计算机组成原理与汇编语言-存储系统(part2).ppt

计算机组成原理与汇编语言(2002级) 北航计算机学院 刘旭东? Tel 82317634 Mail：liuxd@ liuxd2048@ 1.1 存储系统概述 存储器分类 按介质分类： 半导体存储器 磁介质存储器 光盘存储器 按访问方式分类： 随机访问存储器 （Random Access Memory—RAM） 只读存储器 （Read Only Memory—ROM） 顺序访问存储器 （Tape） 直接访问存储器 （Disk） 联想存储器 （某些Cache) 按功能分类： 高速缓冲存储器 主存储器 辅助存储器 控制存储器 1.1 存储系统概述 存储器的性能指标 访问时间（Access Time）：TA 随机访问存储器：访问时间指读或写操作所用时间，即从给定地址到存储器完成读或写操作所需时间。 其他类型：指将读写机构定位到目标位置所需的时间。 存储周期（Cycle Time）：TC 仅对RAM而言，指两次访问存储器单元之间的最小时间间隔。 TC TA 带宽（Bandwidth）／数据传输率（Transfer Rate） 一般的随机访问存储器：1／Cycle Time； 其他类型：TN=TA+N/R TN：读写N Bits所需的平均时间 TA：访问时间 N：N Bits R：存储部件的数据传输率（ bits /s） 1.1 存储系统概述 存储器的层次/性能特征 Processor logic capacity: about 30% per year clock rate: about 20% per year Memory DRAM capacity: about 60% per year (4x every 3 years) Memory speed: about 10% per year Cost per bit: improves about 25% per year Disk capacity: about 60% per year 1.1 存储系统概述 存储器的层次结构 1.2 半导体存储器 随机访问存储器（RAM） SRAM（Static RAM）：静态存储器，相对动态而言，集成度低，但不必刷新。 DRAM（Dynamic RAM）：动态存储器，需要刷新，相对而言，集成度高。 FPM （Fast Page Mode） DRAM：串行访问方式，传统的DRAM类型（RAS,CAS选择型）。 EDO （Extended Data Out） DRAM：可并行访问的DRAM类型（实际上是一种简单的Pipelining型存储器类型。上一个地址访问结束前可以开展下一个地址访问，提高了整个存储器的BandWidth）。FPM DRAM、EDO DRAM均属于非同步型DRAM。 SDRAM（ Synchronous DRAM）：同步DRAM（与CPU保持同步）, 由系统时钟驱动的DRAM，在存储器完成存取操作期间，CPU可以进行其他工作，从而提高了系统的性能。而非同步型DRAM，在存取操作期间，CPU只能处于等待状态。 DDR（Double Data Rate）DRAM 1.2 半导体存储器 只读存储器（ROM） 固定掩膜（Masks）ROM PROM（Programmable ROM）：一次性可编程 EPROM（Erasable PROM）：可擦除可编程（紫外线擦除） EEPROM（Electrically Erasable PROM）：电擦除（字节一级） Flash Memory：电擦除（Block Level） 2.1 存储单元电路 基本要求 具有两种稳定（或半稳定）状态，用来表示二进制的 1 和 0 ； 可以实现状态写入（或设置）； 可以实现状态读去（或感知）。 2.1 存储单元电路 SRAM存储单元电路（六管单元电路） 2.1 存储单元电路 SRAM存储单元电路工作原理（读出） 2.1 存储单元电路 SRAM存储单元电路工作原理（写入） 2.1 存储单元电路 DRAM存储单元电路（单管单元电路） 2.1 存储单元电路 DRAM存储单元电路工作原理（读出） 2.1 存储单元电路 DRAM存储单元电路工作原理（写入） 2.1 存储单元电路 DRAM单管单元电路的工作特征 2.1 存储单元电路 DRAM存储单元电路的信号刷新问题 2.1 存储单元电路 DRAM单管单元电路 D线上的电压在读出过程中的变化情况 2.1 存储单元电路 存储单元的符号表示 作业 教材P144页 说明存取时间与存取周期的区别； 什么是存储器的带宽？若存储器的数据总线宽度为32位，存取周期为200ns，则存储器的带宽是多少？ 2.2 存储