【正文】 根 A10~A0 片間尋址： 前 32K A15 A14 A13 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 最后 2K 1 1 1 加 A12A11 1 1 W RA0A1 0A1 1A1 2A1 3A1 4A1 5M R E Q…CPUD0… D7 7 4 L S 1 3 8Y0Y1Y2Y3Y7A B CR O M 8 KA0… A1 2R A M 8 KA0… A1 2R A M 8 KA0… A1 2R A M 8 KA0… A1 2R A M 2 KA0… A1 0…… … … … …W R W R W R W RW R…… … ……C S C S C S C SC S? 采用并行操作方式 雙端口存儲器 (1) 芯片技術(shù) 研究開發(fā)高性能芯片技術(shù)，如： DRAM?FPMD?EDO? EDRAM?CDRAM?SDRAM?RambusDRAM。 高速存儲器 ? 采用并行主存儲器 ,提高讀出并行性 多模塊交叉存儲器 ? 主存儲器采用更高速的技術(shù)來縮短存儲器的讀出時(shí)間 相聯(lián)存儲器 (2) 結(jié)構(gòu)技術(shù) 由于 CPU和主存儲器在速度上不匹配，限制了高速計(jì)算。 為了使 CPU不至因?yàn)榈却鎯ζ髯x寫操作的完成而無事可做，可以采取一些加速 CPU和存儲器之間有效傳輸?shù)奶厥獯胧? 雙端口存儲器 雙端口存儲器 —— 指 同一個存儲器具有兩組相互獨(dú)立的讀寫控制線路，是一種高速工作的存儲器。 雙讀單寫端口存儲器單元結(jié)構(gòu) wbawS e l e c t WS e l e c t AS e l e c t B多模塊交叉存儲器 并行主存系統(tǒng) 大存儲器在一個存儲周期中讀出的不是一個存儲單元的 w位信息，而是 n個字，這樣在單位時(shí)間里存儲器提供的信息量可提高 n倍，這樣組織的主存系統(tǒng)稱為并行主存系統(tǒng)。 w位 w位 …… w 位 M0 M1 Mn1 1）存儲器的模塊化組織 一個由若干個模塊組成的主存儲器是線性編址的。 這些地址在各模塊中有兩種安排方式： 順序方式 交叉方式 順序方式 各模塊一個接一個 串行工作 。 交叉方式 連續(xù)地址分布在相鄰的不同模塊內(nèi)，同一個模塊內(nèi)的地址都是不連續(xù)的。對連續(xù)字的成塊傳送可實(shí)現(xiàn)多模塊流水式 并行 存取，大大提高存儲器的帶寬。 2） 多模塊交叉存儲器編址方式 如果在 M個模塊上交叉編址 (M=2k) ，則稱為模 M交叉編址。 設(shè)存儲器包括 M個模塊，每個模塊的容量為 L ，各存儲模塊進(jìn)行低位交叉編址，連續(xù)的地址分布在相鄰的模塊中。第 i個模塊 Mi的地址編號應(yīng)按下式給出： Mj + i 其中 ， j=0,1,2,… ,L1 i=0,1,2,… ,M1 一般模塊數(shù) M取 2的 k次冪，高檔微機(jī) M值可取 2或 4，大型計(jì)算機(jī) M取 16至 32。 模塊地址 模塊 n k 位 k位 譯碼器 2 k 1 ... i ... 0 k n k AB DB AB DB M i AB DB M O AB:地址寄存器 DB:數(shù)據(jù)寄存器 M i: 第 i個存儲模塊 圖 324 多體交叉編址方式 M 2 k 1 模體 地址編址序列 對應(yīng)二進(jìn)制地址最低二位 M 0 M 1 M 2 M 3 0,4,8,12,...4?j+0,... 1,5,9,13,...4?j+1,... 2,6,10,14,...4?j+2,... 3,7,11,15,...4?j+3,... 0 0 0 1 1 0 1 1 模四交叉各模塊的編址序列 3） 多模塊交叉存儲器存取控制方式 多模塊交叉存儲器可以有兩種不同的方式進(jìn)行訪問： (1) 一種是所有模塊同時(shí)啟動一次存儲周期，相對各的數(shù)據(jù)寄存器并行地讀出或?qū)懭胄畔?；稱為“同時(shí)訪問”，同時(shí)訪問要增加數(shù)據(jù)總線寬度。 (2) 另一種是 M個模塊按一定的順序輪流啟動各自的訪問周期，啟動兩個相鄰模塊的最小時(shí)間間隔等于單模塊訪問周期的 1/M。稱為“交叉訪問”。 單模塊訪問周期 T M 0 M 1 M 2 M M1 0 T M 2T M M1 M T t 交叉訪問的存儲器工作時(shí)間圖 4）多模塊交叉存儲器的基本結(jié)構(gòu) ? 每個模塊各自以等同的方式與 CPU傳送信息。 ? CPU同時(shí)訪問四個模塊，由存儲器控制部件控制它們分時(shí)使用數(shù)據(jù)總線進(jìn)行信息傳遞。 ? 對每一個模塊來說，從 CPU給出訪存命令直到讀出信息仍然使用了一個存取周期時(shí)間； ? 對 CPU來說，它可以在 一個存取周期中連續(xù)訪問 4個模塊； ? 各模塊的讀寫過程重疊進(jìn)行，所以這是一種并行存儲器結(jié)構(gòu)。 相聯(lián)存儲器 相聯(lián)存儲器不是按地址訪問的存儲器 ， 而是按內(nèi)容尋址的存儲器 。 如下表： 職工號 姓名 出生年月 工資數(shù) 800 540 920 750 610 張明 王芳 李平 趙洪 周進(jìn) 2022 1200 1500 1400 1000 物理地址 n n+1 n+2 n+3 n+4 ? 相聯(lián)存儲器是指其中任一存儲項(xiàng)內(nèi)容作為地址來存取的存儲器。 ? 選用來尋址存儲器的子段叫做 關(guān)鍵字， 簡稱 “鍵” 。 ? 這樣，存放在相聯(lián)存儲器中的項(xiàng)可以看成具有下列格式： KEY， DATA 其中 KEY是 地址 ， DATA是 被讀寫信息 。 ? 相聯(lián)存儲器的基本原理是把存儲單元所存內(nèi)容的某一部分作為 檢索項(xiàng) (即關(guān)鍵字項(xiàng) )，去檢索該存儲器，并將存儲器中與該檢 索項(xiàng)符合的存儲單元內(nèi)容進(jìn)行讀出或?qū)懭搿? 相聯(lián)存儲器 —— 單元結(jié)構(gòu) 0 1 D WE D M Q S MK 比較結(jié)果 存儲數(shù)據(jù)輸出 屏蔽控制 讀寫控制 . . . 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 . . . . . . . . . 0 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . SRR WSR 0 7 6 5 4 3 2 1 8 n CR MR . . . . . . 字 i W1 . . . . . . ? 設(shè)存儲器有 W個字，字長 n位。 ? CR位比較寄存器 ，字長也為 n位，存放要比較的數(shù)（或要檢索的內(nèi)容）。 ? MR為屏蔽寄存器 ，與 CR配合適用，字長也為 n位。當(dāng)按比較數(shù)的部分內(nèi)容進(jìn)行檢索時(shí)，相應(yīng)地把 MR中要比較的位設(shè)置成“ 1”，不要比較的位設(shè)置成“ 0”。圖中表示需要按 2～ 6位的內(nèi)容進(jìn)行比較，所以 MR的 2— 6位為“ 1”，其余各位均置“ 0”。置成“ 1”的字段稱為關(guān)鍵字段。 ? SRR為查找結(jié)果寄存器 ，字長為 W位，假如比較結(jié)果第 i個字滿足要求，則 SRR中的第 i位為“ 1”，其余各位均為“ 0”，若同時(shí)有 n個字滿足要求，則相應(yīng)地就有 n位為“ 1”。 ? 有的相聯(lián)存儲器還設(shè)置有 字選擇寄存器 WSR，用來確定哪些字參與檢索，若字選擇寄存器某位為“ 1”，則表示其對應(yīng)的存儲字參與檢索；若某位為“ 0”，則表示其對應(yīng)的存儲字不參與檢索。下面舉例說明： 假如某高校學(xué)生入學(xué)考試總成績已存入相聯(lián)存儲器，如圖所示。 要求列出“總分”在 560分和 600分范圍內(nèi)的考生名單 。 可以用二次查找完成： 第一次 找出“總分”大于 559分的考生名單； 第二次 從名單中再找出總分小于 601分的考生； 因此 分別將 559分和 601分作為關(guān)鍵字段 內(nèi)容置于比較寄存器中。 系000 00000 000 系 系 系 系 系 系 系 系0 . . . 0 0 . . . 00 . . . 0 0 . . . 00 . . . 0 1 1 . . . 15 5 9準(zhǔn) 考證 號11111111111111 81 75432N8761 81 81 81 71 81 81 9 5 2 05 7 85 7 25 8 06 0 45 3 05 8 46 1 15 8 2...趙 丁 王 陳 吳 周 李 孫 錢 男女男男男男女女女姓 名 性 別 年 齡 志 愿 總 分S R R 第 二 次 查 找 結(jié) 果 W S R第 一 次查 找 結(jié) 果屏 蔽 寄 存 器 內(nèi) 容第 一 次 查 找 寄 存 器 內(nèi) 容 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中， 相聯(lián)存儲器主要用于虛擬存儲器中存放分段表、頁表和快表 ；在高速緩沖存儲器中， 相聯(lián)存儲器作為存放 cache的行地址之用 。這是因?yàn)樵谶@兩種應(yīng)用中，都需要 快速查找 。 ? 為了進(jìn)行檢索， 還要求相聯(lián)存儲器能進(jìn)行各種比較操作（相等、不等、小于、大于、求最大值和最小值等） 。 ? 比較操作是并行進(jìn)行的，即 CR中的關(guān)鍵字段與存儲器的所有W個字的相應(yīng)字段同時(shí)進(jìn)行比較。這由相聯(lián)存儲器的具體電路實(shí)現(xiàn)，極大地提高了處理速度。