【計算機基礎(chǔ)Ep25】唐朔飛計算機組成原理教材梳理(十四):P72主存概述&半導(dǎo)體存儲

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第四章 存儲器
4.2主存儲器
4.2.1概述
讀的過程:
由CPU將該字的地址送到MAR,經(jīng)地址總線送至總線,然后發(fā)出讀命令;
主存接到讀命令后,得知需將該地址單元的內(nèi)容讀出,便完成讀操作,將該單元的內(nèi)容讀至數(shù)據(jù)總線上;
至于該信息由MDR送至什么地方,這已不是主線的任務(wù),而是由CPU決定的。
寫的過程:
若要向主存存入一個信息字時,首先CPU將該字所在主存單元的地址經(jīng)MAR送到地址總線,并將信息字送入MDR,然后向主存發(fā)出寫命令;
主存接到寫命令后,便將數(shù)據(jù)線上的信息寫入到對應(yīng)地址線指出的主存單元中。
a.主存中存儲單元地址的分配
單元地址號:
定義:主存存儲單元的空間位置是由單元地址號來表示的;
特點:地址總線是用來指出存儲單元地址號的;
存儲字長:
特點:根據(jù)地址可讀出或?qū)懭胍粋€存儲字,不同機器存儲字長不同;
表示:為了滿足字符處理的需要,常用8位二進(jìn)制數(shù)表示一個字節(jié),因此存儲字長都取8的倍數(shù);
尋址:
方式:通常計算機系統(tǒng)既可以按字尋址,也可按字節(jié)尋址;
舉例:
對24位地址線的主存而言,按字節(jié)尋址的范圍是16M,按字尋址的范圍為4M;
對24位地址線而言,按字節(jié)尋址的范圍仍是16M,按字尋址的范圍為8M。
b.主存的技術(shù)指標(biāo)
b.1存儲容量
定義:主存能存放二進(jìn)制代碼的總位數(shù)。
表示:
字長數(shù)表示:存儲容量=存儲單元個數(shù)*存儲字長;
字節(jié)數(shù)表示:存儲容量=存儲單位個數(shù)*存儲字長/8。
b.2存儲速度
定義:
存取時間:又稱為存儲器的訪問時間(Memory Access Time),是指啟動一次存儲器操作(讀或?qū)懀┑酵瓿稍摬僮魉璧娜繒r間;
字節(jié)數(shù)表示(Memory Cycle Time):存儲器進(jìn)行連續(xù)兩次獨立的存儲器操作(如連續(xù)兩次讀操作)所需的最小間隔時間,通常存取周期大于存取時間。
表示:由存取時間和存取周期來表示的。
b.3存儲器帶寬
定義:與存儲周期密切相關(guān)的指標(biāo)為存儲器帶寬,它表示單位時間內(nèi)存儲器存取的信息量,單位可用字/秒或字節(jié)/秒或位/秒表示。
地位:衡量數(shù)據(jù)傳輸率的重要技術(shù)指標(biāo)。
提高存儲器帶寬的措施:
縮短存取周期;
增加存儲字長,使每個存取周期可讀/寫更多的二進(jìn)制位數(shù);
增加存儲體。
4.2.2半導(dǎo)體存儲芯片簡介
a.半導(dǎo)體存儲芯片的基本結(jié)構(gòu)
工藝:超大規(guī)模集成電路制造工藝。
一個芯片內(nèi)集成:
存儲矩陣:具有記憶功能;
譯碼驅(qū)動電路:把地址總線送來的地址信號翻譯成對應(yīng)存儲單元的選擇信號,該信號在讀/寫電路的配合下完成對被選中單元的讀/寫操作;
讀/寫電路:包括讀出放大器和寫入電路,用來完成讀/寫操作;
存儲芯片與外部連接:
地址總線:單項輸入的,其位數(shù)與芯片容量有關(guān);
數(shù)據(jù)總線:雙向的(有的芯片可用成對出現(xiàn)的數(shù)據(jù)線分別作為輸入或輸出),其位數(shù)與芯片可讀出或?qū)懭氲臄?shù)據(jù)位數(shù)有關(guān),數(shù)據(jù)線的位數(shù)與芯片容量有關(guān);
控制總線:有讀/寫控制線與片選線兩種,不同存儲芯片的讀/寫控制線和片選線可以不同。
b.半導(dǎo)體存儲芯片的譯碼驅(qū)動方式
分類:
線選法:用一根字選擇線(字線),直接選中一個存儲單元的各位(如一個字節(jié))——
特點:這種方式結(jié)構(gòu)較簡單,但只適于容量不大的存儲芯片;
重合法:只要用64根選擇線(X、Y兩個方向各32根),便可選擇32*32矩陣中的任一位,由于被選單元是由X、Y兩個方向的地址決定的,故稱為重合法。