計算機組成原理ch02ppt課件

1、磁盤磁盤 磁帶磁帶 光盤光盤 高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器Cache）Flash Memory存存儲儲器器主存儲器主存儲器輔助存儲器輔助存儲器MROMPROMEPROMEEPROMRAMROM靜態(tài)靜態(tài) RAM動態(tài)動態(tài) RAM(1) 存取時間與物理地址無關(guān)隨機訪問）存取時間與物理地址無關(guān)隨機訪問） 順序存取存儲器順序存取存儲器SAM 磁帶磁帶(2) 存取時間與物理地址有關(guān)串行訪問）存取時間與物理地址有關(guān)串行訪問） 隨機存儲器隨機存儲器RAM 只讀存儲器只讀存儲器ROM 直接存取存儲器直接存取存儲器DAM 磁盤磁盤在程序的執(zhí)行過程中在程序的執(zhí)行過程中 可可 讀讀 可可 寫寫在程序的執(zhí)行過程中在程序

2、的執(zhí)行過程中 只讀只讀(1) 半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器(2) 磁表面存儲器磁表面存儲器(3) 磁芯存儲器磁芯存儲器(4) 光盤存儲器光盤存儲器易失易失TTL 、MOS磁頭、載磁體磁頭、載磁體硬磁材料、環(huán)狀元件硬磁材料、環(huán)狀元件激光、磁光材料激光、磁光材料非非易易失失高高低低小小大大快快慢慢外存外存寄存器寄存器緩存緩存主存主存磁盤磁盤光盤光盤磁帶磁帶光盤光盤磁帶磁帶速度速度容量容量 價格價格 位位CPUCPU主機主機(2(3) 使用一個智能控制電路。靜態(tài)靜態(tài) RAM動態(tài)動態(tài) RAM非易失性存儲器非易失性存儲器(NV-RAM)MROMPROMEPROMROMEEPROMFlashROM芯片容量芯片

3、容量譯譯碼碼驅(qū)驅(qū)動動存存儲儲矩矩陣陣讀讀寫寫電電路路1K 4位位16K 1位位8K 8位位讀讀/寫控制線寫控制線地地址址線線數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線地址線地址線（單向）（單向）數(shù)據(jù)線數(shù)據(jù)線（雙向）（雙向）104141138片選線片選線RAM (1) 位擴展位擴展（增加存儲字長）（增加存儲字長） 用用 2片片 1K 4位位 存儲芯片組成存儲芯片組成 1K 8位位 的存儲器的存儲器10根地址線根地址線8根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線DDD0479AA021142114CSWE (2) 字擴展增加存儲字的數(shù)量）字擴展增加存儲字的數(shù)量） 用用 2片片 1K 8位位 存儲芯片組成存儲芯片組成 2K 8位位 的存儲器的存儲器11根

4、地址線根地址線8根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線 1K 8位位 1K 8位位D7D0WEA1A0A9CS0A10 1CS1 (3) 字、位擴展字、位擴展用用 8片片 1K 4位位 存儲芯片組成存儲芯片組成 4K 8位位 的存儲器的存儲器8根數(shù)據(jù)線根數(shù)據(jù)線12根地址線根地址線WEA8A9A0.D7D0A11A10CS0CS1CS2CS3片選片選譯碼譯碼.1K41K41K41K41K41K41K41K4例題MDRMARCPU主主 存存讀讀數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線寫寫片選片選解解: : (1) 寫出對應(yīng)的二進制地址碼寫出對應(yīng)的二進制地址碼(2) 確定芯片的數(shù)量及類型確定芯片的數(shù)量及類型0 1 1 00 0

5、0 00 0 0 00 0 0 0A15A14A13 A11 A10 A7 A4 A3 A00 1 1 00 1 1 11 1 1 11 1 1 10 1 1 01 0 0 00 0 0 00 0 0 00 1 1 01 0 1 11 1 1 11 1 1 12K8位位1K8位位系統(tǒng)程序區(qū)系統(tǒng)程序區(qū)用戶程序區(qū)用戶程序區(qū)2片片1K4位位1片片 2K8位位(3) 分配地址線分配地址線A10 A0 接接 2K 8位位 ROM 的地址線的地址線A9 A0 接接 1K 4位位 RAM 的地址線的地址線(4) 確定片選信號確定片選信號C BA0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0A

6、15 A13 A11 A10 A7 A4 A3 A00 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12K 8位位1片片 ROM1K 4位位2片片RAM 2K 8位位 ROM 1K 4位位 RAM1K 4位位 RAM&Y5Y4G1CBAG2BG2AMREQA14A15A13A12A11A10A9A0D7D4D3D0WR1) 單體多字系統(tǒng)單體多字系統(tǒng) W位位W位位W位位W位位W位位地址寄存器地址寄存器主存控制部件主存控制部件. . . . . . . .

7、 . . .單字長寄存器單字長寄存器 數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器 存儲體存儲體 增加存儲器的帶寬增加存儲器的帶寬 2) 多體并行系統(tǒng)多體并行系統(tǒng)(a) 高位交叉高位交叉 各個體并行工作各個體并行工作M0地址地址01n1M1nn+12n1M22n2n+13n1M33n3n+14n1地址譯碼地址譯碼體內(nèi)地址體內(nèi)地址體號體號(2) 低位交叉低位交叉M0地址地址044n4M1154n3M2264n2M3374n1地址譯碼地址譯碼 體號體號體內(nèi)地址體內(nèi)地址各個體輪流編址各個體輪流編址 訪問訪問Cache取出信息送取出信息送CPU 訪問主存訪問主存取出信息送取出信息送CPU將新的主存塊將新的主存塊調(diào)入調(diào)入Cac

8、he中中執(zhí)行替換算法執(zhí)行替換算法 騰出空位騰出空位 完畢完畢命中？命中？Cache滿？滿？CPU發(fā)出訪問地址發(fā)出訪問地址 開場開場YNYN讀讀1. 全相聯(lián)映象全相聯(lián)映象主存主存 中的中的 任一塊任一塊 可以映象到可以映象到 緩存緩存 中的中的 任一塊任一塊標志標志標志標志標志標志主存字塊標記主存字塊標記 字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址主存地址主存地址Cache 存儲器存儲器主存儲器主存儲器塊0Cache塊1塊Cb-1塊0塊1塊i塊Mb-1主存儲器全相聯(lián)映象方式主存儲體主存儲體Cache存儲體存儲體t位位01C1t 位位c 位位b 位位主存地址主存地址 比較器比較器t位）位）= 不命中不命中有效位有效位=

9、1？*m位位 Cache內(nèi)地址內(nèi)地址否否是是命中命中2. 直接映象直接映象每個緩存塊每個緩存塊 i 可以和可以和 若干若干 個個 主存塊主存塊 對應(yīng)對應(yīng)每個主存塊每個主存塊 j 只能和只能和 一一 個個 緩存塊緩存塊 對應(yīng)對應(yīng)i = j mod C塊0Cache塊1塊Cb-1塊0塊Cb-1主存儲器直接相聯(lián)映象方式塊Cb塊2Cb-1塊Mb-Cb塊Mb-1區(qū)0區(qū)1區(qū)Me-1s = t + r 位位q = cr 位位b 位位組組012c-r1主存地址主存地址Cache主存儲器主存儲器m 位位共共 Q 組，每組內(nèi)兩塊組，每組內(nèi)兩塊r = 1)1某一主存塊某一主存塊 j 按模按模 Q 映射到映射到 緩存緩存 的第的第 i 組中的組中的 任一塊任一塊i = j mod Q直接映象直接映象全相聯(lián)映象全相聯(lián)映象3. 組相聯(lián)映象