计算机组成原理内存模块,计算机组成原理

本章主要内容包括：存储器的分类、存储器的分层结构、半导体随机存取存储器的组织、只读存储器、主存储器与CPU的连接、主存储器的校验、多体交叉编址存储器、高速缓冲存储器Cache的基本原理、Cache和主存之间的地址映射、替换算法、磁表面存储器的主要技术指标、磁表面存储器的基本原理和磁记录方式、磁盘存储器、磁带存储器、循环冗余校验码、光盘存储器等。具体总结如下：

(1)存储器的分类：

①按存取方式分：随机、顺序、直接、相联

②按存储介质分：半导体、磁表面、激光盘

③按信息可更改性：可读可写、只读

④按断电后可否保存：易失、非易失

⑤按功能/容量/速度分：寄存器、Cache、主存(内存)、辅存(外存)

(2)存储器的分层结构：速度从快到慢、容量从小到大、价格从贵到便宜，按与CPU连接的距离由近到远的顺序，构成的分层次结构为：

寄存器→Cache→主存→磁盘→光盘、磁带

(3)半导体随机存取存储器的组织：

存储元(记忆单元)→存储芯片→存储模块(内存条)→存储器

(4)只读存储器：MROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash ROM

(5)存储器芯片与CPU的连接：

a)地址线的连接：考虑芯片在字方向上扩展，低位用于芯片内地址、高位用于片选逻辑，送到片选信号译码器，译码输出连到芯片的片选信号引脚上。

b)数据线的连接：考虑芯片在位方向上扩展，分别连到位扩展的芯片上。

c)控制线的连接：读/写信号、主存/IO访问信号等经过组合连到芯片相应的引脚。

(6)主存的主要技术指标：

存取时间：执行一次读操作或写操作的时间，分读出时间和写入时间。

存取周期：存储器进行连续两次独立的读或写操作所需的最小时间间隔。

存储器带宽：每秒钟从存储器进/出信息的最大数量。

(7)主存储器的校验：采用海明校验方式

(8)多体交叉编址存储器：

a)连续编址：按高位地址划分模块

b)交叉编址：按低位地址划分模块

(9)Cache的基本原理：利用程序访问的局部性特点，把主存中的一块数据复制到cache

a)时间局部性：某个单元在一个集中的时间段被重复访问的可能性很大

b)空间局部性：某个单元被访问后，其周围单元不久也将被访问的可能性很大

(10)Cache和主存间的映射：

a)直接映射：每个主存块只能存放到一个固定的Cache块(槽)中。

b)相联映射：每个主存块可以存放到任何一个Cache块(槽)中。

c)组相联映射：Cache分成若干组，每组有多个块(槽)，每个主存块存放到一个固定组的任意块(槽)中。

(11)替换算法：

a)FIFO：总是把最先调到Cache的那个主存块淘汰掉

b)LRU：总是把最近最少用到的那个主存块淘汰掉

(12)写策略：

a)写回法：暂时只写入Cache有，直到从Cache中替换出来时，才一次写入主存。

b)写直达法：每次写入Cache时也同时写入主存。

(13)磁盘存储器的主要技术指标：

a)记录密度：道密度、位密度。

b) 平均存取时间：包括磁头寻找目标磁道所需的找道时间Ts和找到磁道后磁头等待所需读写的区段旋转到它的下方所需要的等待时间Tw。

c)数据传输率：分为外部数据传输率和内部数据传输率。

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