計(jì)算機(jī)組成原理8單元4_1存儲(chǔ)器.ppt

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1、第4章存儲(chǔ)器本章知識要點(diǎn)：1，理解存儲(chǔ)器的分類和分級結(jié)構(gòu)；2，掌握主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)和基本操作；3，理解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的基本組成和工作原理；4，掌握主存儲(chǔ)器組織；5，掌握CACHE的功能、基本原理、地址映像（直接映像方式）和替換策略；6，掌握多體交叉存儲(chǔ)器的基本原理及地址交叉方法；教學(xué)單元八：概述及主存儲(chǔ)器教學(xué)目標(biāo)：（1）理解存儲(chǔ)器分類和分級結(jié)構(gòu)；（2）掌握主存儲(chǔ)器的技術(shù)指標(biāo)、基本結(jié)構(gòu)和基本操作；（3）理解半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的基本組成和工作原理。4.1概述4.2主存儲(chǔ)器4.3高速緩沖存儲(chǔ)器4.4輔助存儲(chǔ)器第4章存儲(chǔ)器4.1概述一、存儲(chǔ)

2、器分類1.按存儲(chǔ)介質(zhì)分類(1)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(2)磁表面存儲(chǔ)器(3)磁芯存儲(chǔ)器(4)光盤存儲(chǔ)器易失TTL、MOS磁頭、載磁體硬磁材料、環(huán)狀元件激光、磁光材料非易失(1)存取時(shí)間與物理地址無關(guān)（隨機(jī)訪問）順序存取存儲(chǔ)器磁帶4.12.按存取方式分類(2)存取時(shí)間與物理地址有關(guān)（串行訪問）隨機(jī)存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器直接存取存儲(chǔ)器磁盤可讀可寫只讀磁盤、磁帶、光盤高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）FlashMemory存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器MROMPROMEPROMEEPROMRAMROM靜態(tài)RAM動(dòng)態(tài)RAM3.按在計(jì)算機(jī)中的作用分類4.1SDRAMDDRD

3、oubleDataRateSRAMDRAMMRAM（磁性隨機(jī)儲(chǔ)存）PRAM（Phase-ChangeRAM）FRAMFerroelectricmemory高低小大快慢輔存寄存器緩存主存磁盤光盤磁帶光盤磁帶速度容量價(jià)格位／1.存儲(chǔ)器三個(gè)主要特性的關(guān)系二、存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)CPUCPU主機(jī)4.1緩存CPU主存輔存2.緩存主存層次和主存輔存層次緩存主存輔存主存虛擬存儲(chǔ)器10ns20ns200nsms(虛地址)邏輯地址(實(shí)地址)物理地址主存儲(chǔ)器4.1（速度）（容量）4.2主存儲(chǔ)器一、概述1.主存的基本組成存儲(chǔ)體驅(qū)動(dòng)器譯碼器MAR控制電路讀寫電路M

4、DR讀寫……………2.主存和CPU的聯(lián)系MDRMARCPU主存讀數(shù)據(jù)總線地址總線寫4.2高位字節(jié)地址為字地址低位字節(jié)地址為字地址設(shè)地址線24根按字節(jié)尋址按字尋址若字長為16位按字尋址若字長為32位字地址字節(jié)地址11109876543210840字節(jié)地址字地址4523014203.主存中存儲(chǔ)單元地址的分配4.2224=16M8M4M(2)存儲(chǔ)速度4.主存的技術(shù)指標(biāo)(1)存儲(chǔ)容量(3)存儲(chǔ)器的帶寬主存存放二進(jìn)制代碼的總位數(shù)讀出時(shí)間寫入時(shí)間存儲(chǔ)器的訪問時(shí)間存取時(shí)間存取周期讀周期寫周期連續(xù)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器操作（讀或?qū)懀┧璧淖钚￠g隔時(shí)間位/秒4

5、.2多體并行結(jié)構(gòu)存取周期位存取周期=100ns,16b,帶寬=？芯片容量二、半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片簡介1.半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的基本結(jié)構(gòu)譯碼驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)矩陣讀寫電路1K×4位16K×1位8K×8位片選線讀/寫控制線地址線…數(shù)據(jù)線…地址線（單向）數(shù)據(jù)線（雙向）1041411384.2二、半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片簡介1.半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的基本結(jié)構(gòu)譯碼驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)矩陣讀寫電路片選線讀/寫控制線地址線…數(shù)據(jù)線…片選線讀/寫控制線（低電平寫高電平讀）（允許讀）4.2CSCEWE（允許寫）WEOE存儲(chǔ)芯片片選線的作用用16K×1位的存儲(chǔ)芯片組成64K×8位的存儲(chǔ)器32片當(dāng)?shù)刂窞?5

6、535時(shí)，此8片的片選有效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讀/寫控制電路地址譯碼器字線015……16×8矩陣………07D07D位線讀/寫選通A3A2A1A0……2.半導(dǎo)體存儲(chǔ)芯片的譯碼驅(qū)動(dòng)方式(1)線選法4.200000,00,7…0…07…D07D讀/寫選通讀/寫控制電路A3A2A1A0A40,310,031,031,31Y地址譯碼器X地址譯碼器32×32矩陣……A9I/OA8A7A56AY0Y31X0X31D讀/寫……(2)重合法4.200000000000,031,

7、00,31……0,0讀三、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)1.靜態(tài)RAM(SRAM)(1)靜態(tài)RAM基本電路A′觸發(fā)器非端1T4T~觸發(fā)器5TT6、行開關(guān)7TT8、列開關(guān)A觸發(fā)器原端T1~T4T5T6T7T8A′A寫放大器寫放大器DIN寫選擇讀選擇DOUT讀放位線A位線A′列地址選擇行地址選擇T1~T4A‘AA′T1~T4T5T6T7T8A寫放大器寫放大器DIN寫選擇讀選擇讀放位線A位線A′列地址選擇行地址選擇DOUT①靜態(tài)RAM基本電路的讀操作行選T5、T6開4.2T7、T8開列選讀放DOUTVAT6T8DOUT讀選擇有效T1~T4T5T6T

8、7T8A′ADIN位線A位線A′列地址選擇行地址選擇寫放寫放讀放DOUT寫選擇讀選擇②靜態(tài)RAM基本電路的寫操作行選T5、T6開兩個(gè)寫放DIN4.2列選T7、T8開（左）反相T5A′（右）T8T6ADIND