的数据线），但是，若芯片输入、输出线是分开的，且芯片对输出线无三态驱动，就需外加三态门，才能与CPU数据总线相连，如教材图6-19所示。
（2）存储器的地址分配及片选问题 微机系统中的内存通常分为RAM区和ROM区，RAM区又分为系统区和用户区，这就需要对存储器地址进行合理的分配，并选择适当的存储器芯片。
由于单片存储芯片容量有限，因此微机系统中的存储器系统总是由多片组成。一般用地址线的高位产生片选信号，实现对存储芯片的选择，采用的基本方法有三种，即全译码、部分译码和线选法；而用地址线的低位直接实现对存储芯片内的存储单元寻址。
（3）控制信号线的连接
CPU与存储器交换信息时，CPU都设有相应的控制信号，一般可直接连至存储器的端，连接存储器的端。如果存储器只有一根读写信号线，例如2114的，CPU的、可由外接电路组成信号，如教材图6-20所示.
3)时序配合问题
11.答：存储器片选的三种方法的优缺点比较见下表：
优点 缺点
全译码法 地址连续，无重叠现象 译码电路复杂，成本高 部分译码法 译码电路相对比较简单 会产生地址的重叠现象和地址
不邻接的现象
线选法 电路最简单，地址确定容易 会产生较严重的地址的重叠现
象和地址不邻接的现象
12.答：（1）地址线11条，数据线8条
（2）地址线12条，数据线8条 （3）地址线19条，数据线4条 （4）地址线16条，数据线1条
13.答：SRAM与DRAM的主要区别就是SRAM不需刷新，而DRAM需要刷新。其优缺点比
较如下：
优点 缺点
SRAM 由双稳态电路构成，信息保持稳定 基本存储电路复杂，能耗高
DRAM 基本存储电路由单管构成，简单，能耗低 信息易失，需设置刷新电路定期刷新 14.解：可应用公式
芯片数 = 存储器系统的存储容量／芯片容量
（1）芯片数 = 16K×8位/（0.5K×4位）= 64，需要5位地址作为片选地址译码。 （2）芯片数 = 64K×8位/（2K×4位）= 64，需要5位地址作为片选地址译码。 15.解:可列出地址线如下:
C B A
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 ???? A0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 ???? 0
0 1 1 1 0 0 1 1 ???? 1
13
可见图中RAM芯片的地址范围为 72000H～73FFFH，其容量为2B，即8KB。 16.解：
（1）系统连线见题图红线部分。
（2）RAM3的地址范围为：C000H ～ C3FFH。 A15 G1 ≥1 C B A A9～0 10
A13 A12 MEMRQ A14 A9～0 RAM1 A9～0 RAM1 A9～0 RAM1 A11 D7～0 A10 2144 I/O1～4 2144 I/O1～4 2144 I/O1～4 74LS138 17.解：需要使用64片存储芯片，每两片组成一组，共32组，其数据线分别与数据总线的高4位和低4位连接。存储系统的连接图如下（假定CPU地址线16位）： A 15 A14 A13 A12 A11 A10 A9 5:32 译码器 A8～0 WE CS OE I/O1～4 A8～0 WE CS OE I/O1～4 A8～0 A8～0 WE CS OE I/O1～4 & A8～0 ?? WE CS OE I/O1～4