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计算机组成原理-第4章总结

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第四章存储器

?4-1存储器:计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。

重要性:影响计算机系统的类型,技术组织性能,价格

CPU,Register

?cache内存??主存储器=主存

内存=主存

内存=cache+主存?4-2存储器位置:外存 eg.磁盘,通过I/O与CPU进行信息交换

?4-3容量:位/字节/字

字长:字所包含的2进制位

存储容量:所有字的总和

?4-4传送单位:主存:Byte/word,与DB宽度有关,指每次读入/写入主存的数据位数

外存:块,每次传送一个块,块的大小是Byte的整数倍

?4-5存储方法:顺序/直接/随机/关联存取(顺序/直接/随机—按地址关联—数据(快)速度快,容量小,成本高)

顺序存取:访问时间和数据位置有关 eg.磁带

直接存取:(半顺序存取) eg.硬盘,寻道位置和时间有关,查找不同扇区时间相等

②存储周期:连续读写所需时间,对存储器连续访问所需最短的时间间隔③传送速度:传输率,存储器带宽。

对于主存,单位时间内数据传入/传出主存的位数位/秒 bps 字节/秒

Bps

例:DB=8bit,存储周期250ns,求主存带宽?

主存单元长度和DB相等是最佳匹配,8*1s/250ns=4*10^6Byte/s

?4-7存储器层次结构

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追求:大容量,高速度,低成本

?4-8存储体组成:

最小存储单元:存储元,一个二进制位

存储单元:若干个存储元构成一个存储单元,有唯一编号:单元地址

单元地址:存储器地址,存储单元地址,简称地址

存储容量:组成存储器所有存储元的个数。

?存储器:计算机中重要组成部件,作用是存储数据/程序,自从引入了存储器,计算机就开始了自动化。

?4-9存储体编制方式:①按字。②按字节

?4-10主存技术指标:存储容量,存储速度

①存储容量:主存能存放二进制代码的总位数:存储容量=存储单元格数

*存储字长

也可用字节总数表示:存储容量=存储单元格数*存储字长/8

②存储速度:由存取时间和存取周期来表示

③存储器带宽:与存取周期密切相关,表示单位时间内存储器存取的信息量。

提高带宽:缩短存取周期/增加存储器字长/增加存储体

?4-11半导体主存

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??双极型???SRAM(电子、cache)??????EDRAM?????CDRAM??RAM?????MOS?DRAM(电容、主存)?SDRAM?????RDRAM?????? ??Ramlink?????????MROM??PROM????ROM?EPROM??EEPROM??????Flash?

?4-12 书P76 图4.9

?4-13SRAM

6管SRAM存储元双稳态:

稳态1:A↑ T1截止→A↑→T2通→B↓

稳态2: T2截止→A↓→T1通→B↑

信息存储原理:电阻分压优点:速度快,稳定性好缺点:成本高,复杂?4-14SRAM存储器组成:存储元??IC?芯片排成行列矩阵结构

芯片包含存储元的个数叫容量;芯片一次可访问的存储元个数叫字长。?用Intel2114设计

容量:地址线A0~Ax eg.1K,A0~A9

字长:I/O线 eg.4bit,I/O线4根 I/O0~I/O3

SRAM集成度低,所以有了DRAM

?4-15DRAM

?Intel4116单管DRAM算引脚数:地址减半,数据线分开,两个片选

?4-16DRAM刷新:靠电容存储信息,外界给C2补充电荷刷新,靠读操作完成。例题:DRAM16K*1bit,128*128矩阵,刷新周期2ms,读写周期0.5μs

①集中式刷新

在规定的一个刷新周期内,对全部存储单元集中一段时间逐行刷新,此刻必须停止读/写操作。一旦开始,把所有行都刷新完毕。

优点:简单

缺点:刷新时间长,死时间CPU不能访问,效率低

应用:高速存储器

例题:每次一行,一个读操作,128个读周期

2ms/0.5μs=4000个周期,128个用于刷新,即

64ms

②分散刷新

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对每行存储单元刷新分散到每个存取周期内完成。

每个工作周期带一个刷新,把死时间分散,2ms内刷新若干次

缺点:影响效率,慢;优点:能有效分散死时间

应用:低速存储器

例:若读取周期为0.5μs,则存取周期为1μs,每128μs就可将存储芯片全部刷新一遍。

③

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