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《計(jì)算機(jī)組成原理_存儲(chǔ)子系統(tǒng)-1-概述.ppt》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、1/14第4章存儲(chǔ)子系統(tǒng)-半導(dǎo)體-磁表面-光存儲(chǔ)-虛擬存儲(chǔ)技術(shù)原理及器件2/14本章需解決的主要問(wèn)題：（1）存儲(chǔ)器如何存儲(chǔ)信息？（2）在實(shí)際應(yīng)用中如何用存儲(chǔ)芯片組成具有一定容量的存儲(chǔ)器？（3）如何改進(jìn)存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能？外存3/144.1概述1.存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)CPUCache主存L1、L2、L3三級(jí)存儲(chǔ)體系4/14（1）主存（內(nèi)存）主要存放CPU當(dāng)前使用的指令和數(shù)據(jù)。工作速度快有足夠的存儲(chǔ)容量（2）輔存（外存）存放大量的后備程序和數(shù)據(jù)速度較慢容量較大能隨機(jī)訪問(wèn)CPU5/14（3）高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)存放CPU在當(dāng)前一小段時(shí)間內(nèi)多次使用的程
2、序和數(shù)據(jù)，以緩解CPU和主存的速度差異。速度非?？烊萘繀s很小內(nèi)核L1L2L3主存(DDR3/4)MM外存(硬盤等)EM6/142.物理存儲(chǔ)器與虛擬存儲(chǔ)器物理存儲(chǔ)器:物理形態(tài)上真實(shí)存在的存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱為實(shí)存，其地址稱為物理地址或?qū)嵉刂?。虛擬存儲(chǔ)器:虛擬存儲(chǔ)器是一個(gè)邏輯模型，并非物理存在，基于物理存儲(chǔ)器并靠硬件+操作系統(tǒng)的映射來(lái)實(shí)現(xiàn)。邏輯上能提供比物理存儲(chǔ)器更大的虛擬存儲(chǔ)空間，相關(guān)地址稱為虛地址或邏輯地址。虛擬存儲(chǔ)技術(shù)內(nèi)存外存7/143.存儲(chǔ)器的分類(按存儲(chǔ)介質(zhì))（1）半導(dǎo)體存儲(chǔ)器靜態(tài)存儲(chǔ)器:利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)存儲(chǔ)信息,信息易失（2）磁表面
3、存儲(chǔ)器利用磁層上不同方向的磁化區(qū)域表示信息,容量大,非破壞性讀出,長(zhǎng)期保存信息,速度慢,外存例如：IDE硬盤，SATA硬盤動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器:依靠電容上的電荷暫存信息，主存8/14（3）光盤存儲(chǔ)器利用光斑的有無(wú)/晶相等變化表示信息,容量很大，非破壞性讀出,長(zhǎng)期保存信息,速度慢,外存※只讀型光盤CD-ROM※一次寫入型光盤WORM※可擦除/重寫型光盤9/143.存儲(chǔ)器的分類(按存取方式)隨機(jī)存取：按地址訪問(wèn)存儲(chǔ)器中的任一單元，訪問(wèn)時(shí)間與存儲(chǔ)單元的地址無(wú)關(guān)。（1）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，ROM)ROM例如，微程序控制器中的控制存儲(chǔ)器（CM）RAM例如，主存1
4、0/14RAM：頻率-存取周期或讀/寫周期(ns)固化型：可讀可寫ROM：只讀型PROM：用戶不能寫入數(shù)據(jù)用戶可寫入一次EPROM：可多次編程（紫外線擦除）EEPROM：可多次寫入（電擦除）速度指標(biāo)：通常用作主存、高速緩存。FLASHMemory（閃存）如：SDR/DDR/DDR2-4接近11/14（2）順序存取存儲(chǔ)器（SAM）訪問(wèn)時(shí)讀/寫部件按順序查找目標(biāo)地址，訪問(wèn)時(shí)間與數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)位置有關(guān)。定位操作平均定位時(shí)間(ms)數(shù)據(jù)讀/寫操作兩步操作速度指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸率(b/s)例如：磁帶機(jī)（錄音機(jī)）、電影膠片。12/14（3）直接存取存儲(chǔ)器（DAM）訪問(wèn)
5、時(shí)讀/寫部件先粗定位一個(gè)小區(qū)域，再在該區(qū)域內(nèi)順序查找。三步操作定位（尋道）操作等待（旋轉(zhuǎn)）操作讀/寫操作速度指標(biāo)平均定位（平均尋道）時(shí)間(ms)平均等待（平均旋轉(zhuǎn)）時(shí)間(ms)數(shù)據(jù)傳輸率(b/s)訪問(wèn)時(shí)間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)，例如:硬盤。13/144.存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)(1)存取時(shí)間(2)存取周期從存儲(chǔ)器收到讀寫命令，到存儲(chǔ)器讀出（寫入）信息所需要的時(shí)間，TA存儲(chǔ)器做連續(xù)訪問(wèn)操作過(guò)程中一次完整的存取操作所需的總時(shí)間，TM存取時(shí)間存取周期恢復(fù)期(通常TM>TA)14/14(2)數(shù)據(jù)傳輸率?R單位時(shí)間內(nèi)存取信息的數(shù)據(jù)量，也叫帶寬或頻寬數(shù)據(jù)傳輸率(R)=存儲(chǔ)器
6、的位寬存取周期bps【例】某雙通道DDR-4內(nèi)存?zhèn)鬏旑l率為3200MHz，位寬64比特，則其有效帶寬為：RDDR-4=(64b×3200MHz÷8)=51.2GBps×2
