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計算機組成原理-第4章總結

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第四章存儲器

?4-1存儲器:計算機系統中的記憶設備,用來存放程序和數據。

重要性:影響計算機系統的類型,技術組織性能,價格

CPU,Register

?cache內存??主存儲器=主存

內存=主存

內存=cache+主存?4-2存儲器位置:外存 eg.磁盤,通過I/O與CPU進行信息交換

?4-3容量:位/字節/字

字長:字所包含的2進制位

存儲容量:所有字的總和

?4-4傳送單位:主存:Byte/word,與DB寬度有關,指每次讀入/寫入主存的數據位數

外存:塊,每次傳送一個塊,塊的大小是Byte的整數倍

?4-5存儲方法:順序/直接/隨機/關聯存取(順序/直接/隨機—按地址關聯—數據(快)速度快,容量小,成本高)

順序存取:訪問時間和數據位置有關 eg.磁帶

直接存取:(半順序存取) eg.硬盤,尋道位置和時間有關,查找不同扇區時間相等

②存儲周期:連續讀寫所需時間,對存儲器連續訪問所需最短的時間間隔③傳送速度:傳輸率,存儲器帶寬。

對于主存,單位時間內數據傳入/傳出主存的位數位/秒 bps 字節/秒

Bps

例:DB=8bit,存儲周期250ns,求主存帶寬?

主存單元長度和DB相等是最佳匹配,8*1s/250ns=4*10^6Byte/s

?4-7存儲器層次結構

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追求:大容量,高速度,低成本

?4-8存儲體組成:

最小存儲單元:存儲元,一個二進制位

存儲單元:若干個存儲元構成一個存儲單元,有唯一編號:單元地址

單元地址:存儲器地址,存儲單元地址,簡稱地址

存儲容量:組成存儲器所有存儲元的個數。

?存儲器:計算機中重要組成部件,作用是存儲數據/程序,自從引入了存儲器,計算機就開始了自動化。

?4-9存儲體編制方式:①按字。②按字節

?4-10主存技術指標:存儲容量,存儲速度

①存儲容量:主存能存放二進制代碼的總位數:存儲容量=存儲單元格數

*存儲字長

也可用字節總數表示:存儲容量=存儲單元格數*存儲字長/8

②存儲速度:由存取時間和存取周期來表示

③存儲器帶寬:與存取周期密切相關,表示單位時間內存儲器存取的信息量。

提高帶寬:縮短存取周期/增加存儲器字長/增加存儲體

?4-11半導體主存

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??雙極型???SRAM(電子、cache)??????EDRAM?????CDRAM??RAM?????MOS?DRAM(電容、主存)?SDRAM?????RDRAM?????? ??Ramlink?????????MROM??PROM????ROM?EPROM??EEPROM??????Flash?

?4-12 書P76 圖4.9

?4-13SRAM

6管SRAM存儲元雙穩態:

穩態1:A↑ T1截止→A↑→T2通→B↓

穩態2: T2截止→A↓→T1通→B↑

信息存儲原理:電阻分壓優點:速度快,穩定性好缺點:成本高,復雜?4-14SRAM存儲器組成:存儲元??IC?芯片排成行列矩陣結構

芯片包含存儲元的個數叫容量;芯片一次可訪問的存儲元個數叫字長。?用Intel2114設計

容量:地址線A0~Ax eg.1K,A0~A9

字長:I/O線 eg.4bit,I/O線4根 I/O0~I/O3

SRAM集成度低,所以有了DRAM

?4-15DRAM

?Intel4116單管DRAM算引腳數:地址減半,數據線分開,兩個片選

?4-16DRAM刷新:靠電容存儲信息,外界給C2補充電荷刷新,靠讀操作完成。例題:DRAM16K*1bit,128*128矩陣,刷新周期2ms,讀寫周期0.5μs

①集中式刷新

在規定的一個刷新周期內,對全部存儲單元集中一段時間逐行刷新,此刻必須停止讀/寫操作。一旦開始,把所有行都刷新完畢。

優點:簡單

缺點:刷新時間長,死時間CPU不能訪問,效率低

應用:高速存儲器

例題:每次一行,一個讀操作,128個讀周期

2ms/0.5μs=4000個周期,128個用于刷新,即

64ms

②分散刷新

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對每行存儲單元刷新分散到每個存取周期內完成。

每個工作周期帶一個刷新,把死時間分散,2ms內刷新若干次

缺點:影響效率,慢;優點:能有效分散死時間

應用:低速存儲器

例:若讀取周期為0.5μs,則存取周期為1μs,每128μs就可將存儲芯片全部刷新一遍。

③

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總結

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