第04章 存储系统ppt课件.ppt

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1、第四章存储系统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1、存储器体系的“CACHE-内存-外存”三层结构2、掌握存储器的分类以及各类存储器的基本工作原理3、主存储器(内存)与CPU的连接和数据交换4、双口RAM和多模块交叉存储器。5、高速缓冲存储器(Cache)和虚拟存储器6、几种主存容量扩张方法7、访问Cache的过程8、计算硬盘的容量和访问时间。本章重要知识点：4.1概述4.1.1、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(

2、1)存取时间与物理地址无关（随机存储器）4.12.按存取方式分类(2)存取时间与物理地址有关（顺序存储器）顺序存取存储器磁带直接存取存储器磁盘随机存储器只读存储器在程序的执行过程中可读可写在程序的执行过程中只读磁盘磁带光盘高速缓冲存储器（Cache）FlashMemory存储器主存储器辅助存储器MROMPROMEPROMEEPROMRAMROM静态RAM动态RAM3.按在计算机中的作用分类4.11.存储器三个主要特性的关系4.1.2、存储器的层次结构4.1速度容量每位价格（位价，成本）速度越高，位价越高容量越大，位价越低容量越大，但速度越低容量大速度高高低小大快慢辅存寄

3、存器缓存主存磁盘光盘磁带光盘磁带速度容量价格位／CPUCPU主机速度容量每位价格三者之间的关系缓存CPU主存辅存2.缓存主存层次和主存辅存层次4.1主存-辅存：容量增大。速度？CPU以近似主存的速度访问辅存缓存-主存：速度加快。容量？CPU以近似缓存的速度访问主存缓存主存辅存主存主要解决CPU和主存速度不匹配的问题缓存容量小，需要不断从主存调入数据到缓存数据调动由硬件完成主要解决存储系统容量的问题辅存容量大，但速度低，需要不断从辅存调入数据到主存数据调动由操作系统完成虚拟存储器逻辑地址物理地址VS分层存储器系统之间的连接关系MAR4.2主存储器4.2.1、概述1.主存的

4、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CPU主存读数据总线地址总线写4.2MDRMAR读/写电路译码器驱动器高位字节地址为字地址低位字节地址为字地址字地址字节地址11109876543210840字节地址字地址4523014203.主存中存储单元地址的分配4.2设地址线24根按字节寻址224=16M个单元按字寻址若字长为16位8M个单元按字寻址若字长为32位4M个单元(2)存储速度4.主存的技术指标(1)存储容量(3)存储器的带宽主存存放二进制代码的总数量读出时间写入时间存

5、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位/秒4.2启动一次存储器操作到完成该操作的时间五、存储器与CPU的连接1.存储器容量的扩展(1)位扩展（增加存储字长）用2片1K×4位存储芯片组成1K×8位的存储器10根地址线8根数据线DD••••D0479AA0•••21142114CSWE4.2(2)字扩展（增加存储字的数量）用2片1K×8位存储芯片组成2K×8位的存储器11根地址线8根数据线1K×8位1K×8位D7D0•••••••••••••••••WEA1A0•••A94.2CS0A101CS1(3)字、位扩展用8

6、片1K×4位存储芯片组成4K×8位的存储器8根数据线12根地址线WEA8A9A0...D7D0……A11A10CS0CS1CS2CS3片选译码................4.21K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4D2.存储器与CPU的连接(1)地址线的连接(2)数据线的连接(3)读/写线的连接(4)片选线的连接(5)合理选用芯片(6)其他时序、负载4.24.2.7、提高访存速度的措施P1031.单体多字系统W位W位W位W位W位地址寄存器主存控制部件............单字长寄存器数据寄存器存储体采用高速器件调整主存结构采用层次结构Ca

7、che主存增加存储器的带宽4.22.多体并行系统(多模块存储器)一个由若干个模块组成的主存储器是线性编址的。这些地址在各模块中如何安排，有两种方式：一种是顺序方式，一种是交叉方式4.2a、顺序方式（高位交叉编址）[例]M0－M3共四个模块，则每个模块8个字顺序方式：M0：0—7M1：8－15M2：16－23M3：24－315位地址组织如下：XX   XXX高位选模块，低位选块内地址（共n个模块，每模块m个字）每个存储体内的地址片选，存储体选择4.2高位交叉编址M0地址01……n－1M1nn+1……2n－1M22n2n+13n－1M33n3