【正文】 個(gè)存儲(chǔ)單元的信息，經(jīng)放大后，再 寫回 原存儲(chǔ)單元 ,實(shí)現(xiàn)刷新 . ?1/128 行、列譯碼器： 分別用來接收 7 位的行、列地址，經(jīng)譯碼后，從 128 128 個(gè)存儲(chǔ)單元中選擇一個(gè)確定的存儲(chǔ)單元，以便對(duì)其進(jìn)行讀 / 寫操作。行為 29，若由 512K的單體構(gòu)成，則行可以是 29或 210，但要說明。當(dāng)存儲(chǔ)器是由若干單體構(gòu)成時(shí)，以 單體的容量為計(jì)算的依據(jù) ，同時(shí)考慮 雙譯碼的原則 。 … ?s … … ?s T = 2ms / (4000 – 128 ) = ?s ?三種刷新方式的比較： 集中刷新：用于高速存儲(chǔ)器中，但存在死時(shí)間 分散刷新：雖然不存在死時(shí)間，但大大降低了存儲(chǔ)體 的速度 異步刷新： 既不存在死時(shí)間，也保持了存儲(chǔ)體的高速特性 ?關(guān)于動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器刷新的幾點(diǎn)說明： ?不同材料不同生產(chǎn)工藝的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的刷新周期不同，常見的有2ms 、 4ms、 8ms，刷新時(shí)間間隔不能超過刷新周期。前面 4000128=3872個(gè)讀寫時(shí)間段用于讀 /寫，后面 128個(gè)讀寫時(shí)間 段用于刷新，在此階段，不允許進(jìn)行讀寫操作，故稱為死時(shí)間 . … 3872個(gè)讀寫周期 … 128個(gè)刷新周期 采用集中刷新的存儲(chǔ)器平均讀寫周期 T = 2ms / (4000 – 128 ) = ?s ?分散刷新 將每一個(gè)存儲(chǔ)周期分成兩部分，前一部分為讀 /寫時(shí)間段， 后一部分為刷新時(shí)間段，對(duì)于本例的實(shí)際則是存儲(chǔ)器的讀寫 周期變成了 1 ?s，其中前 0. 5 ?s為讀 /寫時(shí)間， 0. 5 ?s為刷新時(shí) 間。刷新地址由刷新計(jì)數(shù)器給出。 即刷新是按 行 進(jìn)行，因此，必須知道動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的內(nèi)部行列結(jié)構(gòu)。 ? 還需要什么狀態(tài)？ ?刷新操作 ?需要刷新的原因： 保存信息的電容 C C2上的電荷維持的時(shí)間有限 (一般 2ms)。 5)譯碼結(jié)構(gòu)與存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的組織 采用不同的 譯 碼結(jié)構(gòu)，與存儲(chǔ)體當(dāng)中存儲(chǔ)單元的排列有關(guān) ?回顧存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)，其中有行、列地址，只有兩者都選中，該單元才會(huì)被選中。 4)雙譯碼結(jié)構(gòu)分析 ?什么是雙譯碼 ? 將來自 CPU的地址線分行和列分別送到兩個(gè)移碼器進(jìn)行移碼 . ?雙 譯 碼 的優(yōu)點(diǎn) 能夠大大減少移碼輸出線 以 12 位地址為例進(jìn)行說明 : ?單 譯 碼時(shí) ,12 位地址 譯 碼輸出的狀態(tài)線為 212=4096根 ?雙 譯 碼時(shí) ,設(shè)分為 X譯 碼和 Y譯 碼 , 各輸入 6 位 則 譯 碼輸出的狀態(tài)線總數(shù)為 26 + 26 =128 根 顯然 , 地址線的位數(shù)越多 , 采用雙譯碼的效果越明顯。 ?片選與讀 /寫控制電路 ： 用于存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。 3) SRAM存儲(chǔ)器的組成 由上圖知 ,SRAM存儲(chǔ)器由下列部件構(gòu)成 : ?存儲(chǔ)體 : 存儲(chǔ)單元的集合 ?地址譯碼器 ：把二進(jìn)制表示的地址 轉(zhuǎn)換成輸出電位， 驅(qū) 動(dòng)相應(yīng)的讀 寫電路 , 選擇所需的存儲(chǔ)單元。 b. 原保持的信息，使 T T2 處于穩(wěn)定的互鎖狀態(tài)，無論是保存的 1或 0，兩只工作管總有一只要飽和導(dǎo)通。 空間局部性的程序結(jié)構(gòu)體現(xiàn)： 順序 主存的常用技術(shù)指標(biāo) ?存儲(chǔ)容量指標(biāo)：存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息的位數(shù) . ?速度指標(biāo)： (1)存取時(shí)間 (存儲(chǔ)器訪問時(shí)間 ) 啟動(dòng)存取操作到操作完成所經(jīng)歷的時(shí)間 (2)存儲(chǔ)周期 (讀寫周期 )： 對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)兩次存取操作所需的最短時(shí)間間隔。第四章 存儲(chǔ)系統(tǒng) 本章主要內(nèi)容： ?存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成 ?存儲(chǔ)單體的工作原理 (動(dòng)態(tài)和靜態(tài) ) ?如何由存儲(chǔ)單體構(gòu)成存儲(chǔ)器 ?存儲(chǔ)器的擴(kuò)充 (含不連續(xù)地址空間的存儲(chǔ)器擴(kuò)充 ) ?如果提高存儲(chǔ)系統(tǒng)的訪問速度 高速存儲(chǔ)器 (Cache) ?回答為什么要使用模塊化程序設(shè)計(jì)（不用 Goto語句） ?虛擬存儲(chǔ)器 (解決內(nèi)存容量不足的問題 ) ?外存儲(chǔ) (磁盤存儲(chǔ) ) ?網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ) 本章學(xué)時(shí) 12~ 14 一、存儲(chǔ)器的概述 存儲(chǔ)器的分類 ： 從不同的角度進(jìn)行 1)按存儲(chǔ)介質(zhì)分： ?半導(dǎo)體 ?磁性材料 ?光 ? 紙 2)按存儲(chǔ)方式分： ?隨機(jī)存儲(chǔ)器：可按地址訪問且訪問時(shí) 間與單元的物理位置無關(guān) ?順序存儲(chǔ)器 ：存儲(chǔ)時(shí)間與單元的物理 位置有關(guān) ?磁盤是半順序和半隨機(jī)設(shè)備 3)按讀寫方式分 : ? RAM : Random Access Memory ? ROM : Read Only Memory ?永久性： 與是否斷電無關(guān) ?非永久性：斷電后信息消失 4)按信息的可保存性 5) 按在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用 : ?控制存儲(chǔ)器 (CM or CS) ? CPU中的 Cache ?CPU 外面的 Cache ?主存 ?輔存 計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)系統(tǒng)的分級(jí)結(jié)構(gòu) 1)分級(jí)結(jié)構(gòu)的提出 人們的追求 :大容量、快速度、低價(jià)格 2)分級(jí)結(jié)構(gòu) C P U C A C H E 主存 輔助存儲(chǔ)器 最后的效果 (左向右看 )： Cache的速度，輔存的容量和價(jià)格 3)存儲(chǔ)分級(jí)的理論基礎(chǔ) ！ 程序的局部性原理 , 又包括 : ?時(shí)間局部性： 現(xiàn)在被訪問的指令在不久的將來還將再次 被訪問。 1 2 3 4 5 時(shí)間局部性的程序結(jié)構(gòu)體現(xiàn)： 循環(huán) ?空間局部性： 現(xiàn)在訪問指令 2 ，下一次訪問的指令在 2的附近。存儲(chǔ)器在一次存取操作后需要一定的恢復(fù)時(shí)間 .因此 ,該時(shí)間一般大于存取時(shí)間 . (3)存儲(chǔ)器帶寬： 單位時(shí)間內(nèi)存儲(chǔ)器所存取的信息位，也稱存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)傳輸率 .即存儲(chǔ)器總線寬度 /存儲(chǔ)周期 , 單位為位 / 秒 二、隨機(jī)存儲(chǔ)器 SRAM Static Random Access Memory 1)基本存儲(chǔ)單元 存放一位二進(jìn)制信息的電路 2)SRAM存儲(chǔ)單元結(jié)構(gòu)及其工作原理 ?工作管： T T2 ?負(fù)載管： T T4 ?門控管： T T6 T T8 Source: 源極 Drain：漏極 Gate： 柵極 襯底一般與 S極相連，與G極之間絕緣，大多數(shù)情況下 S和 D可互換 ?寫過程 行選通 ? T T6 通 ?A與 D 連通 列選通 ? T T8 通 ?B與 D 連通 ?寫 1的過程 D=1 ?A= 1? T2 通 ?B=0 ? T1 截止 D=0 ?B= 0? T1截止 ?A=1 ? T2通 此時(shí) , T T2形成了穩(wěn)態(tài)， A= B=0 ?寫 0的過程 D=0 ?A= 0? T2截止 ?B=1 ? T1通 D=1 ?B= 1? T1 通 ?A=0 ? T2 截止 此時(shí)， T T2形成了穩(wěn)態(tài)， B= A=0 即：六管靜態(tài)存儲(chǔ)單元是以 T1和 T2構(gòu)成的穩(wěn)定互鎖態(tài)保存信息 ?讀過程 行選通 ? T T6 通 ?A與 D 連通 列選通 ? T T8 通 ?B與 D 連通 ?讀 1的過程 若原來保存的是 1 ，則此時(shí)， D= D=0， D和 D外接一個(gè)讀出放大器，放 大器中的電流從 D流向 D ，表示讀出為 1 ?讀 0的過程 若原來保存的是 0 ，則此時(shí)， D=0、 D=1， D和 D外接一個(gè)讀出放大器，放 大器中的電流從 D 流向 D ，表示讀出為 0 讀出的內(nèi)容是通過外接在 D和 D之間電流放大器中的電流的方向來判斷的 對(duì)于存儲(chǔ)器而言，除了讀、寫狀態(tài)外，還有什么狀態(tài) ？ ?保持狀態(tài) a. 此時(shí) X和 Y地址 (行選和列選 )都處于浮空狀態(tài)。 c. 工作管導(dǎo)通所需要的工作電流將由負(fù)載管 T3或 T4承擔(dān)。 ?驅(qū)動(dòng)器 ： ?I/O電路 ： 控制選中單元的讀 /寫和信號(hào)放大。 ?輸出驅(qū)動(dòng)電路 ： 用于多片輸出的互連或與雙向數(shù) 據(jù)總線的連接。 對(duì)于小容量的存儲(chǔ)器，可以采用單譯碼；對(duì)于大容量的存儲(chǔ)器，則必須采用雙譯碼。 ?單 譯 碼的存儲(chǔ)器組織： 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 譯 碼 器 ?雙 譯 碼器的組織： X 譯 碼 器 Y譯碼器 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 存儲(chǔ)單元 ?M N =16 1的存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) X 移 碼 器 Y 移 碼 器 D0 X 譯 碼 器 Y 譯 碼 器 ?M N =16 4的存儲(chǔ)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu) D3 D2 D1 D0 6)靜態(tài)存儲(chǔ)器距離 6116 讀出邏輯：CS==0,WE=1 寫入邏輯： CS==1,WE=0 高阻： CS＝ 1 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器 DRAM 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元 ED ED 預(yù)充 字選通線（ X ） 預(yù)充 列選通線 D D T 6 T 5 T 2 T 1 T9 T10 C1 C2 A B T 7 T 8 CD CD ?構(gòu)成 工作管： T T2 門控管： T5 、 T T T8 ?信息的保存：分布電容 C C2上的電荷 ?寫操作：基本步驟同六管靜態(tài)單元 ?寫 1 A=1 ? 對(duì) C2充電， T2導(dǎo)通 B=0 ? 對(duì) C1放電， T1截止 A=0 ? 對(duì) C2放電， T2截止 B=1 ? 對(duì) C1充電， T1導(dǎo)通 ?寫 0 ?讀操作 通過 T9 T10給 D線和 D線上的 分布電容 CD、 CD預(yù)充電 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元 ED ED 預(yù)充 字選通線（ X ） 預(yù)充 列選通線 D D T 6 T 5 T 2 T 1 T9 T10 C1 C2 A B T 7 T 8 CD CD 其結(jié)果是使上述兩電容均達(dá)到電源電壓 ?讀出信息： X有效 ? T T6 通 Y有效 ? T T8 通 ? 若原存 1 則 CD 上的電荷經(jīng) T2泄漏 ? D =0 而 CD只向 C2微充電 ? D=1 ? 有 D到 D的電流，即讀出的為“ 1” 若原來存放的為 0 ，則讀出的過程正好相反。 ?刷新原理：對(duì) C C2充電 只給字線 ? T T6導(dǎo)通 ?CD對(duì) C2充電 或 CD對(duì) C1充電。 一次刷新是一次不完全的讀操作。 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)單元 ED E