主存储器与存储体系PPT

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1、第4章主存储器与存储体系计算机的工作依赖于存储器中的程序和数据，存储器的容量和性能对于整个系统的性能至关重要。本章教学内容4.1存储器概述4.2读/写存储器4.3非易失性存储器(自学)4.4DRAM的研制与发展(自学)4.5半导体存储器的组成与控制4.6提高存储器性能的技术重点难点存储器芯片的原理、主存的容量扩展技术。cache的工作原理.Cache的存储器组织:存储映象与地址转换4.1存储器概述一.存储器的作用计算机真正工作的场所是主存（内存），所有驱动程序、操作系统、工作数据、成品/半成品应用程序必须加载到主存中才能由CPU读取。高速缓存的速度比主存储器快，作为CPU与内存的

2、缓冲区，主要起到平衡CPU与主存这间的速度的作用，有效解决了CPU速度与主存速度的不匹配问题。辅助存储器（如硬盘、软盘）也称为外存，用来存放暂时不参加运行的程序和数据，以及永久存储信息。辅助存储器的容量很大，但存取速度慢，并且不能为CPU直接访问，必须先将其中信息调入主存后，才能为CPU所访问。二.存储器的分类1.按存储器在计算机系统中的作用分类（1）高速缓冲存储器（Cache）（2）主存储器（3）辅助存储器2.按存取方式分类（1）随机存取存储器RAM（2）只读存储器ROM（3）顺序存取存储器SAM（sequentialAccessMemory）（4）直接存取存储器DAM（Dir

3、ectAccessMemory）3.按存储介质分类（1）磁芯存储器（2）半导体存储器（3）磁表面存储器（4）光存储器4.按信息的可保存性分类（1）易失性存储器（2）非易失性存储器三.主存储器概述1、主存储器处于全机中心地位(1)正在运行的程序和数据存放于存储器中。CPU直接从存储器取指令或存取数据。(2).采用DMA技术或输入输出通道技术，在存储器和输入输出系统之间直接传输数据。(3).多处理机系统采用共享存储器来存取和交换数据。2、主存储器分类（1）随机存储器RAM（randomaccessmemory）（易失性存储器）（2）只读存储器ROM（read-onlymemory）（

4、非易失性存储器）（3）可编程序只读存储器PROM（programmableROM）:一次写入，不能修改。（非易失性存储器）（4）可擦除可编程序只读存储器EPROM（erasablePROM）：可用紫外线擦除，擦除后可再次写入。（非易失性存储器）（5）可用电擦除的可编程序只读存储器E2PROM（electricallyEPROM）：可用电改写。（非易失性存储器）3、主存储器的主要技术指标主存储器的主要性能指标:主存容量、存储器存取时间和存储周期时间。（1）存储容量按字节或按字寻址，容量为多少字节，单位：KB（210），MB（220），GB（230）；地址线数决定最大直接寻址空间大小

5、（n位地址：2n）。（2）存取时间（存储器访问时间）(或读/写时间)（memoryaccesstime）指启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。*读出时间：指从CPU向MEM发出有效地址和读命令开始，直到将被选单元的内容读出为止所用的时间。*写入时间：指从CPU向MEM发出有效地址和写命令开始，直到信息写入被选中单元为止所用的时间。（3）存储周期时间（又称读/写周期，或访问周期）CPU连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间。（目前一般存储器可达几纳秒（ns））4、主存储器的基本操作主存储器用来暂时存储CPU正在使用的指令和数据，它和CPU的关系最为密切。主存储器和C

6、PU的连接是由总线支持的，连接形式如图4．1所示。问题：1.如何完成存储器的读操作？2.如何完成存储器的写操作？CPU与主存之间采取异步工作方式，以ready信号表示一次访存操作的结束。2K字×n位读（取）操作：从CPU送来的地址所指定的存储单元中取出信息，再送给CPU。（1）地址->AR->AB　　CPU将地址信号送至地址总线（2）Read　　　CPU发读命令（3）WaitforMFC等待存储器工作完成信号（4）(AR)->DB->DR读出信息经数据总线送至CPU写（存）操作：将要写入的信息存入CPU所指定的存储单元中。（1）地址->AR->AB　　CPU将地址信号送至地址总

7、线（2）数据->DR->DBCPU将要写入的数据送到数据总线（3）WriteCPU发写信号（4）WaitforMFC等待存储器工作完成信号5.主存储器的基本结构存储体地址译码驱动I/O和读写电路地址线数据线读/写控制线存储体是存储器的核心，是存储单元的集合体，而存储单元又是由若干个记忆单元组成的。地址译码驱动电路包含译码器和驱动器两部分组成。译码器将地址总线输入的地址码转换成与之对应的译码输出线上的有效电平，以表示选中了某一存储单元，然后由驱动器提供驱动电流去驱动相应的读/写电路