第三章習(xí)題解答參考習(xí)題與綜合練習(xí)參考答案1．按存儲器在計算機中的作用，存儲器可分成哪幾類？簡答：按馮·諾依曼對現(xiàn)代計算機的定義，存儲器在計算機中是不可或缺的組成部分。從不同功能角度出發(fā)，存儲器一般按下列3種方式分類：工作時與中央處理器聯(lián)系的密切程度、存儲元件的介質(zhì)材料和工作方式等分類。簡述各部分的特點：1.按工作時與中央處理器聯(lián)系的密切程度分類存儲器可分為主存、輔存。主存直接和CPU交換信息，且按存儲單元進行讀寫數(shù)據(jù)。而輔存則是作為主存的后援，存放暫時不執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，它只在需要時與主存進行數(shù)據(jù)交換。輔存通常容量大、成本低，但存取速度慢。2.按存儲元件的介質(zhì)材料分類存儲器可分為半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器及光盤存儲器。（1）半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器目前主要用來做主存。它采用電信號記錄信息，讀寫速度快，單位造價高，存儲容量相對較小。半導(dǎo)體材料存儲器所存信息斷電后消失，稱為非永久性（易失性）存儲器，而磁性、光材料一般是永久性存儲器。（2）磁表面存儲器采用矩磁材料的磁膜，構(gòu)成連續(xù)的磁記錄載體，在磁頭作用下，使記錄介質(zhì)的各局部區(qū)域產(chǎn)生相應(yīng)的磁化狀態(tài)，或形成相加的磁化狀態(tài)變化規(guī)律，用以記錄信息0或1的存儲器為磁表面存儲器。其存儲體的結(jié)構(gòu)，是在金屬或塑料基體上，涂敷（或電鍍、濺射）一層很薄的磁性材料，這層磁膜就是記錄介質(zhì)，或稱為記錄載體。根據(jù)其形狀可分為：磁卡、磁鼓、磁帶、磁盤。在目前，磁盤與磁帶是主要的外存儲器。磁表面存儲器的存儲容量大，每位價格低，非破壞性讀出，具有不揮發(fā)性（可長期保存）。但其結(jié)構(gòu)與工作原理決定了讀寫方式，即記錄介質(zhì)作高速旋轉(zhuǎn)或平移，磁頭對其讀/寫。這畢竟是機械運動方式，因而存取速度遠低于半導(dǎo)體存儲器，只能作為外存使用。（3）光盤存儲器光盤是利用光存儲的，它的出現(xiàn)是信息存儲技術(shù)的重大突破。光盤的基本原理是用激光束對記錄膜進行掃描，讓介質(zhì)材料發(fā)生相應(yīng)的光效應(yīng)或熱效應(yīng)，如使被照射部分的光反射率發(fā)生變化，或出現(xiàn)燒孔（融坑），或使結(jié)晶狀態(tài)變化，或磁化方向反轉(zhuǎn)等，用以表示0或1。①只讀型光盤（CD-ROM）：以燒孔（融坑）形式記錄信息，由母盤復(fù)制而成，不能改寫，提供固化的信息，如程序數(shù)據(jù)、圖像信息、聲音信息等，廣泛用于多媒體技術(shù)中。②寫入式（只能寫一次）光盤（WORM）：允許用戶作一次性寫入，每個只能寫一次，因為激光束將造成記錄面的永久性變化。這類光盤可用來存儲文件、檔案、圖像等，永久性保存。③可擦除/重寫型（可逆式）光盤：激光束使介質(zhì)產(chǎn)生的物理變化是可逆的，因而可以擦除重寫。目前使用的有兩種方法：光磁記錄（利用熱磁反應(yīng)）和相變記錄（利用晶態(tài)—非晶態(tài)轉(zhuǎn)變），現(xiàn)在已進入實用階段。光盤是目前各種存儲器中記錄密度最高的，已經(jīng)成為重要的外存形式。（4）其他存儲器還有一些存儲技術(shù)，已經(jīng)研究多年，并開始應(yīng)用在某些場合，不過對它們的發(fā)展前景仍有爭議，如：磁泡存儲器、電荷耦合器件（CCD，目前主要用于數(shù)碼類相機及智能手機）。3.按工作方式分類根據(jù)存儲器不同的工作方式和使用功能，可以分為隨機存儲器（RandomAccessMemory，RAM）、只讀存儲器（Read-onlyMemory，ROM）、順序存取存儲器（SerialAccessMemory，SAM）和直接存取存儲器（DirectAccessMemory，DAM）。（1）隨機存儲器RAM如果一種存儲器可以隨機地按指定地址，向存儲單元存入、取出或改寫信息，并且無論對哪個地址單元進行讀寫操作所需要的時間完全相等，這種存儲器叫隨機存儲器RAM。RAM主要用來存放各種現(xiàn)場輸入輸出的程序、數(shù)據(jù)、中間運算結(jié)果以及與外界交換的信息和作堆棧用。大部分半導(dǎo)體存儲器都屬于這一類。（2）只讀存儲器ROM在工作時只能隨機讀出存儲內(nèi)容而禁止寫入新的內(nèi)容，這種存儲器叫只讀存儲器ROM。ROM是主存的一部分，ROM的存儲內(nèi)容是通過特殊線路預(yù)先寫進去的，一旦寫入后便長期保存。ROM的電路比RAM簡單、集成度高、成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監(jiān)控程序，成熟的用戶程序放在ROM中。（3）順序存取存儲器SAM磁帶是典型的SAM，其信息（塊）沿磁帶順序排列，當(dāng)要讀取某部分信息塊時，只能沿磁帶順序逐塊查找，所以稱順序存取存儲器。SAM讀取信息的時間與信息塊在磁帶的位置有關(guān)，一般SAM存儲容量很大，如磁帶還可以脫機另行存放，使用保管很方便。但因為只能順序存取，速度慢，被用作計算機外存。（4）直接存取存儲器DAM磁盤屬于DAM類，它既不完全像SAM那樣純粹順序存取，也不完全像RAM那樣能隨機地由存儲地址直接指向存儲單元立即存取，而是介于兩者之間。磁盤存取時要進行兩個操作：第一步是直接指向整個存儲器中的一個子區(qū)域，比如磁道；緊接著對該磁道像磁帶那樣順序檢索直到找到實際存取位置，就是說對一個磁道而言是隨機存取，但在每一個磁道內(nèi)是順序查找；磁盤存儲容量很大，通過旋轉(zhuǎn)盤直接指向其中一個相當(dāng)小的局部，所以稱之為直接存取存儲器。DAM的存取速度遠比不上主機內(nèi)的RAM、ROM，但它容量大、價格便宜，速度比SAM快，與SAM一樣，多用作外存儲器。2．什么是多層次存儲結(jié)構(gòu)？它有什么作用?主存儲器主要技術(shù)指標(biāo)有哪些?簡答：為提高計算機的數(shù)據(jù)存取速度和管理效率，目前采用較多的是三級存儲器結(jié)構(gòu)，即高速緩沖存儲器、主存儲器和輔存。中央處理器CPU能直接訪問的存儲器稱為內(nèi)存，它主要包括高速緩存和主存。而CPU不能直接訪問輔存，輔存中信息必須先調(diào)入主存才能由CPU進行處理。主存儲器主要技術(shù)指標(biāo)有存儲容量、存取速度、可靠性及性能價格比等。3．什么叫RAM和ROM？RAM和ROM各自的特點是什么?簡答：RAM是RandomAccessMemory的英文縮寫，中文一般稱為半導(dǎo)體隨機讀寫存儲器，存取速度快，一般用于計算機系統(tǒng)內(nèi)存，斷電后保持?jǐn)?shù)據(jù)消失。ROM是Read-OnlyMemory的英文縮寫，中文一般稱為半導(dǎo)體隨機只讀存儲器。也就是說這種存儲器只能讀，不能寫（一般都是在出廠前使用專用設(shè)備一次性直接寫入，不能更改），常用于功能已經(jīng)固定的控制程序，斷電后仍保持?jǐn)?shù)據(jù)不變，價格相對RAM更便宜。一般，一個計算機系統(tǒng)RAM和ROM混合搭配使用。4．用下列芯片構(gòu)成32kB存儲器模塊，需多少內(nèi)存芯片?（1）1×1 （2）1×4 （3）4×8 （4）16×4簡答：一般對*×*的代表符號解釋。第一個*代表輸入地址最大范圍，k為單位（1024），第二個*代表數(shù)據(jù)線數(shù)量，單位為位。因此用1×1類型的芯片表示1k輸入地址范圍，1位數(shù)據(jù)線，組成32kB存儲器，需要32×8=256片芯片組成。同理：選用1×4類型的芯片組成32kB存儲器，需要32×2=64片芯片組成。選用4×8類型的芯片組成32kB存儲器，需要8×1=8片芯片組成。選用16×4類型的芯片組成32kB存儲器，需要2×2=4片組成。5．下列RAM芯片需多少地址輸入端？多少數(shù)據(jù)輸入端（雙向）?512×4 16kB 64kB 256×1簡答：512×4類型的芯片表示輸入地址范圍是512，即2的幾次方為512，可知29=512，9位地址輸入端，4位數(shù)據(jù)輸入端16kB類型的芯片表示輸入地址范圍是16k，210=1024=1k，214=16k，14位地址輸入端，B表示byte同理，64kB類型的芯片表示輸入地址范圍是64k，210=1024=1k，216=64k，16位地址輸入端256×1類型的芯片表示輸入地址范圍是256，即2的幾次方為256，可知28=256，8位地址輸入端，1位數(shù)據(jù)輸入端6．8086CPU與存儲器連接時要考慮哪幾方面的因素？簡答：8086CPU是地址線20位，16位雙向數(shù)據(jù)線。低16位地址線與16位雙向數(shù)據(jù)線共用，即AD0~AD15，A16~A19輸入地址。因此，7．一臺8位微機地址總線16位，其隨機存儲器容量為32kB，首地址為4000H，且地址是連續(xù)的，可用的最高地址是多少?簡答：微機地址總線16位可尋址216=64k，范圍為0000H~FFFFH，32kB=8FFFH，可用的最高地址是4000H+8．畫出用2114芯片組成16k×8的隨機存儲器連接圖。簡答：略。參見第7題答案及本教材第三章P47開始的應(yīng)用案例內(nèi)容。9．在8086系統(tǒng)中，若用1024×1位的RAM芯片組成16k×8位的存儲器，需要多少芯片？在CPU的地址總線中有多少位參與片內(nèi)尋址？多少位用做6芯片組選擇信號？簡答：略。參見第7題答案及本