计算机组成原理笔记（3）---主存储器

目录

1 存储器分类

 2 存储器的层次结构

 3 主存储器

 4 主存储器---半导体芯片

 5 随机存取存储器（RAM）

 6 只读存储器（ROM）

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1 存储器分类

1.1 按存储介质分类

（1）半导体存储器：TTL、MOS

（2）磁表面存储器：磁头、载磁体

（3）磁芯存储器：硬磁材料、环状元件

（4）光盘存储器：激光、磁光材料

1.2 按存储方式分类

（1）随机访问：存取时间与物理地址无关

随机存储器---在程序的执行过程中可读可写

只读存储器---在程序的执行过程中只读

（2）串行访问：存取时间与物理地址有关

顺序存取存储器---磁带

直接存取存储器---磁盘

1.3 按在计算机中的作用分类

 2 存储器的层次结构

2.1 存储器三个主要特性：速度、容量、价格

 

 2.2 缓存-主存层次和主存-辅存层次

 

（1）缓存---主存（速度）---主存储器

（2）主存---辅存（容量）---虚拟存储器、虚地址、逻辑地址

 3 主存储器

3.1 概述

3.1 主存储器的基本组成（存储体、MAR、MDR）

  

 3.2 主存与CPU的联系

 3.3 主存中存储单元地址的分配

 

 3.4 主存的技术指标

（1）存储容量：主存存放二进制代码的总位数

（2）存储速度：

存取时间：存储器的访问时间；读出时间；写入时间

存取周期：连续两次独立的存储器操作；（读或写）所需的最小间隔时间

----一般来说，存取周期>存取时间

（3）存储器的带宽 位/秒

 4 主存储器---半导体芯片

 4.1 半导体存储芯片的基本结构

 

 4.2 半导体存储芯片的译码驱动方式

 （1）线选法

 

 1M一兆就需要20根地址线，对于大容量存储是很难得，所以有下面的重合法

（2）重合法

 

 5 随机存取存储器（RAM）

 5.1 静态RAM（SRAM）

双稳态触发器保存数据0/1

 5.2 静态RAM芯片举例---Intel21141K*4位的容量

 

 

 5.2 动态RAM（DRAM）

 利用电容保存0/1，有电荷为1，无电荷为0

 （1）动态RAM基本单元电路

 

左侧为三管结构；右侧为单管结构 

（2）动态RAM芯片举例

 

 图中有刷新放大器，电容电荷会流失，定时进行刷新，保证电荷量

 

 （3）动态RAM刷新

 电容中的电荷量会丢失，需要及时刷新，刷新与行地址有关，每次刷新都是一行为单位

a、集中刷新（存取周期为0.5us）

  

 b、分散刷新（存取周期为1us）----无死区，但是过度刷新

c、异步刷新---分散刷新与集中刷新相结合

 

 5.3 动态RAM（DRAM）与静态RAM（SRAM）的比较

 

 

 DRAM用于主存，SRAM用于缓存（cache）---CPU和主存之间的缓存

 

 

 6 只读存储器（ROM）

 6.1 掩膜ROM（MROM）

 行列选择线交叉处有MOS管为“1”；无MOS管为“0”

6.2 PROM（一次性编程）

 

 6.3 EPROM（多次性编程）

 

 

 紫外线擦除

 

 

 

 6.4 EEPROM（多次性编程）

 电可擦写---局部擦写---全部擦写

6.5 Flash Memory（闪速型存储器）

 EPROM---价格便宜、集成度高；EEPROM---电可擦洗重写---比EEPROM快、具备RAM功能

 7 存储器与CPU的连接

 7.1 存储器容量的扩展

（1）位扩展---增加存储字长

（2）字扩展

（3）同时扩展（字、位扩展）

 7.2 存储器与CPU的连接

 （1）地址线的连接---低位连地址，高位连片选CS

（2）数据线的连接

（3）读/写命令线的连接

（4）片选线的连接

（5）合理选择存储芯片：系统程序、配置信息（ROM）；用户程序（RAM）

（6）时序、负载

8 存储器的校验

电容中的电荷量受到影响会发生存储信息错误

编码的检测能力和纠错能力---任意两组合法代码之间二进制位的最小差异数

8.1 编码的最小距离

任意两组合法代码之间二进制位数的最小差异

8.2 汉明码的组成---奇偶校验、分组校验