计算机组成原理——2

Posted 2020-12-01 jia03

1.存储器的分类。

（1）按存储介质分类。

（2）按存取方式分类。

          1.存取时间与物理地址无关（随机访问）

                     随机存储器           执行过程可读可写

                      只读存储器            执行过程只读

          2.存取时间与物理地址有关（串行访问）

1.存储器的层次结构

高速缓冲存储器：简称cache，高速存取指令和数据，特点：存取速度快，容量小。

主存储器：用来存放运行期间的大量程序与数据。能和cache交换数据和指令。

外存储器： 特点：容量大，成本低

2.存储器的相关技术指标。

 

 

 

 

 SRAM存储器的三组信号线。

地址线：有N条地址线，则指定了存储器的容量为2的N次方个存储单元。

数据线：有N条，            则指定了存储器的字长为N位。

控制线：指定了对存储器是读（R/W高电平）还是写（R/W低电平）

地址译码器：输出有64条选择线，又称行线，打开存储位元的输入与非门。

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字节是寻址的最小单位。内存中两个紧挨着的字节，它们的内存地址差1。

字是计算机一次处理数据的最大单位。

按照ANSI编码标准，标点符号、数字、大小写字母都占一个字节，汉字占2个字节。按照UNICODE标准所有字符都占2个字节。

 位（bit)是计算机存储设备的最小单位.

字节（byte)是计算机处理数据的基本单位。即1Byte=8bit,两者换算是1：8的关系.1个字节可以储存1个英文字母或者半个汉字

设有一个1MB容量的存储器，字长32位，问：按字节编址，字编址的寻址范围以及各自的寻址范围大小? 

     如果按字节编址，则 

                     1MB = 2^20B 

                     1字节=1B=8bit 

                     2^20B/1B = 2^20 

     地址范围为0~(2^20)-1,也就是说需要二十根地址线才能完成对1MB空间的编码，所以地址寄存器为20位,寻址范围大小为2^20=1M

     如果按字编址，则

                      1MB=2^20B

                      1字=32bit=4B

                     2^20B/4B = 2^18   

      地址范围为0~2^18-1，也就是说我们至少要用18根地址线才能完成对1MB空间的编码。因此按字编址的寻址范围是2^18

以上题目注意几点：

 

1.区分寻址空间与寻址范围两个不同的概念，寻址范围仅仅是一个数字范围，不带有单位

而寻址范围的大小很明显是一个数，指寻址区间的大小

  而寻址空间指能够寻址最大容量，单位一般用MB、B来表示；本题中寻址范围为0~(2^20)-1,寻址空间为1MB。

 

2.按字节寻址，指的是存储空间的最小编址单位是字节，按字编址，是指存储空间的最小编址单位是字，以上题为例，总的存储器容量是一定的，按字编址和按字节编址所需要的编码数量是不同的，按字编址由于编址单位比较大（1字=32bit=4B），从而编码较少，而按字节编址由于编码单位较小（1字节=1B=8bit），从而编码较多。

 

3.区别M和MB。

                        M为数量单位。1024=1K，1024K=1M

                        MB指容量大小。1024B=1KB，1024KB=1MB.

存储器与CPU连接

CPU对存储器进行读/写操作，首先由地址总线给出地址信号，然后要发出读操 作或写操作的控制信号，最后在数据总线上进行信息交流，要完成地址线的连接、数据线的连接和控制线的连接。

存储器容量的扩增。

★位扩展法 ：只加大字长，而存储器的字数与存储器芯片字数一致,对片子没有选片要求

 

★字扩展法: 仅在字向扩充，而位数不变.需由片选信号来区分各片地址。

 

★字位同时扩展法 :一个存储器的容量假定为M×N位，若使用L×k 位的芯片(L＜M,k＜N)，需要在字向和位向同时进行扩展。此时共需要(M/L×(N/k)个存储器芯片。