Collegeofcomputerscience,SwPU計算機(jī)組成原理主講:顏俊華存儲子系統(tǒng)Computerscience存儲子系統(tǒng)主要知識點(diǎn):1.掌握存儲器的分類、存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)2.掌握存儲單元、存儲容量、地址線、數(shù)據(jù)線的關(guān)系3.掌握用半導(dǎo)體存儲芯片組成主存儲器的方法4.了解輔助存儲器的工作原理5.掌握Cache和虛擬存儲器的工作原理重點(diǎn):半導(dǎo)體存儲器,存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)、各類存儲器的特點(diǎn)、主存儲器的組織方法(與CPU的連接方法),cache,虛擬存儲器難點(diǎn):主存儲器的組織方法,Cache、虛擬存儲器的工作原理計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwH存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)■三級存儲體系◆存儲系統(tǒng):容量大、速度快、成本低對某類存儲器而言CPU這些要求往往是相互矛盾的,如容量大,速度不能很快;速度快,成ache本不可能低;因此,在個存儲系統(tǒng)常采用幾主存種不同的存儲器,構(gòu)成多級存儲體系,滿足系統(tǒng)的要求。外存計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwH存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)◆主存儲器(內(nèi)存)主要存放PU當(dāng)前使用的程序和數(shù)據(jù)!速度快◆輔助存儲器(外存容量有限速度較慢存放大量的后備程序和數(shù)據(jù)。容量大◆高速緩沖存儲器Cache存放cPU在當(dāng)前一小段時間∫速度很快內(nèi)多次使用的程序和數(shù)據(jù)。(容量小計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwH存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)■物理存儲器和虛擬存儲器◆主存-外存層次:增大容量◆CPU→主存→外存:為虛擬存儲器提供條件◆虛擬存儲器:將主存空間與部分外存空間組成邏輯地址空間◆用戶使用邏輯地址空間編程,操作系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)程序調(diào)度、存儲空間分配、地址轉(zhuǎn)換等工作計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwH存儲器分類■按存儲機(jī)制分類◆半導(dǎo)體存儲器4靜態(tài)存儲器:利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲信息4動態(tài)存儲器:依靠電容存儲電荷存儲信◆磁表面存儲器:利用磁層上不同方向的磁化區(qū)域表示信息,容量大,非破壞性讀出,長期保存信息,速度慢?！艄獗P存儲器計算機(jī)組詳用光斑的有無表示僧息lofComputerScience,swP存儲器分類■按存取方式分類◆隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取:可按地址訪問存儲器中的任單元,訪問時間與地址單元無關(guān)SRAMRAM:可讀可寫DRAMMROM:用戶不能編程PR0M:用戶可一次編程ROM:只讀不寫EPROM:用戶可多次編程EEPROM:用戶可多次編程計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwPU存儲器分類速度指標(biāo):存取周期或讀/寫周期(ns)作主存、高速緩存。時鐘周期的若干倍◆順序存取存儲器(SAM4訪問時按讀寫部件順序查找目標(biāo)地址,訪問時間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)等待操作兩步操作1讀/寫操作平均等待時間(ms)速度指標(biāo)數(shù)據(jù)傳輸率(字節(jié)/秒)計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwH存儲器分類◆直接存取存儲器(DM4訪問時讀/寫部件先直接指向一個小區(qū)域,再在該區(qū)域內(nèi)順序查找。訪問時間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)定位(尋道)操作三步操作等待(旋轉(zhuǎn))操作讀/寫操作平均定位(平均尋道)時間速度指標(biāo)平均等待(平均旋轉(zhuǎn))時間數(shù)據(jù)傳輸率(位/秒)計算機(jī)組成原理CollegeofComputerScience,SwH存儲器分類■相聯(lián)存儲器:是一種特殊存儲器,是基于數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行訪問的存儲設(shè)備。◆寫入數(shù)據(jù)時CAM能自動選擇一個未用空單元進(jìn)行存儲?！糇x取數(shù)據(jù)時cAM用所給數(shù)據(jù)同時對所有存儲單元中的數(shù)據(jù)進(jìn)行