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第四章 存儲器4.1 概述4.2 主存儲器

4.1 概述

一、存儲器分類

1、按存儲媒體分類

(1)半導體存儲器(易失的)

TTL:內建度比較低,功耗比較高,速度比較快

MOC:內建度高,功耗低(主要)

(2)磁表面存儲器

磁頭、載磁體

(3)磁芯存儲器

硬磁材料、環狀原件

(4)CD光牒存儲器

雷射、磁光材料

2、按存儲方式分類

(1)存取時間與實體位址無關(随機通路)

  • 随機存儲器:在程式的執行過程中可讀可寫
  • 隻讀存儲器:在程式的執行過程中隻讀

(2)存取時間與實體位址有關(串行通路)

  • 順序存取存儲器:錄音帶
  • 直接存取存儲器:磁盤

3、按在計算機中的作用分類

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二、存儲器的層次結構

1、存儲器三個主要特性的關系

速度,容量,價格

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分層的原因:滿足消費者需求,高速度、大容量、低價格,對使用者透明

2、緩存—主存層次和主存—輔存層次

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虛拟記憶體是計算機系統記憶體管理的一種技術。它使得應用程式認為它擁有連續的可用的記憶體(一個連續完整的位址空間),而實際上,它通常是被分隔成多個實體記憶體碎片,還有部分暫時存儲在外部磁盤存儲器上,在需要時進行資料交換。目前,大多數作業系統都使用了虛拟記憶體,如Windows家族的“虛拟記憶體”;Linux的“交換空間”等。

4.2 主存儲器

一、概述

1、主存的基本組成

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2、主存和CPU的聯系

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3、主存中存儲單元位址的配置設定

假設存儲字長是32位:一次讀寫最多可寫32個0/1

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  • 位址線24根,說明在主存上一共能指向 2 24 = 16 M 2^{24}=16M 224=16M個位址
  • 若字長32位,則一個字有4個位元組,是以要留2根位址線指出該字中的哪個位元組[00,01,10,11],即尋址範圍為 2 24 − 2 = 4 M 2^{24−2}=4M 224−2=4M
  • 若字長16位,則一個字有2個位元組,是以要留1根位址線指出該字中的哪個位元組[0,1],即尋址範圍為 2 24 − 1 = 8 M 2^{24−1}=8M 224−1=8M

字長:一個字的位數(幾個01)

位元組(byte):8個位數構成一個位元組(8個01是一個位元組)

4、主存的技術名額

(1)存儲容量

主存 存放二進制代碼的總位數

(2)存儲速度

1、存取時間 存儲器的通路時間,分為讀出時間和寫入時間

2、存取周期:連續兩次獨立的存儲器操作(讀或寫)所需要的最小間隔時間,分為讀周期和寫周期

3、存儲器的帶寬:位/秒

二、半導體存儲晶片簡介

1、半導體存儲晶片的基本結構

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計算方式:以第一行為例,位址線可以指向 2 10 = 1024 2 ^{10}=1024 210=1024個位址,4根資料線一次可以傳遞4根位址線上的資料,是以一共是 1 K × 4 1K\times4 1K×4位

片選線:

C S ‾ \overline{CS} CS      C E ‾ \overline{CE} CE

讀寫控制線:

W E ‾ \overline{WE} WE(低電平寫 高電平讀)

O E ‾ \overline{OE} OE (允許讀) W E ‾ \overline{WE} WE(允許寫)

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2、半導體存儲晶片的譯碼驅動方式

(1)線選法

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結構簡單,但隻适用于容量不大的存儲晶片

(2)重合法

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一、随機存取存儲器(RAM)

1、靜态RAM(SRAM)

(1)、靜态RAM基本電路

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①、靜态RAM基本電路的讀操作

第四章 存儲器4.1 概述4.2 主存儲器

②、靜态RAM基本電路的寫操作

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(2)靜态RAM晶片舉例

① Intel2114外特性

第四章 存儲器4.1 概述4.2 主存儲器

② Intel2114RAM矩陣(64 × \times × 64)讀

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③ Intel2114RAM矩陣(64 × \times × 64)寫

2、動态RAM(DRAM)

(1)動态RAM基本單元電路

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讀出與原存資訊相反

寫入與輸入資訊相同

(2)動态RAM晶片舉例(Intel 1103)

讀寫操作略 4.2主存儲器-c

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