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半导体元件的原理 在电容上面的金属板加一个5V的高电平#xff0c;产生电压差#xff0c;电容里面的电荷就会开…存储系统基本概念
CPU运算器控制器。 作为计算机系统的运算和控制核心是信息处理、程序运行的最终执行单元。 主存储器的基本组成
半导体元件的原理 在电容上面的金属板加一个5V的高电平产生电压差电容里面的电荷就会开始移动就是所谓的给电容充电的过程电容里面就会保存一定量的电荷。
在电容上面的金属板加一个0V/1V的低电平电压差非常小电容不会充电。
保存电荷-1 不保存电荷-0。
让MOS管断开电荷就跑不出去。
红线连接了所有存储元的MOS管如果给红线加一个5V的高电平所有存储元的MOS管都可以被导通。
如果有电流-产生的是二进制的1没有电流-产生的是二进制的0
一行存储元-存储单元 多个存储单元-存储体
一行n个存储元-存储字长n bit
字节 Byte 1Byte 8bit 存储芯片的基本原理 译码器根据地址寄存器MAR里给出的几位地址转变成某一条选通线的高电平信号
比如CPU给的地址是000-翻译成十进制-第0根字选线
每一个地址会对应译码器的一条输出线 如何实现不同的寻址方式 DRAM和SRAM 只读存储器ROM 双端口RAM和多模块存储器 多模块存储器是一种空间并行技术利用多个结构完全相同的存储器芯片(宏观上并行微观上交替)并行工作来提高存储器的吞吐率常用的有单体多字存储器和多体低位交叉存储器。(多体高位交叉存储器也是多模块存储器但是其比较难完成宏观上并行因为地址是在一个存储器芯片内连续存放的)。
多体并行存储器分为低位交叉编址和高位交叉编址 在多体并行存储器中每个存储器芯片具有相同的容量和存取速度(其实就是相同的存储器芯片)每个存储器芯片都有独立的读写电路数据寄存器地址寄存器能够做到并行工作(宏观上)交叉工作既宏观上每次访存可以选择不同位置的芯片。 即使是单核的CPU读写速度也比内存快得多。内存每一次读写后需要一定的恢复时间当CPU想要连续读取一些数据的时候就必须等待他的恢复时间。 高位交叉编址采用内存地址的更高几位来区分我们要访问的是哪个存储体
因为在同一个存储体里存取时间为r等待时间为3r高位交叉编址就花费很多时间 主存储器与CPU的连接 MAR(Memory Address Register) 存储器地址寄存器
MDR(Memory Date Register) 存储器数据寄存器 WE Write Enable 位扩展 芯片有8K个存储单元8K对应二进制的2^13,所以我们需要13根地址线来表示这8K个地址因此这块存储芯片对外暴露出去的引脚是A0-A12总共有13条。CPU会把他想要访问的地址通过地址总线给送过来这样就完成了地址线的连接 在计算机中K通常指的是Kibibyte即1K 2^10 1024。因此8K实际上指的是8 * 1024 8192
8192转二进制 -10000000000000 2^13 每块芯片都有2K个存储单元A0-A12的这13位的地址信息会同时送给8片存储芯片由于每片芯片的存储单元只有1bit的数据所以我们会把这8块芯片的1位数据分别送到数据总线的不同位上接下来数据总线可以同时把这8位的信息送给CPU这样的话我们就把整个主存的存储字长扩展为了8bit这种连接方式称为位扩展的方式 字扩展 假设我们买了一个8K*8位的存储芯片CPU可以同时读/写8位的信息完美匹配。
由于有8K个存储单元因此我们需要有13位的地址信息。接下来再给片选信号加一个高电平这块存储芯片就可以正常工作了。
CPU还有3个地址位的信息没有被利用到 (A13-A15).
这个CPU的MAR本来是有16位也就是说这个CPU他有2^16寻址能力没有完全发挥出寻址能力。
买一块同型号的芯片试一试原来的位扩展把A0-A12也都连接到新芯片上给新芯片一个高电平的片选信号当CPU给出一个全0的地址之后这个地址会传给两个芯片此时这两个芯片的片选信号都是1他们都在工作。因此这两块芯片的0号存储单元的8个bit的信息都会顺着数据总线传给CPU两边同时传会导致数据总线的冲突。
现在把A13连到左边芯片A14连到右边芯片由于片选信号是高电平有效因此当A13和A14分别为1和0的时候就意味着左边的片选信号有效他被选中右边的芯片不会工作没有被选中。
这种情况下CPU提供的低13位的地址其实只会读取出左面这块芯片对应的存储单元的8bit的数据。
现在换种情况让A13和A14分别为0和1这时左面芯片不工作右面芯片工作。此时CPU提供的低13位的地址其实指明的是右面这块存储芯片的一个存储单元。
如果两个都是1两个芯片都会被选中两边会同时读/写数据数据总线又会冲突所以A13和A14只能一个为1一个为0。
然后开始不理解。 磁盘存储器 Cache
