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1清航考研、存储器概述、存储器概述、存储器概述、存储器概述存储器的作用计算机中用来存放程序程序和数据数据的部件，是冯....诺依曼结构计算机的重要组成部分。在现代计算机中，存储器处于全机的中心中心地位。1.1.1.1.主存储器存放当前正在执行的程序和数据，主存储器存放当前正在执行的程序和数据，主存储器存放当前正在执行的程序和数据，主存储器存放当前正在执行的程序和数据，CPUCPUCPUCPU从中从中从中从中读取指令和存取数据读取指令和存取数据读取指令和存取数据读取指令和存取数据；；；；2.2.2.2.随着随着随着随着IOIOIOIO设备的增加，数据传输速度加快，设备的增加，数据传输速度加快，设备的增加，数据传输速度加快，设备的增加，数据传输速度加快，DMADMADMADMA技术和技术和技术和技术和IOIOIOIO通道技术广泛使用，直接在存储器和通道技术广泛使用，直接在存储器和通道技术广泛使用，直接在存储器和通道技术广泛使用，直接在存储器和IOIOIOIO设备间传设备间传设备间传设备间传送数据送数据送数据送数据；；；；3.3.3.3.共享存储器的多处理机的出现，需要利用存储器存放共享存储器的多处理机的出现，需要利用存储器存放共享存储器的多处理机的出现，需要利用存储器存放共享存储器的多处理机的出现，需要利用存储器存放共享的数据，实现处理机间通信共享的数据，实现处理机间通信共享的数据，实现处理机间通信共享的数据，实现处理机间通信。。。。清航考研对存储器系统的要求存储器系统的设计目标��尽可能快的存取速度尽可能快的存取速度：�应能基本满足CPUCPUCPUCPU对数据的要求��尽可能大的存储空间尽可能大的存储空间：�可以满足程序对存储空间的要求��尽可能低的单位成本尽可能低的单位成本：�（价格////位）应在用户能够承受范围内清航考研动态存储器性能每年增长9%111110101010100100100100100010001000100019801980198019801981198119811981198319831983198319841984198419841985198519851985198619861986198619871987198719871988198819881988198919891989198919901990199019901991199119911991199219921992199219931993199319931994199419941994199519951995199519961996199619961997199719971997199819981998199819991999199919992000200020002000DRAMCPU1982198219821982CPUCPUCPUCPU与主存储器的性能差异，每年增长50%50%50%50%性能摩尔定律年份清航考研多级结构存储器系统多级结构存储器系统多级结构存储器系统多级结构存储器系统实现存储器系统的多个目标�采用多级结构的存储器系统基本思想�选用生产与运行成本不同的、存储容量不同的、读写速度不同的多种存储介质，组成一个统一的存储器系统，使每种介质都处于不同的地位，发挥不同的作用，充分发挥各自在速度、容量、成本方面的优势，从而达到最优性能价格比，以满足使用要求。清航考研多级结构存储器系统典型多级存储器系统的层次�使用容量较小但速度最快的SRAMSRAMSRAMSRAM芯片组成高速缓存存储器CACHECACHECACHECACHE；�使用容量较大速度适中的DRAMDRAMDRAMDRAM芯片组成主存储器MAINMEMORYMAINMEMORYMAINMEMORYMAINMEMORY；�使用容量特大但速度较慢的磁盘设备构成虚拟存储器VIRTUALMEMORYVIRTUALMEMORYVIRTUALMEMORYVIRTUALMEMORY。三级存储系统清航考研现代计算机中的存储层次利用程序运行的局部性原理�以最低廉的价格提供尽可能大的存储空间�以最快速的技术实现高速存储访问清航考研程序运行的程序运行的程序运行的程序运行的局部性原理局部性原理局部性原理局部性原理什么是程序运行的局部性原理？�是指CPUCPUCPUCPU对存储器中程序和数据的访问，在一小段时间内，总是集中在一小块存储空间。程序运行的局部性原理表现方面��时间方面时间方面：在一小段时间内，最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问，例如：程序循环��空间方面空间方面：在空间上这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区，例如：数组存放��指令执行顺序方面指令执行顺序方面：在访问顺序上，指令顺序执行比转移执行的可能性大((((大约5:1)5:1)5:1)5:1)清航考研多级结构存储器之间应满足的原则多级结构存储器之间应满足的原则多级结构存储器之间应满足的原则多级结构存储器之间应满足的原则一致性原则�同一个信息可以处在不同层次存储器中，此时，这一信息在几个级别的存储器中应保持相同的值。包含性原则�处在内层存储器中的信息一定被包含在其外层的存储器中，反之则不成立。即内层存储器中的全部信息是其相邻外层存储器中一部分信息的复制品。清航考研、主存储器与、主存储器与、主存储器与、主存储器与CPUCPUCPUCPU的连接的连接的连接的连接计算机中存储正处在运行中的程序和数据((((或一部分))))的部件，通过地址、数据、控制三类总线与CPUCPUCPUCPU等其他部件连通。地址总线ABABABAB的位数决定了可寻址的最大内存空间数据总线DBDBDBDB的位数与工作频率的乘积正比于最高数据吞吐能力控制总线CBCBCBCB指出总线周期的类型和本次读写操作完成的时刻READYREADYREADYREADYWRITEWRITEWRITEWRITEREADREADREADREADMainMainMainMainMemoryMemoryMemoryMemoryABkABkABkABk位（给出地址）DBnDBnDBnDBn位（传送数据）例如：k=32k=32k=32k=32位n=32n=32n=32n=32位CPUCPUCPUCPUARDR清航考研主存储器的读写过程主存储体数据寄存器地址寄存器/WE/WE/WE/WE/CS0/CS0/CS0/CS0/CS1/CS1/CS1/CS1读过程：给出地址给出片选与读命令保存读出内容写过程：给出地址给出片选与数据给出写命令主存储体清航考研主存储器主要技术指标存取时间�通常用读写一个存储单元所需时间度量，即读写速度存储周期�连续两次读写存储单元所需的时间间隔�一般大于读写一次存储单元的存取时间存储容量�通常用构成存储器的字节（8888位）或者字数（2222、4444、8888个字节）表述�多数计算机能在逻辑上同时支持按字节或者按字读写存储器（按字节编址）清航考研（PROM）可擦除ROM（EPROM）电擦除ROM（E2PROM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）快速擦写存储器（FlashMemory）清航考研××××4444位16K16K16K16K××××1111位8K8K8K8K××××8888位片选线地址线……………………读////写控制线数据线……………………地址线（单向）数据线（双向）101010104444141414141111131313138888半导体存储芯片的基本结构清航考研读////写控制电路地址译码器字线000015151515…………………………………………16161616×8888矩阵…………………………………………00007777DDDD00007777DDDD位线读////写选通AAAA3333AAAA2222AAAA1111AAAA0000……………………00000000000000000,00,00,00,00,70,70,70,7…………0000……………………00007777……………………DDDD00007777DDDD读////写选通译码驱动方式（线选法）清航考研地址译码器XXXX地址译码器32323232×32323232矩阵……………………AAAA9999I/OI/OI/OI/OAAAA8888AAAA7777AAAA55556666AAAAYYYY0000YYYY31313131XXXX0000XXXX31313131DDDD读////写……………………00000000000000000000000000000000000000000,00,00,00,031,031,031,031,00,310,310,310,31……………………I/OI/OI/OI/ODDDD0,00,00,00,0读译码驱动方式（重合法）清航考研动态存储器读写原理动态存储器读写原理动态存储器读写原理动态存储器读写原理动态存储器，是用金属氧化物半导体（MOSMOSMOSMOS）的单个MOSMOSMOSMOS管来存储一个二进制位（bitbitbitbit）信息的。信息被存储在MOSMOSMOSMOS管TTTT的源极的寄生电容CCCCSSSS中，例如，用CCCCSSSS中存储有电荷表示1111，无电荷表示0000。++++++++--------字线位线高，TTTT导通，低，TTTT截止。VVVVDDDDDDDDCCCCSSSS柵极TTTT源极漏极充电放电通过电容CCCCSSSS有无存储电荷来区分信号1111、0000清航考研字线位线TTTT写1111：使位线为低电平，高，TTTT导通，低，TTTT截止。低若CCCCSSSS上无电荷，则VVVVDDDDDDDD向CCCCSSSS充电；把1111信号写入了电容CCCCSSSS中。若CCCCSSSS上有电荷，则CCCCSSSS的电荷不变，保持原记忆的1111信号不变。清航考研字线位线TTTT高，TTT