计算机组成原理课程论文

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1、合肥学院课程论文题目存储器扩展系部计算机科学与技术专业软件服务外包班级11级计本4班学生姓名陈强2013年6月1日存储器扩展摘要：本论文从存储器的概念说起，简述了存储字、存储单元、存储体等基本知识点以及存储器的各种分类，介绍了高速缓冲存储器的产生及其作用，解说了存储器的层次结构和分层的原因，进而讲述了存储器的两种扩展方法。关键词：随机存储器、只读存储器、字扩展、位扩展正文：一、计算机组成原理课程综述计算机组成原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一，它主要告诉我们计算机单系统组成结构，计算机各组成部件内部的运行机制以及相关的基本理论，硬件分析和设计

2、的基本技能和方法。在冯·诺依曼体系结构中，存储器属五大部件之一，现代计算机认为CPU、I/O设备和主存构成计算机。存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。二、相关概念存储位：存放一个二进制数位的存储单元，是存储器最小的存储单位，或称记忆单元存储字：一个数（n位二进制位）作为一个整体存入或取出时，称存储字存储单元：存放一个存储字的若干个记忆单元组成一个存储单元

3、存储体：大量存储单元的集合组成存储体存储单元地址：存储单元的编号字编址：对存储单元按字编址字节编址：对存储单元按字节编址寻址：由地址寻找数据，从对应地址的存储单元中访存数据。三、分类按存储介质分类有半导体存储器、磁表面存储器、磁芯存储器以及光盘存储器；按存取方式分类有随机存储器（RAM）、串行访问存储器以及只读存储器（ROM）。RAM、是构成内存的主要部分，其内容可以根据需要随时按地址读出或写入，以某种电触发器的状态存储，断电后信息无法保存，用于暂存数据，又可分为DRAM和SRAM两种。RAM一般使用动态半导体存储器件（DRAM）。因为CPU工作的

4、速度比RAM的读写速度快，所以CPU读写RAM时需要花费时间等待，这样就使CPU的工作速度下降。人们为了提高CPU读写程序和数据的速度，在RAM和CPU之间增加了高速缓存（Cache）部件。Cache的内容是随机存储器（RAM）中部分存储单元内容的副本。ROM、是只读存储器，出厂时其内容由厂家用掩膜技术写好，只可读出，但无法改写。信息已固化在存储器中，一般用于存放系统程序BIOS和用于微程序控制。PROM、是可编程ROM，只能进行一次写入操作（与ROM相同），但是可以在出厂后，由用户使用特殊电子设备进行写入。EPROM、是可擦除的PROM，可以读出

5、，也可以写入。但是在一次写操作之前必须用紫外线照射，以擦除所有信息，然后再用EPROM编程器写入，可以写多次。EEPROM、是电可擦除PROM，与EPROM相似，可以读出也可写入，而且在写操作之前，不需要把以前内容先擦去，能够直接对寻址的字节或块进行修改。闪速存储器（FlashMemory）、其特性介于EPROM与EEPROM之间。闪速存储器也可使用电信号进行快速删除操作，速度远快于EEPROM。但不能进行字节级别的删除操作，其集成度高于EEPROM。一、高速缓冲存储器在计算机存储系统的层次结构中，介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它

6、和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。某些机器甚至有二级三级缓存，每级缓存比前一级缓存速度慢且容量大。而这时，一开始的高速小容量存储器就被人称为一级缓存。高速缓冲存储器最重要的技术指标是它的命中率。在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多，使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥，整个计算机系统的工作效率受到影响。有很多方法可用来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾，如采用多个通用寄存器、多存储体交叉存取等，在存储层次上采用高速缓冲存储器也是常用的方法之一

7、。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一，但它的存取速度能与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理，正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而，当中央处理器存取主存储器某一单元时，计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器，中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储器的那一组单元内。于是，中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。在整个处理过程中，如果中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高

8、速缓冲存储器所代替，计算机系统处理速度就能显著提高。二、分层按照与CPU的接近程度，存储器分为内存储器与外存储器，简称内存