计算机组成原理4第四章存储器10-PPT文档资料106页培训讲学.ppt

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1、第四章存储器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4.1概述一、存储器分类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4.12.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RAM只读存储器ROM直接存取存储器磁盘（部分串行）在程序的执行过程中可读可写在程序的执行过程中只读FlashMemory

2、存储器辅助存储器MROMPROMEPROMEEPROMRAMROM静态RAM动态RAM3.按在计算机中的作用分类4.1主存储器MROM：MaskedROMPROM:ProgrammableROMEPROM:ErasableProgrammableROMEEPROM:ElectricallyErasableProgrammableROM4.1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／1.存储器三个主要特性的关系二、存储器的层次结构CPUCPU主机4.1Cache缓存CPU主存辅

3、存2.缓存主存层次和主存辅存层次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4.1（速度）（容量）123567894CU控制单元CPUPC控制器IR…运算器MQACCALUXI/O4.2主存储器主存储器MDRMAR存储体一、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2.主存和CPU的联系MDRMARCPU主存读数据总线地址总线写4.2高位字节地址为字地址设地址线24根

4、按字节寻址按字(32位)寻址字地址字节地址111098765432108403.主存中存储单元地址的分配4.2224=16M4M请问：主机存储容量为4GB，按字节寻址，其地址线位数应为多少位？数据线位数多少位？按字寻址（16位为一个字）,则地址线和数据线各是多少根呢？4.2数据在主存中的存放设存储字长为64位（8个字节），即一个存取周期最多能够从主存读或写64位数据。读写的数据有4种不同长度:8位16位32位64位字节半字单字双字存储字64位（8个字节）不浪费存储器资源的存放方法现有一批数据，它们依

5、次为：字节、半字、双字、单字、半字、单字、字节、单字。4种不同长度的数据一个紧接着一个存放。优点是不浪费宝贵的主存资源，但存在的问题是：当访问的一个双字、单字或半字跨越两个存储单元时，存储器的工作速度降低了一半，而且读写控制比较复杂。从存储字的起始位置开始存放的方法无论要存放的是字节、半字、单字或双字，都必须从存储字的起始位置开始存放，而空余部分浪费不用。优点是：无论访问一个字节、半字、单字或双字都可以在一个存储周期内完成，读写数据的控制比较简单。缺点是：浪费了宝贵的存储器资源。存储字64位（8个字

6、节）从存储字的起始位置开始存放存储字64位（8个字节）0181624329172533210183111941220513216142271523263427283635293730313938边界对齐的数据存放方法此方法规定，双字地址的最末3个二进制位必须为000，单字地址的最末两位必须为00，半字地址的最末一位必须为0。它能够保证无论访问双字、单字、半字或字节，都在一个存取周期内完成，尽管存储器资源仍然有浪费。(2)存储速度4.主存的技术指标(1)存储容量主存存放二进制代码的总数量读出时间写入时

7、间存储器的访问时间存取时间存取周期读周期写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4.2(3)存储器的带宽位/秒如存取周期为500ns，每个存取周期可访问16位，则带宽为32M位/秒芯片容量二、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1K×4位16K×1位8K×8位片选线读/写控制线地址线……数据线……地址线（单向）数据线（双向）1041411384.2存储芯片片选线的作用用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

8、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4.20,015,015,70,7读/写控制电路地址译码器字线015…………16×8矩阵…………07D07D位线读/写选通A3A2A1A0……2.半导体存储芯片的译码驱动方式(1)线选法（16*8位线选存储器芯片）4.200000,00,7…0……07……D07D读/写选通A3A2A1A0A40,310,031,031,31Y地址译码器X地址译码器32×32矩阵……A9I/OA8A7A56AY0