计算机组成原理测试习题集5(多体交叉存储器、虚拟存储器、“页式、段式、段页式虚拟存储器”虚实地址转换的过程)
1.為什么使用多體交叉存儲器?
????????解:??為實現同時從存儲器中取出n條指令,因此通過改變主存的組織方式,形成多體交叉存儲器,在不改變存儲器存取周期的情況下,提高存儲器的帶寬。
????????多體交叉存儲器為并行存儲器,適合采用流水線方式并行存取以提高存儲器的帶寬。其由M個存儲體組成,每個存儲體都有相同的容量和存取速度,又有各自獨立的地址寄存器、地址譯碼器、讀寫電路和驅動電路。
2. 為什么使用虛擬存儲器?
????????解:??為使存儲系統的存取速度更快、價格更低,同時盡量彌補主存和輔存之間的容量差距,因此使用虛擬存儲器。
????????虛擬存儲器建立在主存-輔存物理結構基礎上,由附加硬件裝置以及操作系統存儲管理軟件組成的一種存儲體系,它把主存和輔存的地址空間統一編址,形成一個龐大的存儲空間,由操作系統的存儲管理軟件輔助一些硬件進行信息塊的劃分和主、輔存之間的調度。
????????用戶編程指定的地址可涉及虛擬存儲器輔存的空間范圍,這種指令地址稱為虛地址(或邏輯地址),對應存儲空間稱為虛擬空間(或邏輯空間)。實際的主存儲器單元的地址稱為實地址,即主存地址(或物理地址),對應的空間為主存空間(或物理空間)。
3.敘述“頁式虛擬存儲器”虛實地址轉換的過程。
????????如上圖所示,在頁式虛擬存儲器虛實地址轉換過程中:
????????頁表基址寄存器中存儲頁表基地址;虛擬存儲器地址由邏輯頁號、頁內行地址兩部分組成。
????????①頁表基址寄存器傳入頁表基地址,同時虛擬存儲器地址傳入邏輯頁號,兩者相加得到頁表地址,即頁表地址=頁表基地址+邏輯頁號;
????????②頁表地址中含有實頁號,再將實頁號作為物理頁號,同時與虛擬存儲器地址提供的頁內行地址進行拼接,得到“物理頁號-頁內行地址”為主存地址,即完成虛實地址轉換過程。
4. 敘述“段式虛擬存儲器”虛實地址轉換的過程。
????????如上圖所示,在段式虛擬存儲器虛實地址轉換過程中:
????????段表基地址寄存器中存儲段表基地址;虛擬存儲器地址由段號、段內地址兩部分組成。
????????①段表基址寄存器傳入段表基地址,同時虛擬存儲器地址傳入段號,兩者相加得到存儲在主存的對應段表的段號,即主存中的段表段號=段表基地址+虛擬存儲器地址中的段號;
????????②根據所得段號得到對應段的段起址,將段起址與虛擬存儲器地址提供的段內地址相加,得到“主存地址”,即主存地址=段起址+段內地址,完成了虛實地址轉換過程。
5.敘述“段頁式虛擬存儲器”虛實地址轉換的過程。
????????如上圖所示,在段頁式虛擬存儲器虛實地址轉換過程中:
????????邏輯地址由基號、段號、頁號、頁內地址四部分組成。
????????①根據邏輯地址傳入的基號在基址寄存器中找到對應的基址;
????????②將所得的基址與邏輯地址傳入的段號相加得到相應程序段表中對應的段號,即程序段表中某段段號=基址+邏輯地址中的段號;
????????③根據所得相應程序段表中對應的段號,將段號對應的段表起始地址與邏輯地址提供的頁號相加,得到對應的頁表地址,即程序段表中某段中對應的頁表地址=段號對應的段表起始地址+邏輯地址中的頁號;
????????④將頁表地址中的實頁號作物理頁號,同時與邏輯地址提供的頁內地址進行拼接,得到“物理頁號-頁內地址”為物理地址,即完成虛實地址轉換過程。
6.有一個(7,4)碼,生成多項式為G(x)=x3+x+1,請寫出代碼0011的CRC校驗碼和海明碼。
解:
(1)CRC校驗碼
????????由G(x)=x3+x+1得,對應的除數為1011。
????????∵待編碼的有效信息為0011,作被除數,共有k=4位,
????????∴由 k+r≤2r-1得r=3,即有3個校驗位
????????∴被除數左移3位得 0011000
????????∴由模2除法得余數為101
????????
????????∴CRC碼為 0011000+101=0011101
(2)海明碼
????????①∵待編碼的有效信息為0011,共有k=4位,
????????∴由 k+r≤2r-1得r=3,即有3個校驗位
????????②對有效信息碼和校驗位進行分組,如下圖所示:
?
?????????③求校驗位對應的值,如下圖所示:
?
????????④由上述得p1p2b1p3b2b3b4=1000011
????????綜上所述,CRC校驗碼為0011101,海明碼為1000011。
總結
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