【计算机组成原理】存储器

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学习目标：

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• 掌握计组关于存储器内容

学习内容：

主机包含：

• CPU
• 高速缓冲存储器
• 主存/内存

外设包含：

• I/O设备
  • 输入
  • 输出
• 辅存
  
  
  
  

存储器的材料有

• 磁表面存储器
• 磁芯存储器
• 半导体存储器
  • 随机存储
  • 存储时间与存储单元位置无关，可以做到每一个存储位置都能同时读取，延迟取决于电子的传播速率
• 光存储器
  
  

存储器的性能指标

存储容量

存储字数✖️字长

单位成本

每位价格 = 总成本 / 总容量

存储速度

数据传输率 = 数据的宽度 / 存储周期

存储周期包括了存取时间（Ta）和恢复时间

1. 存取时间：存取时间是指从启动一次存储器操作到完成所经历的时间，分为读出时间和写入时间。
2. 存取周期（Tm）：存取周期又称为读写周期或访问周期。它是指存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即两次独立地访问存储器操作（读或写操作）之间所需的最小时间间隔。
3. 主存带宽（Bm）：主存带宽又称数据传输率，表示每秒从主存进出信息的最大数量，单位为字/秒、字节/秒或位/秒。
   
   
   
   

主存与CPU的连接

主存容量拓展-位拓展

主存数据线数量与CPU数据线数量不一致。

多个存储器的数据线对应CPU上的不同数据接口，此时CS线可以都为1，即每块存储器都能同时工作。

主存容量拓展-字扩展

主存存储器的数据线数量与CPU数据线数量一致。

此时每块存储器共用相同的数据线接口，每次读写只能一块存储器工作，不能同时工作。

• 线选法
  • CPU多余的地址线控制存储器的片选线
  • n条线对应n个选片信号
  • 电路简单
  • 地址空间不连续
• 译码片选法
  • 通过译码器/电路选择某一块存储器工作
  • n条线可以有2的n次方个选片信号
  • 电路复杂
  • 地址空间连续，可以增加逻辑设计
  • 有低电平有效和高电平有效两种模式

主存容量拓展-字位同时扩展