【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 0 0000B=3000H +0000 0011 1111 1111B=03FFH (21141) 33FFH 3400H +0000 0011 1111 1111B=03FFH 37FFH 3800H +0000 0011 1111 1111B=03FFH (21142) 3BFFH 總結(jié)： ◆ 1 SRAM： M N，存儲(chǔ) 1位的基本存儲(chǔ)電路由 RS觸發(fā)器。 DRAM：基本存儲(chǔ)電路用 MOS管柵和源極間的電容 C。 ◆ 2 DRAM為什么要進(jìn)行 刷新 ？ DRAM的刷新過(guò)程？ ◆ 3 ROM可分為掩膜式 ROM、 PROM、 EPROM以及 EEPROM等。 ◆ 4 存儲(chǔ)器的三種擴(kuò)展： ◆ 5 CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器芯片的通過(guò)地址譯碼方法： ◆ 6 存儲(chǔ)器芯片考慮：類(lèi)型、容量、速度、功耗選擇。 ◆ 7 存儲(chǔ)器與 CPU的連接注意： AB、 DB、 CB的連接，總線的負(fù)載，速度匹配，存儲(chǔ)器的地址分配和片選控制。 位擴(kuò)展：增加每個(gè)單元的位數(shù)； 字?jǐn)U展：增加片數(shù)； 字、位擴(kuò)展：（ M N） /（ L K） 線選法 全譯碼片選法 局部譯碼片選法 為保持電容 C中電荷，需周期性地充電，須對(duì) DRAM進(jìn)行讀出和再寫(xiě)入操作，使原來(lái)處于1的電容上所釋放的電荷又得到補(bǔ)充，而原來(lái)處于 0的電容仍保持 0。 存儲(chǔ)器管理 IBM PC/XT中的存儲(chǔ)空間分配 首先，選擇計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主存儲(chǔ)器 容量 和 RAM、ROM芯 片數(shù) 。 其次，為各個(gè)存儲(chǔ)器芯片 分配 存儲(chǔ)地址空間。使用不同 CPU的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì) RAM、 ROM的存儲(chǔ)地址空間的分配有不同的要求。 使用 8088CPU的 PC/XT微機(jī)的存儲(chǔ)器地址分配如圖 314所示。 1KB: 00000H~003FFH 存放中斷服務(wù)子程序 用戶程序使用地址 復(fù)位地址： FFFF0H 擴(kuò)展存儲(chǔ)器及其管理 1)8086的工作模式屬于實(shí)模式。 2)80286的兩種工作模式 :實(shí)模式和保護(hù)模式。 3)80386的三種工作模式 :實(shí)模式、保護(hù)模式和虛擬 8086模式。虛擬 8086模式是在保護(hù)模式下仿真8086的工作模式。 1MB 16MB 4GB 虛擬存儲(chǔ)器地址 :在 外存 內(nèi)存 CACHE的基礎(chǔ)上，通過(guò)存儲(chǔ)器管理部件 MMU，進(jìn)行虛擬地址和實(shí)際地址自動(dòng)變換而實(shí)現(xiàn)的，編址空間大。 段界限的最大值為 4GB, 地址變換采用 CACHE和轉(zhuǎn)換后備緩沖器，加速了地址變換， 80386/486的虛擬存儲(chǔ)空間 通過(guò)段頁(yè)映像最大可到 64TB。 分段分頁(yè)管理 內(nèi)部存儲(chǔ)器技術(shù)發(fā)展 多模塊交叉存儲(chǔ)器 設(shè)計(jì)思想 ：物理上將主存分成 多個(gè)模塊 。每個(gè)模塊都包括一個(gè)存儲(chǔ)體、地址緩沖寄存器和數(shù)據(jù)緩沖寄存器等， CPU就能 同時(shí)訪問(wèn) 各個(gè)存儲(chǔ)模塊，任何時(shí)候都允許對(duì)多個(gè)模塊并行地進(jìn)行讀 /寫(xiě)操作。 將主存地址空間劃分為 多個(gè)同樣大小 多模塊 地址分空間。采用交叉編址的方案，即利用主存地址的低 K位來(lái)選擇模塊（可確定 2K個(gè)模塊），高 M位用來(lái)指定模塊中的存儲(chǔ)單元 。 內(nèi) 存高 速 緩 存控 制 邏 輯C P U 若某微機(jī)系統(tǒng)中有內(nèi)部 L1Cache，又有外部L2Cache， CPU將 首先 訪問(wèn)內(nèi)部高速緩存，若未命中，再 訪問(wèn)外部高速緩存，只有當(dāng)又未命中， 才 訪問(wèn)內(nèi)存。 采用兩級(jí)高速緩存時(shí)，高速緩存未命中率非常低。 可將小塊的程序段副本預(yù)先送入高速緩存中，供CPU快速調(diào)用和執(zhí)行。 90%98% 高速緩沖存儲(chǔ)器（ Cache） Cache：解決 CPU和主存之間的速度匹配問(wèn)題。 1. Cache的工作原理， 基于程序訪問(wèn)的局部性原理 。 Cache的存取速度至少是內(nèi)存的幾倍，存儲(chǔ)容量不能太大，也不能太小。 ? 若 Cache的容量 過(guò)大 ：則一方面使從內(nèi)存調(diào)入緩存的信息量過(guò)大，調(diào) 入時(shí)間長(zhǎng) ，影響 CPU的工作效率；另一方面又使硬件 電路復(fù)雜 ，成本增加。 ? 若 Cache的容量 太小 ：則 CPU從高速緩存中取得所需信息的 幾率降低 ，若 CPU未能從高速緩存中取得所需信息，就必須 重新到內(nèi)存中查找 ，并將找到的信息重新調(diào)入高速緩存，以備后用，這顯然也降低了 CPU的工作效率。 2. Cache的基本結(jié)構(gòu) （ 1）全相聯(lián) Cache，當(dāng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)， Cache控制器把請(qǐng)求地址與所有地址加以比較。 （ 2）直接映像 Cache，把主存分成若干頁(yè)（快），每一頁(yè)與 Cache的大小相同， Tag中保存著頁(yè)號(hào)。利于快速查找。 （ 3）組相聯(lián) Cache，使用多組直接映像的塊，對(duì)于某個(gè)給定的索引號(hào)，允許有幾個(gè)塊位置，增加命中率。 3. 替換算法 替換算法：新的主存頁(yè)需要調(diào)入 Cache，而Cache已沒(méi)有空閑空間可用時(shí)，這時(shí) 替換機(jī)構(gòu) 應(yīng)根據(jù)某種算法指出應(yīng)移去的塊，再把新塊調(diào)入。 替換算法主要有： （ 1）隨機(jī)替換算法：隨機(jī)發(fā)生器 （ 2）先進(jìn)先出算法（ FIFO）：設(shè)置一個(gè)歷史位 （ 3）近期最少使用算法（ LRU）：替換最近最少使用的塊。 （ 4）優(yōu)化替換算法： 外部存儲(chǔ)器 ?每個(gè)同心圓稱為一個(gè) 磁道 。磁道從外向里順次編號(hào)，最外層稱為第 0道。 ?為了記錄信息把每一個(gè)磁道又分成幾個(gè)區(qū)段，稱為 扇區(qū) 。磁盤(pán)讀寫(xiě)時(shí)以扇區(qū)為基本單位。 使用時(shí)注意事項(xiàng)：不能劃傷盤(pán)片，不能變形，不能受高溫、受潮、不能靠近磁性物質(zhì) 扇區(qū) 磁道 硬盤(pán)及硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 外部存儲(chǔ)器 硬盤(pán)分類(lèi) ： （ 1）固定磁頭 ：每條磁道上一個(gè)磁頭。 （ 2）活動(dòng)磁頭 固定盤(pán)片：每個(gè)盤(pán)面上安裝一個(gè)磁頭。 （ 3）活動(dòng)磁頭可換盤(pán)片磁盤(pán)機(jī)不但磁頭可移動(dòng)，而且盤(pán)片也由一片或多片磁盤(pán)構(gòu)成盤(pán)盒或盤(pán)組形式，用戶可方便地將它們從磁盤(pán)機(jī)上卸下或裝上 。 2. 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（ HDD）又稱磁盤(pán)機(jī)，是獨(dú)立于主機(jī)的，用來(lái)完成對(duì)硬盤(pán)的讀 /寫(xiě)工作。 活動(dòng)磁頭可換盤(pán)片磁盤(pán)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由 5部分組成：主軸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、磁頭驅(qū)動(dòng)和定位系統(tǒng)、空氣凈化系統(tǒng)和接口電路。 3. 硬盤(pán)控制器 硬盤(pán)控制器是主機(jī)與硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器之間的接口，作用是接受主機(jī)發(fā)送的命令和數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成驅(qū)動(dòng)器的控制命令和驅(qū)動(dòng)器可以接受的數(shù)據(jù)格式，以控制驅(qū)動(dòng)器的讀 /寫(xiě)操作。 一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)硬盤(pán)控制器組成如圖 315所示。 4. 硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口 目前的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器接口有 IDE、 EIDE和 SCSI等。 （ 1） IDE接口： IDE （ Integrated Drive Electronics）集成驅(qū)動(dòng)器電子部件， 在硬盤(pán)適配器中不再有獨(dú)立的控制器部分 ，也稱 IDE接口為 ATA接口（ AT嵌入式接口 ）。 （ 2） EIDE標(biāo)準(zhǔn)： IDE標(biāo)準(zhǔn)只能管理不超過(guò) 528MB的硬盤(pán)存儲(chǔ)容量，在 Pentium系列計(jì)算機(jī)主板上就配有EIDE接口，用戶不必再買(mǎi)單獨(dú)的適配卡。 （ 3） SCSI接口： SCSI（ Small Computer System Interface） ，可提供大量、快速的數(shù)據(jù)傳輸， 適用于硬盤(pán) 、掃描儀、 CDROM驅(qū)動(dòng)器及打印機(jī)等的連接。 光盤(pán)存儲(chǔ)器 1. 概述 光盤(pán)是指利用 激光能量集中 的特點(diǎn)，以光學(xué)方式進(jìn)行信息讀 /寫(xiě)的圓盤(pán)。 光存儲(chǔ)技術(shù)： 用激光在某種介質(zhì)上寫(xiě)入信息，然后再利用激光讀出信息的技術(shù)。 磁光存儲(chǔ)： 利用激光在磁記錄介質(zhì)上存儲(chǔ)信息。 光盤(pán)片一般采用丙烯樹(shù)脂，在盤(pán)片上濺射碲合金薄膜或涂上其他物質(zhì)。光盤(pán)在寫(xiě)入信息時(shí)是一次性的，永久保存在盤(pán)片上。 光盤(pán)容量： CDR， 700MB/80min DVDR,2. 光盤(pán)存儲(chǔ)器的種類(lèi) 從讀 /寫(xiě)方式上主要有以下幾種 ： （ 1）只讀型光盤(pán)（ CDROM） 光盤(pán)的信息量由生產(chǎn)廠家一次制成，光盤(pán)出廠后用戶只能讀取其上的數(shù)據(jù)或程序，而不能寫(xiě)入修改。 光盤(pán)的存儲(chǔ)容量一般為 650MB～ 760MB，可存放約 70分鐘的動(dòng)態(tài)聲像。 （ 2）只寫(xiě)一次型光盤(pán)（ WORM） 光盤(pán)可由用戶寫(xiě)入信息，寫(xiě)入后可以多次讀出，但只能寫(xiě)一次，而且信息寫(xiě)入后不能修改。 （ 3）可擦寫(xiě)型光盤(pán) 可重復(fù)讀 /寫(xiě)。 3. 光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器 （ 1）光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的讀 /寫(xiě)原理 利用激光束在記錄表面上存儲(chǔ)信息的。 光盤(pán)的讀 /寫(xiě)原理有形變、相變和磁光存儲(chǔ)等。 （ 2）光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的基本組成 光盤(pán)數(shù)據(jù)存放在連續(xù)的螺旋型軌道上。當(dāng)激光束掃描光盤(pán)的軌道時(shí)，利用光學(xué)反射原理，通過(guò)相應(yīng)的傳感器將光學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，再由主機(jī)將光盤(pán)內(nèi)容讀出。 作業(yè)： 一般 C CD，故每次數(shù)據(jù)讀出后， C上的電荷經(jīng)CD釋放，信息被破壞，所以每次數(shù)據(jù)讀出后，要重新恢復(fù) C上的電荷量。即使無(wú)“讀操作”，電荷泄漏也會(huì)造成信息丟失。 為了保持 DRAM電容 C中信息 (電荷 )，需周期性地不斷充電，這一過(guò)程稱為 刷新 。刷新周期通常為2ms~8ms。 ◆ 讀 修改 寫(xiě)時(shí)序 存儲(chǔ)器中設(shè)計(jì)有讀 修改 寫(xiě)周期，它基本上是讀/寫(xiě)周期的組合。 ◆ 頁(yè)模式周期 在該模式下， 行地址選通信號(hào) 不變， 但其脈沖寬度有 一個(gè)最大限度 ,可連續(xù)掃描有限個(gè)列。 在頁(yè)模式操作時(shí)，可實(shí)現(xiàn)讀、寫(xiě)及讀 修改 寫(xiě)操作。 ◆ 刷新周期 在刷新期間列地址選通信號(hào)無(wú)效，只是通過(guò)執(zhí)行行地址有效，選中存儲(chǔ)矩陣中的一行單元，將其內(nèi)容分別讀至相應(yīng)的內(nèi)部讀出放大器后又重新寫(xiě)回單元。 μ PD424256 內(nèi)部的所有單元 以行逐一 進(jìn)行一次刷新，刷新周期為 8ms。 RAM 在 DRAM上進(jìn)行改進(jìn) :通過(guò) 縮短延遲 和 提高帶寬 來(lái)提高系統(tǒng)性能。 1) 異步存取 — 基于預(yù)測(cè) 增加帶寬 技術(shù)的 DRAM 1附加電路 ：地址多路轉(zhuǎn)換電路、地址選通、刷新邏輯以及讀寫(xiě)控制邏輯等。 2增加額外邏輯電路 。 可以提高單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)流量。 包括 :1快速頁(yè)模式 FPM，對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器稱為 FPMDRAM 2擴(kuò)展數(shù)據(jù)輸出 EDO，對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器稱為 EDODRAM。 DRAM (1) FPM模式：通常在 DRAM陣列中讀取一個(gè)單元時(shí)，首先提供一個(gè)行地址信號(hào)有效，然后通過(guò)周期性的列信號(hào)實(shí)現(xiàn)