第4章 存储器.ppt

《第4章 存储器.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第4章存储器4.1概述4.2主存储器4.3高速缓冲存储器4.4辅助存储器*重点存储系统的层次结构Cache－主存和主存－辅存层次的作用程序访问的局部性原理与存储系统层次结构的关系3.主存、Cache、磁表面存储器的工作原理及技术指标2.半导体存储芯片的外特性以及与CPU的连接4.如何提高访存速度1.对于一定容量的存储器，按字节或字访问的寻址范围是不同的*难点2.多体并行结构存储器顺序编址和交叉编址对访存速度的影响3.不同的Cache—主存地址映射，直接影响主存地址字段的分配、替换策略及命中率4.1概述一、存储器分类按存储介质分类按存取方式

2、分类按在计算机中的作用分类1.按存储介质分类(1)半导体存储器：(2)磁表面存储器：(3)磁芯存储器：(4)光盘存储器：易失TTL、MOS磁头、载磁体硬磁材料、环状元件激光、磁光材料非易失(1)存取时间与物理地址无关（随机访问）顺序存取存储器：磁带2.按存取方式分类(2)存取时间与物理地址有关（串行访问）随机存储器：只读存储器：直接存取存储器：磁盘在程序的执行过程中可读可写在程序的执行过程中只读3.按在计算机中的作用分类(1)主存储器：(2)辅助存储器：(3)缓冲存储器：可以直接和CPU交换信息。是主存的后援存储器，存放暂时不用的程序和数

3、据，不能与CPU直接交换信息。位于两个速度不同的部件之中，起到缓冲作用。磁盘磁带光盘缓存(Cache)闪速存储器(FlashMemory)存储器主存辅存MROMPROMEPROMEEPROM随机存储器(RAM)只读存储器ROM静态RAM动态RAM图4.1存储器分类1.存储器的3个主要性能指标二、存储器的层次结构速度容量位价一般来说，速度越高，位价越高；容量越大，位价越低，而且容量越大，速度必越低。人们追求大容量、高速度、低位价的存储器，可惜这是很难达到的。高低小大快慢辅存寄存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／CPUCPU主机图

4、4.2存储速度、容量和位价的关系缓存CPU主存辅存缓存主存辅存主存虚拟存储器10ns20ns200nsms虚地址逻辑地址实地址物理地址主存储器（速度）（容量）图4.3缓存—主存层次和主存—辅存层次2.缓存---主存层次和主存---辅存层次4.2主存储器一、概述1.主存的基本组成存储体驱动器译码器MAR控制电路读写电路MDR地址总线数据总线读写……………图4.4主存的基本组成2.主存和CPU的联系MDRMARCPU主存读数据总线地址总线写图4.5主存和CPU的联系高位字节地址为字地址低位字节地址为字地址设地址线24根按字节寻址若字长为16位

5、按字寻址若字长为32位按字寻址字地址字节地址11109876543210840字节地址字地址4523014203.主存中存储单元地址的分配224=16M8M4M图4.6字节寻址的主存地址分配(a)IBM370(b)PDP-11如16MB（227位）的存储器按字节寻址按字（16位）寻址按字（32位）寻址224=16M223=8M222=4M寻址范围字节寻址字（16位）寻址字（32位）寻址24位23位22位字节地址字节地址4.主存的技术指标存储容量主存存放二进制代码的总位数，即存储容量=存储单元数×存储字长它的容量也可用字节总数来表示，即存储

6、容量=存储单元数×存储字长/8目前的计算机存储容量大多以字节来表示。存取时间启动一次存储器操作(读或写)到完成该操作所需的全部时间，又称为存储器的访问时间。存取时间分读出时间和写入时间(3)存储器的带宽单位时间内存储器存取的信息量，单位可用字/秒或字节/秒或位/秒表示。(2)存储速度由存取时间和存取周期来表示存取周期连续两次独立的存储器操作，(读或写)所需的最小间隔时间。通常存取周期大于存取时间。二、半导体存储芯片简介1.半导体存储芯片的基本结构译码驱动存储矩阵读写电路片选线读/写控制线地址线…数据线…读/写控制线（低电平写，高电平读）（

7、允许读）WE（允许写）WEOE图4.7存储器芯片的基本结构片选线CSCE存储芯片片选线的作用：用来选择存储芯片用16K×1位的存储芯片组成64K×8位的存储器32片当地址为65535时，此8片的片选有效8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位图4.864K×8位的存储器2.半导体存储芯片的译码驱动方式(1)线选法线选法用一根字选择线(字线)，直接选中一个存储单元的各位。这种方式结构简单，但只适于容量不大的存储芯片。0,015,015,70,7读/写控制电路地址译码器字线015……16×8矩阵………07D07D位线读

8、/写选通A3A2A1A0……00000,00,7…0…07…D07D读/写选通读/写控制电路图4.916×1字节线选法结构示意图(2)重合法重合法由X、Y两个方向的选择线决定被选中的存储单元，