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第三章习题 复习题 1．计算机由哪几部分组成，其中哪些部分组成了中央处理器 XE 中央处理器 ？ 答：计算机硬件 XE 硬件 系统主要由运算器 XE 运算器 、控制器、存储器 XE 存储器 、输入设备、输出设备等五部分组成 其中，运算器 XE 运算器 和控制器组成中央处理器（CPU）。 （P69） 2．试简述计算机多级存储系统的组成及其优点？ 答：多级存储系统主要包括：高速缓存、主存储器和辅助存储器。 把存储器 XE 存储器 分为几个层次主要基于下述原因： （1）合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。 （2）使用磁盘 XE 磁盘 、磁带等作为外存，不仅价格便宜，可以把存储容量做得很大，而且在断电时它所存放的信息也不丢失，可以长久保存，且复制、携带都很方便。 (P74-P75) 3．简述Cache XE Cache 的工作原理，说明其作用。 答：Cache XE Cache 的工作原理是基于程序访问的局部性的。即主存中存储的程序和数据并不是CPU XE 中央处理器 每时每刻都在访问的，在一段时间内，CPU只访问其一个局部。这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可，并不需要整个主存的速度都很高。 Cache XE Cache 与虚拟存储器 XE 存储器 的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU XE 中央处理器 使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件 XE 软件 实现，而Cache的控制与管理全部由硬件 XE 硬件 实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。 Cache的主要作用是解决了存储器速度与CPU速度不匹配的问题，提高了整个计算机系统的性能。 (P77) 4．描述摩尔定律 XE 摩尔定律 的内容，并说明其对于计算机的发展具有怎样的指导意义？ 答：摩尔定律 XE 摩尔定律 （Moore law）源于1965年戈登·摩尔（GordonMoore，时任英特尔(Intel)公司名誉董事长）的一份关于计算机存储器 XE 存储器 发展趋势的报告。根据他对当时掌握的数据资料的整理和分析研究，发现了一个重要的趋势：每一代新芯片大体上包含其前一代产品两倍的容量，新一代芯片的产生是在前一代产生后的18-24个月内。 随着计算机技术的发展，摩尔定律 XE 摩尔定律 得到业界人士的公认，并产生巨大的反响，逐渐成为硬件 XE 硬件 领域最重要的规律。许多基于未来预期的研究和预测都是以它为理论基础。这里需要特别指出，摩尔定律并非数学、物理定律，而是对发展趋势的一种分析预测，因此，无论是它的文字表述还是定量计算，都应当容许一定的宽裕度。 从某种意义上说，摩尔定律 XE 摩尔定律 是关于人类创造力的定律，而不是物理学定律。摩尔定律实际上是关于人类信念的定律，当人们相信某件事情一定能做到时，就会努力去实现它。摩尔当初提出他的观察报告时，在某种程度上是给了人们一种信念，使大家相信他预言的发展趋势一定会持续。而所以摩尔定律在长达40多年的时间里不断被证实，正是由于人们这些年来的不懈努力。摩尔提出的周期可以认为是英特尔公司芯片研发的基本计划周期。 (P72-P73) 5．与主存相比Cache XE Cache 具有哪些特点？ 答：主存相比Cache XE Cache 具有以下特点： （1）Cache XE Cache 一般用存取速度高的SRAM元件组成，其速度已经与CPU XE 中央处理器 相当。 （2）Cache XE Cache 与虚拟存储器 XE 存储器 的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU XE 中央处理器 使用。但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件 XE 软件 实现，而Cache的控制与管理全部由硬件 XE 硬件 实现。因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。 （3）Cache的 XE Cache 价格较贵，为了保持最佳的性能价格比，Cache的容量应尽量小，但太小会影响命中率，所以Cache的容量是性能价格比和命中率的折衷。 （P77） 6．简述RAM XE RAM 元件与ROM XE ROM 元件的存储原理的区别及其应用领域？ 答：随