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第三章 存储系统

热度:18   发布时间:2024-02-08 14:49:25.0

 

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