第三章 存储系统ppt课件.ppt

《第三章 存储系统ppt课件.ppt》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、华北电力大计算机系王晓霞计算机组成原理第三章计算机组成原理第三章本章结构3.4高速缓冲存储器3.3辅助存储器3.2主存储器3.1存储系统3.5虚拟存储系统3.6相联存储器3.7存储保护3.1存储系统概述计算机组成原理存储器的分类3.1.1存储系统的层次结构3.1.2存储器的分类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、磁光材料非易失存储器的分类(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(

2、RAM)只读存储器(ROM)直接存取存储器磁盘存储器的分类磁盘、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存储系统的层次结构存储系统由几个容量、速度和价格各不相同的存储器构成的系统。目标容量大速度快价格低存储系统的层次结构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主机存储系统的层次结构CPU寄存器组主存cache辅存主机解决主存速度不足解决主存容量不足Cache存储系统虚拟存储系统存储系统的层次

3、结构缓存CPU主存辅存缓存主存辅存主存10ns20ns200nsms（速度）（容量）3.2主存储器计算机组成原理第三章主存储器概述3.2.1半导体存储器存储原理3.2.2主存储器的设计与扩展3.2.33.2.1主存储器概述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……………3.2.1主存储器概述2.主存和CPU的联系MDRMARCPU主存读数据总线地址总线写3.2.1主存储器概述(2)存储速度3.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位数读出时间写入时间存储器的访问时间存取时间存取周期读周期写周

4、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单位时间内存储器存取的信息量单位:位/秒3.2.2半导体存储器存储原理㈠双极型存储单元与存储原理计算机组成原理第三章⒈TTL型存储单元3.2.2半导体存储器存储原理⒉TTL型存储器芯片举例（SN74189）计算机组成原理第三章16脚双列直插式封装存储容量16单元×4位3.2.2半导体存储器存储原理㈡静态MOS存储单元存储原理⒈静态MOS存储单元电路计算机组成原理第三章VccT3T1T4T2T5T6ZW⑴组成触发器T1、T3：MOS反相器T2、T4：MOS反相器T5、T6：控制门管Z：字线（选择存储单元）W、W：⑵

5、定义“0”：T1导通，T2截止；“1”：T1截止，T2导通。W位线（完成读写）3.2.2半导体存储器存储原理计算机组成原理第三章⑶工作Z：加高电平，T5、T6导通，选中该单元。写入：在W、W上分别加高、低电平，写1/0。读出：根据W、W上有无电流，读1/0。⑷保持Z：加低电平，只要电源正常，保证向导通管提供电流，便能维持一管导通，另一管截止的状态不变，∴称静态。静态单元是非破坏性读出，读出后不需重写。3.2.2半导体存储器存储原理⒉静态MOS存储芯片举例（Intel2114）计算机组成原理第三章2114（1K×4）191018A6A5A4A3A0A1A2CSGNDV

6、ccA7A8A9D0D1D2D3WE地址端：A9～A0（入）数据端：D3～D0（入/出）控制端：片选CS=0选中芯片=1未选中芯片写使能WE=0写=1读电源、地⒊读写时序读周期ACSWEDOUTDINtWCtWtAWtDWtDHtWR写周期tWC地址有效下一次地址有效写时间tW写命令WE的有效时间tAW地址有效片选有效的滞后时间tWR片选失效下一次地址有效tDW数据稳定WE失效tDHWE失效后的数据维持时间写周期ACSWEDOUTDINtWCtWtAWtDWtDHtWR写周期tWC地址有效下一次地址有效写时间tW写命令WE的有效时间tAW地址有效片选有效的滞后时间t

7、WR片选失效下一次地址有效tDW数据稳定WE失效tDHWE失效后的数据维持时间动态MOS存储单元与芯片基本存储原理：存储信息以电荷形式存于电容上，通常定义电容充电至高电平，为1；放电至低电平，为0。计算机组成原理第三章⒈单管动态存储单元计算机组成原理第三章⑴组成C：记忆单元T：控制门管Z：字线W：位线⑵定义“0”：C无电荷，电平V0（低）“1”：C有电荷，电平V1（高）动态MOS存储单元与芯片动态MOS存储单元与芯片计算机组成原理第三章⑶工作写入：Z加高电平，T导通。W加高/低电平，写1/0读出：W预充电，断开充电回路。Z加高电平，T导通，根据W线电位的变化，读