计算机组成原理第三章课件(白中英编-科学出版社)

计算机组成原理第三章

计算机组成原理任课教师：宋 梅 北航北海学院软件与信息工程学院

2011-1-3

计算机组成原理第三章

目录

第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章

计算机系统概论 运算方法和运算器 存储系统 指令系统 中央处理器 总线系统 外围设备 输入输出系统 并行组织2

计算机组成原理第三章

第3章 存储系统 章3.1 存储器概述 3.2 随机读写存储器 3.3 只读存储器和闪速存储器 3.4 高速存储器 cache存储器 3.5 cache存储器 3.6 虚拟存储器 3.7 存储保护

计算机组成原理第三章

3.1 存储器概述存储器是计算机系统中的记忆设备， 存储器是计算机系统中的记忆设备 ， 用来存 放程序和数据。 放程序和数据。 一个二进制代码位是存储器中最小的存储单 称为一个存储位或存储元 存储元。 位，称为一个存储位或存储元。 由若干个存储元组成一个存储单元 存储单元， 由若干个存储元组成一个 存储单元 ， 由许多 存储单位组成一个存储器 存储器。 存储单位组成一个存储器。

计算机组成原理第三章

★ 按存储介质分

3.1.1 存储器分类

半导体存储器： 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器 磁表面存储器： 磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器

★ 按存储方式分随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取， 随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取， 且存取时间和存储单元的物理位置无关 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存 顺序存储器：只能按某种顺序来存取， 储单元的物理位置有关

★ 按存储器的读写功能分：ROM,RAM 按存储器的读写功能分：ROM, ★ 按信息的可保存性分：非永久记忆，永久记忆 按信息的可保存性分：非永久记忆， ★ 按在计算机系统中的作用分： 按在计算机系统中的作用分：主存、辅存、高速缓存、 主存、辅存、高速缓存、控制存储器

计算机组成原理第三章

3.1.2 存储器的分级结构 寄存器

示意图

微处理器内部的存储单元高速缓存(Cache) 高速缓存(Cache)

完全用硬件实现主存储器的速度提高主存储器

存放当前运行程序和数据，采用半导体存储器构成 存放当前运行程序和数据，辅助存储器

磁记录或光记录方式 磁盘或光盘形式存放可读可写或只读内容 以外设方式连接和访问计算机组成原理

虚拟存储器

计算机组成原理第三章

存储访问的局部性原理分级结构解决存储器件的容量、 分级结构解决存储器件的容量、速度和价格矛盾 出色效率来源于存储器访问的局部性原理： 出色效率来源于存储器访问的局部性原理： 处理器访问存储器时， 处理器访问存储器时，所访问的存储单元在一段时间 内都趋向于一个较小的连续区域中 空间局部： 空间局部

:紧邻被访问单元的地方也将被访问 时间局部： 时间局部：刚被访问的单元很快将再次被访问 程序运行过程中， 程序运行过程中，绝大多数情况都能够直接从快速的 存储器中获取指令和读写数据； 存储器中获取指令和读写数据；当需要从慢速的下层 存储器获取指令或数据时， 存储器获取指令或数据时，每次都将一个程序段或一 个较大数据块读入上层存储器， 个较大数据块读入上层存储器，后续操作就可以直接 访问快速的上层存储器计算机组成原理7

计算机组成原理第三章

3.1.3 主存储器的技术指标存储容量 主存存储容量：以字节B(Byte)为基本单位 主存存储容量：以字节B Byte) 半导体存储器芯片：以位b (Bit)为基本单位 半导体存储器芯片：以位b Bit) 存储容量以210=1024规律表达KB,MB,GB和TB 存储容量以2 1024规律表达KB,MB,GB和 规律表达KB 厂商常以103=1000规律表达KB,MB,GB和TB 厂商常以10 1000规律表达KB,MB,GB和 规律表达KB 存取时间(访问时间) 存取时间(访问时间) 发出读/写命令到数据传输操作完成所经历的时间 发出读/ 存取周期 两次存储器访问所允许的最小时间间隔(单位ns) 两次存储器访问所允许的最小时间间隔(单位ns ns) 存取周期略大于存取时间 存储器带宽(数据传输速率) 存储器带宽(数据传输速率) 单位时间里存储器所存取的信息量(单位 位/秒) 单位时间里存储器所存取的信息量(

计算机组成原理

计算机组成原理第三章

3.2 随机读写存储器SRAM(静态RAM: RAM) SRAM(静态RAM:Static RAM) RAM 以触发器为基本存储单元 不需要额外的刷新电路 速度快，但集成度低，功耗和价格较高 速度快，但集成度低， DRAM(动态RAM RAM: RAM) DRAM(动态RAM:Dynamic RAM) 以单个MOS管为基本存储单元 以单个MOS MOS管为基本存储单元 要不断进行刷新(Refresh)操作 要不断进行刷新(Refresh) 集成度高、价格低、功耗小，但速度较SRAM慢 集成度高、价格低、功耗小，但速度较SRAM SRAM慢 NVRAM(非易失RAM NonRAM: RAM) NVRAM(非易失RAM:Non-Volatile RAM) 带有后备电池的SRAM芯片 带有后备电池的SRAM SRAM芯片 断电后由电池维持供电

bhbh.计算机组成原理 bhbh.计算机组成原理

计算机组成原理第三章

3.2.1 SRAM存储器6个开关管组成一个存储元，存储一位信息 个开关管组成一个存储元， N(=1 16/32) N(=1/4/8/ …… 此处隐藏：2540字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……