北航计算机组成原理讲义_4.存储系统

《北航计算机组成原理讲义_4.存储系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、存储系统MyEmail：liuxd@buaa.edu.cnorxudliu@263.net本讲内容存储系统概述主存储器的组成与工作原理高速缓冲存储器的结构与工作原理辅助存储器（磁表面存储器）虚拟存储系统存储系统概述主存储器的组成与工作原理高速缓冲存储器的结构与工作原理辅助存储器（磁表面存储器）虚拟存储系统1.1存储系统概述存储器分类按介质分类：磁介质存储器半导体存储器光盘存储器按访问方式分类：机访问存储器（RandomAccessMemory—RAM）只读存储器（ReadOnlyMemory—ROM）顺序访问存储器（Tape）直接访问存储器（Disk）联想存储器(某些Cache)按功能分类：高

2、速缓冲存储器主存储器辅助存储器控制存储器1.1存储系统概述存储器的性能指标访问时间（AccessTime）：随机访问存储器：访问时间指读或写操作所用时间，即从给定地址到存储器完成读或写操作所需时间。其他类型：指将读写机构定位到目标位置所需的时间。存储周期（CycleTime）：仅对RAM而言，指两次访问存储器单元之间的最小时间间隔。一般均大于访问时间。带宽（Bandwidth）／数据传输率（TransferRate）一般的随机访问存储器：1／CycleTime；其他类型：TN=TA+N/RTN：读写NBits所需的平均时间TA：访问时间N：NBitsR：存储部件的数据传输率（bits/s）1.

3、1存储系统概述存储器的层次结构ControlDatapathSecondaryStorage(Disk)ProcessorRegistersMainMemory(DRAM)SecondLevelCache(SRAM)On-ChipCache1s10,000,000s(10sms)Speed(ns):10s100s100sGsSize(bytes):KsMsTertiaryStorage(Tape)10,000,000,000s(10ssec)Ts1.1存储系统概述存储器的层次结构二级存储系统指：高速缓冲存储器（Cache）＋主存储器存储系统概述主存储器的组成与工作原理高速缓冲存储器的结构与工作

4、原理辅助存储器（磁表面存储器）虚拟存储系统2.1半导体存储器随机访问存储器（RAM）SRAM(StaticRAM)：静态存储器，相对动态而言，集成度低，但不必刷新。DRAM(DynamicRAM)：动态存储器，需要刷新，相对而言，集成度高。FPM(FastPageMode)DRAM：串行访问方式，传统的DRAM类型（RAS,CAS选择型）。EDO(ExtendedDataOut)DRAM：可并行访问的DRAM类型（实际上是一种简单的Pipelining型存储器类型。上一个地址访问结束前可以开展下一个地址访问，提高了整个存储器的BandWidth）。FPMDRAM、EDODRAM均属于非同步型D

5、RAM。SDRAM(SynchronousDRAM)：同步DRAM（与CPU保持同步）,由系统时钟驱动的DRAM，在存储器完成存取操作期间，CPU可以进行其他工作，从而提高了系统的性能。而非同步型DRAM，在存取操作期间，CPU只能处于等待状态。2.1半导体存储器只读存储器（ROM）固定掩膜（Masks）ROMPROM（ProgrammableROM）：一次性可编程EPROM（ErasablePROM）：可擦除可编程（紫外线擦除）EEPROM（ElectricallyErasablePROM）：电擦除（字节一级）FlashMemory：电擦除（BlockLevel）2.2存储单元电路基本要求两

6、种稳定（或半稳定）状态，用来表示二进制的1和0；可是实现状态写入（或设置）；可以实现状态读去（或感知）。2.2存储单元电路SRAM存储单元电路（六管单元电路）T1，T2：工作管；T3，T4：负载管；T5，T6：门控管；稳定状态：T1截止，T2导通，表示1T2截止，T1导通，表示0保持状态：字选线低电平，T5和T6截止，内部保持稳定状态。读出：字选线高电平，T5和T6导通，D线读出内部电平（状态）。写1：D线高电平，D线低电平，字选线高电平，T5和T6导通，T1截止，T2导通，写入1。写0：D线低电平，D线高电平，字选线高电平，T5和T6导通，T2截止，T1导通，写入0。2.2存储单元电路DRA

7、M存储单元电路（单管单元电路）Cs电容<