基本概念
存储器功能:存放二进制信息
分类
根据作用(层次分类)
高速缓冲存储器(cache)
主存储器(主存,内存)
辅助存储器(辅存,外存)
根据材料分类
1.磁表面存储器 :磁盘磁带
2.磁芯存储器 :DRAM
3.半导体存储器 :ROM,RAM
4.光存储器 :光存储器
材料不同特性不同
存储方式
1.磁盘(直接存取) 磁带(顺序存取)
2.DRAM
3.ROM,RAM(随机存取)
4.光存储器
信息的可保存性
断电后是否容易消失:容易失去RAM
读出时是否破坏信息:破坏性读出DRAM
性能指标
存储容量
存储容量 = 存储单位的数量 × 字长
比如:1M × 8位(bit)
个人理解: 存储容量 = 地址总线数 × 数据总线数
单位成本
单位成本 = 总成本 / 总容量
存储速度(存储时间Ta/存储周期Tm/主存带宽Bm)
存储时间Ta
存储时间:完成一次操作的时间
比如完成的一次读出 或 写入
存储周期Tm
存储周期 = 存储时间 + 恢复时间
理解:两次操作中之间的最小时间间隔
主存带宽Bm
主存带宽,又名存储数率
表示每秒从主存进出信息的最大数量
最大通路数,就像烤冷面一样,是由好多条好多条构成的一板
层次结构
分为两层 cache-主存一层 ,主存-辅存一层
半导体存储器
存储芯片的基本结构
容量计算
2^10 = 1k
2 ^ 14 = 1k × 2^4 =16K
选择控制
选片 #CS #CE
控制读写 #WE /#OE#WE
单信号控制读写 #WE(低电平写,高电平读)
双信号控制读写 #OE(允许读) #WE(允许写)
RAM的分类
#SRAM,DRAM的工作原理
简单模型改进行列地址
DRAM的刷新
RAM的读写周期
22//后期补档
存储系统ROM
存储器与CPU协同工作
存储器的简单模型
存储器简单模型:
实际中MAR,MDR是在CPU里,理论上是在主存里
存储器地址连线 (A地址线,D数据线)
主存内存扩展
主存与CPU的连接
子扩展 / 位扩展 / 字位扩展
字扩展
线选法
译码片选法
位扩展
字位扩展
如何提高访问/存储的速度
存储周期
提高速度的办法引入: 双口RAM和多模块存储器
双端口 物理上的并行
多模块 时间上的并行
双端口RAM
双端口会给两个CPU都有个"忙"的标记,防止出现同时写入之类的情况
多模块存储器
单体多字存储器 (略) 和 多体并行存储器
高速缓冲存储器⭐
cache出现的原因: 避免速度差造成的拥堵
时间局部性:未来要用到的信息可能是我现在正在用的信息
空间局部性:未来要用的信息,从存储角度说,可能在我正在用的信息的附近
所以我把正在使用的信息,和附近的信息都放入cache
单位:块
Cache 工作原理
Cache性能分析
例题1: 同时访问Cache和主存
例题2: 先访问Cache再访问主存
Cache与内存的地址映射
直接映射
全相联映射
组相联映射
虚拟存储器⭐
