1.存储系统基本概念
1.1存储器的层次结构
cache的作用:将主存的东西复制到cache中,解决CPU的读写速度远大于cache的问题(缓解主存和CPU的速度矛盾)
1.2存储区的分类
1.2.1按层次分类
1.2.2按存储介质分类
1.2.3按存取方式分类
- CAM相联存储器
- RAM随机存储器
- SAM顺序存储器
- DAM直接存取存储器
1.2.4按信息的可更改性分类
1.2.5信息的可保持性
1.3存储器的性能指标
1.4总结
2.主存储器的基本组成
2.1半导体元件的原理
2.2存储芯片的基本原理
控制电路的作用:等到电路稳定以后打开译码器的开关,打开输出电路开关
片选线的作用:!CS表示低电平的时候线路开
引脚数=地址线数+数据线数+片选线数+读写控制线数+供电引脚+接地引脚
给电容充电就是写数据,给电容放电就是读数据
Q为什么地址线是10?
10个地址线可以表示2^10个地址呀!!!
3.SRAM和DRAM
DRAM(用作主存):随机存取,与地址无关--dynamic
SRAM(用作cache):静态存取----static
3.1DRAM芯片--主存
3.1栅极电容(DRAM)VS双稳态触发器(SRAM)
3.1.1读写比较
栅极电容:电容放电时信息被破坏(破坏性读出),读出后应有重写操作(再生)
双稳态触发器:读出数据稳定(非破坏性读出)-------速度更快
3.1.2功耗,集成度,成本比较
3.2DRAM vs SRAM
3.2.1什么是刷新?
电容里面的电荷会慢慢流失,只能维持两毫秒的时间,即便不断电,2ms后信息也会消失。
3.2.2DRAM的刷新
- 分散刷新
- 集中刷新
- 异步刷新---在译码阶段刷新,此时CPU不需要访问存储器
3.2.3 分散,集中,异步
3.2.4行地址,列地址
DRAM分两次送
为什么SRAM可以同时送?
A:容量小
现在主存通常采用的是SDRAM
4.ROM芯片---非易失性(read-only Memory)
4.1了解各种ROM
MROM
PROM
EPROM
UV-EPROM
EE-EPROM
4.2计算机内重要的ROM
统一编址:如图
主存=RAM +ROM(BIOS)
5.主存储器与CPU的连接
5.1单存储芯片与CPU连接
5.2多块存储芯片与连接
5.2.1位拓展
5.2.2字拓展
5.2.3字位同时扩展
5.3关于译码器
单个使能端,使译码器能够工作的部件。
6.双口RAM&多模块存储器
6.1双口RAM
6.2多体并行存储器
使用单体并行的花,如果存储地址不连续就会读出无用的数据,两这速度差不多,但是多体并行存储器速度更快
7Cache(SRAM)
7.1cache工作原理
7.2局部性原理
程序B会比程序A慢很多
7.3性能分析
7.4有待解决的问题
调入cache是复制的操作
8.cache-主存映射方式
如何区分cache和主存的数据块对应关系?
- 全相联映射
- 直接映射
- 组相联映射
8.1全相联映射
8.2直接映射
8.3组相联映射
8.4总结
9.替换算法
9.1随机算法(RAND) 9.2FIFO先进先出
9.3近期最少使用(LRU)
9.4LFU
9.5总结
10Cache写策略
11.页式存储器