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计算机组成原理笔记

2024-07-17 08:59| 来源: 网络整理| 查看: 265

计算机组成原理笔记——存储器分类、层次结构、技术指标、存储单元地址分配 一. 概述 存储器的分类 按存储介质划分:

(1)半导体存储器 双极型(TTL)、MOS (2)磁表面存储器 磁头、载磁体 (3)磁芯存储器(目前几乎已不被采用)硬磁材料、环状元件 (4)光盘存储器 激光、磁光材料 其中,半导体存储器为易失性存储器或称随机存取存储器。磁表面存储器、磁芯存储器、光盘存储器为非易失性存储器。 易失性存储器:RAM。可作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质(可称作系统内存)。当电源关闭时不能保留数据,数据容易丢失。

按存取方式划分:

(1)顺序访问:存取时间与物理地址无关 随机存储器RAM:可读可写,其特点是存储器的任何一个存储单元都可以随机存取,而且存取时间与存取单元的物理地址无关,计算机的主存都采用这种随机存储器。 只读存储器ROM:只读。这种寄存器通常用来存放固定不变的程序、常数或者用于操作系统的固化,它与随机存储器可以共同作为主存的一部分,构成主存的地址域。 (2)串行访问:存取时间与物理地址有关 这种存储器由于信息所在位置不同,使得读写时间不同 顺序存取存储器:如磁带存储器,不论信息处于什么位置,读写时都从介质的始端顺序查找。 直接存取存储器:如磁盘存储器,首先指出存储器的磁道,然后再按照顺序寻找数据。

按在计算机中的作用分类: 存储器分类:按在计算机中的作用 主存储器:可以与CPU直接交换信息寄存器:交换信息的速度最快、位价最高、容量最小。寄存器中的数直接在CPU内部参与运算,CPU内可以有十几个,几十个寄存器。高速缓冲存储器Cache:介于主存与CPU之间,解决数据读写速度不匹配的问题。辅助存储器:容量比主存大得多,速度比主存慢得多,位价最低廉。用来存放暂时未用到的程序和数据。CPU不能直接访问主存,而辅存只能与主存交换信息 存储器的层次结构 存储器三个主要特性关系: 从上到下,速度从快到慢,容量从小到大,价格从高到低。

存储器分层结构图

缓存—主存层次和主存—辅存层次 缓存—主存—缓存三级存储系统

三级存储系统

二. 主存储器 1.概述

主存储器的概述

主存的基本组成: 主存的基本组成

访问存储单元时,先要通过地址总线到MAR中获取地址,经过地址译码、驱动等电路,才能找到所需访问的单元,在读出时,需要经过读写电路,才能将被选中单元的存储字送到MDR。

主存与CPU的联系: 主存与CPU的联系 存储器进行读操作:CPU将字的地址送到MAR,经过地址总线送至主存,此时CPU中的控制单元CU向存储器发出读命令,读出的数据由存储器通过数据总线送到MDR。(更详细的指令、数据传输在之后的CPU中会涉及)主存中存储单元地址的分配 大端(大尾)方式:高位字节地址为字地址小端(小尾)方式:低位字节地址为字地址 以存储12345678H为例 12为高位字节 78为低位字节大端方式 大端方式小端方式 小端方式 主存的技术指标: (1)存储容量:主存能存放二进制代码的总数 存储容量 = 存储单元个数 * 存储字长 (2)存储速度:由存取时间和存取周期表示 存取时间:启动一次存储器操作(读或写)到完成该操作所需的全部时间。 存取时间分为读出时间和写入时间。 读出时间是从存储器接收到有效地址开始,到产生有效输出所需的全部时间。 写入时间是从存储器接收到有效数据开始,到数据写入被选中单元为止所需的全部时间。 存取周期:存储器进行连续两次独立的存储器操作(如连续两次读操作)所需的最小间隔时间。通常存取周期大于存取时间。 与存取周期密切相关的指标:存储器带宽 存储器带宽:每秒从存储器进出信息的最大数量。用字/秒、字节/秒表示。 如何提高存储器带宽:

1.缩短存取周期 2.增加存储字长,使每个周期访问更多的二进制位 3.增加存储体

二.半导体存储器芯片简介

半导体存储器芯片简介

三.随机存取存储器RAM知识概括

静态RAM

动态RAM 比较



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