最新第6章-存储系统PPT课件.ppt

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1、第6章-存储系统学习目标掌握三级存储体系的功能、所用存储器、存取方式、性能，熟练掌握主存储器逻辑设计。理解SRAM和DRAM的存储原理、特点、选用原则，动态刷新，主存与CPU之间的连接。了解高速缓存与虚拟存储器的基本思想。§6.1常见的存储器子系统组织§6.1.1主存储器§6.1.2外存储器§6.1.3高速缓冲存储器§6.2半导体存储器芯片§6.2.1半导体静态存储器举例§6.2.2半导体动态存储器举例§6.2.3半导体只读存储器举例§6.1.2外存储器外存储器是用来存放需要联机存放，但暂不执行的程序和数据，当

2、需要时再由外存调入主存外存通常由磁盘、磁带等磁表面存储器和光盘存储器构成。在存取方式、工作速度和存储容量等方面的特点：（1）信息组织采取文件、数据块的结构，存取方式采取顺序存取或直接存取。（2）工作速度较主存慢（3）存储容量很大，价格低。§6.1.3高速缓冲存储器高速缓冲存储器：设置在CPU和主存之间，用于存放CPU在最近一小段时间内要使用的程序和数据。主要为了解决CPU与主存之间的速度匹配问题。高速缓存用高速半导体存储器构成，存取周期约为几至十几ns。采用随机存取方式，便于CPU直接访问。高速缓存技术利用了程

3、序的局部性原理，即在程序执行的某一小段时间内，所访问的程序指令通常集中在主存的一个局部区域内，并该区域内容会被CPU多次反复使用。名称作用构成存取方式速度容量主存储器用来存入需要执行的程序及需要处理的数据，能由CPU直接读出或写入。由半导体动态MOS存储器构成，采取随机存取方式，按字节存放或读取内容工作速度快有一定存储容量外存储器用来存放需要联机存放，但暂不执行的程序和数据，当需要时再由外存调入主存磁盘、磁带等磁表面存储器和光盘存储器构成。按文件进行组织，采取顺序存取或直接存取速度较低存储容量大、三级存储体系各

4、层中的作用和特点等比较名称作用构成存取方式速度容量高速缓冲存储器用于存放CPU在最近一小段时间内要使用的程序和数据。作为主存某些局部区域的内容副本。主要为了解决CPU与主存之间的速度匹配问题用高速半导体存储器构成，存取周期约为几至十几ns采用随机存取方式，便于CPU直接访问工作速度快存储容量小三级存储体系各层中的作用和特点等比较题目：什么是随机存取、顺序存取、直接存取方式，各适用于什么存储器？随机存取方式——即能按地址直接访问存储器中的任一单元，且访问所需的时间与单元的地址无关。适用于主存储器和高速缓存。顺序存

5、取方式——文件或数据顺序地记录在外存储器（磁带），从开始顺序寻址，找到所需文件、数据块的位置，然后再读写进行。访问的时间与信息在磁中的位置。适用于外存储器。直接存取方式——直接指向存储器中某个较小的局部区域开始顺序寻址，访问的时间与信息所在位置有关。适用于外存储器。§6.2半导体存储器芯片半导体存储器分类：（按不同的存储原理）静态存储器是依靠触发器的两个稳定状态存储信息。动态存储器是依靠电容上的存储电荷来保存信息。半导体存储器采取随机访问的存取方式，即能按地址直接访问存储器中的任一单元，且访问所需的时间与单元的

6、地址无关。是指用晶体管作为存储介质的存储器。§6.2.1半导体静态存储器举例1、存储原理：见教材P276页图6-3六管静态MOS存储单元2、芯片引脚功能3、读/写时序Intel2114是一种曾经广泛使用的静态MOS存储（SRAM）芯片，它的容量较小，为1K×4位,即每个芯片上有1K个编址单元，每个单元有4位，因此，一块2114芯片有4096个存储电路单元，可以存储4096位二进制代码。§6.2.2半导体动态存储器举例1、存储原理：见教材P279页图6-6单管动态MOS存储单元2、芯片引脚功能：3、读/写时序：4

7、、动态刷新：Intel2164是一种动态MOS存储（DRAM）芯片，容量为64K×1位,即每个芯片上有64K个编址单元，每个单元有1位。这64K个单元需要量6位地址寻址。集中刷新方式分散刷新方式异步刷新方式§6.2.3半导体只读存储器举例半导体只读存储器的种类：1、可重编程只读存储器（EPROM）（1）工作原理（2）引脚功能与工作方式2、电擦除可重写只读存储器（EEPROM）和快擦写存储器（FlashMemory）掩模型只读（MROM）存储器一次编程型只读（PROM）存储器多次编程型只读存储器（EPROM等）§

8、6.3主存储器组织§6.3.1主存储器的逻辑设计通过教材上的两例题学习有关知识例6-1例6-2分析往届试卷上题目。§6.3.2主存储器与CPU的连接1、系统模式：定义：系统模式是指系统内CPU与其他部件的连接模式。分类：（按CPU与其他部件的连接方式）最小系统模式较大系统模式专用存储总路线模式（1）最小系统模式：定义：在一些小系统中，常将CPU芯片与存储芯片直接连接，即CPU通过地址线