第6章 存储系统分析ppt课件.ppt

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1、存储系统第6章6.1存储系统层次结构6.2主存储器6.2.1主存储器概述6.2.2主存储器的组成与控制6.3高速缓冲存储器6.3.1Cache概述6.3.2Cache的工作原理6.3.3Cache的组织方式6.3.4替换算法和更新策略6.4虚拟存储器6.4.1虚拟存储器概述6.4.2段式虚拟存储器6.4.3页式虚拟存储器6.4.4段页式虚拟存储器6.4.5快表与慢表了解存储器的分类;掌握主存储器的3种扩展方法;掌握Cache的3种组织方式及算法;掌握虚拟存储器的算法;了解快表与慢表地址变换原理.教学要求第6.1节存储器概述6.1存储器概

2、述一、存储器分类存储器主存储器随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)双极型半导体存储器MOS存储器（静态、动态）可擦除可编程只读存储器EPROM，EEPROM掩膜型只读存储器MROM辅助存储器磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器磁带存储器光盘存储器缓冲存储器●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是解决存取速度的重要方法;★在CPU和主存中间设置高速缓冲存储器，★构成高速缓存（cache）-主存层次，要求cache在速度上能跟得上CPU的要求。（2）内存储器：主存或内存★它具有与CPU相匹配的存取速度，★CPU

3、与主存可以直接交换数据。（3）外存储器：辅存或外存。位于主机之外，★具有较大容量，存取速度相对较慢。●按存取方式分类：（1）随机存取存储器RAM:可随机读/写存储器中的任何存储单元的内容，且读写时间与存储单元的物理位置无关。（2）只读存储器ROM:ROM在制作时将信息写入，其后所存储的内容只能读出而不能写入。（3）顺序存取存储器SAM:SAM所存储的字或记录块按顺序存放和读出。信息记录格式以记录块（或数据块）为单位，加上间隔和标志区顺序排列若干记录块组成记录文件。（4）直接存取存储器DAM:DAM是在存取信息时先指向存储器中的一个小的区

4、域（如磁盘上的一个磁道），然后再在这一小区内进行顺序检索。它是顺序存取和随机存取的结合。●按存储介质分类：（1）磁介质存储器:用磁性材料制造的存储器。如磁盘、磁带等。优点：存储容量大、成本低、存储信息不易丢失缺点：体积大、存取速度慢。（2）半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。优点：集成度高、体积小、容量大、存取速度快。（3）光存储器:由激光束在光盘的表面形成不同的刻痕而保存信息，读出时用激光束照射盘面，依靠盘面反射光强度的不同来读取信息。6.1存储器概述●按信息的可保存性分类：（1）易失性存储器:断电后所存信息消失。半导体随机存储器

5、RAM是易失性存储器。（2）非易失性存储器:断电后仍然可以保存原来存储的信息而不丢失。而磁带和磁盘等磁表面存储器，属非易失性存储器。6.1存储器概述二、存储器的基本组成1.内存储器的存储单元位:二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位。存储字:一个二进制数由若干位组成，当这个二进制数作为一个整体存入或取出时这个二进制数称为存储字。存储单元或内存单元:存放存储字的内存空间存储体:大量存储单元的集合构成在大多数计算机系统中，内存是以字节为单位编址的。6.1存储器概述A0A1…AN-1CSD0…DM-1RDWR2N＊M位存储器芯片的

6、逻辑框图存储器的逻辑表示地址译码器的作用就是用来接受CPU送来的地址信号并对它进行译码，选择与此地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行读／写操作。存储器地址译码有两种方式，通常称为单译码与双译码。(1)单译码单译码方式又称字结构，适用于小容量存储器。(2)双译码在双译码结构中，将地址译码器分成两部分，即行译码器(又叫X译码器)和列译码器(又叫Y译码器)。X译码器输出行地址选择信号，Y译码器输出列地址选择信号。行列选择线交叉处即为所选中的内存单元，这种方式的特点是译码输出线较少。译码电路常用的译码电路6.1存储器概述译码器A5A4A3A

7、2A1A06301存储单元64个单元行译码A2A1A0710列译码A3A4A501764个单元单译码双译码单译码结构双译码结构双译码可简化芯片设计主要采用的译码结构6.1存储器概述74LS138引脚74LS138经常用来作为存储器的译码电路。6.1存储器概述74LS138的真值表G2AG2BG1CBAY7～Y0有效输出00100011111110Y000100111111101Y100101011111011Y200101111110111Y300110011101111Y400110111011111Y500111010111111Y

8、600111101111111Y7其他值×××11111111无效6.1存储器概述第6.2节主存储器的组成与控制1.主存储器的组成与控制1个存储器的芯片的容量是有限的，它在字数或字长方面与实际存储器的要求都