intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ chính

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:44

Thêm vào BST
Báo xấu
21
lượt xem 11
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ chính, chương này trình bày về phân loại bộ nhớ; cấu trúc bộ nhớ; bộ nhớ chính; các chế độ định địa chỉ; bộ nhớ cache; bộ nhớ ngoài; bộ nhớ ảo; bộ nhớ bán dẫn;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 5: Bộ nhớ chính

  1. BỘ NHỚ CHÍNH VŨ NGỌC THANH SANG TRỊNH TẤN ĐẠT KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐẠI HỌC SÀI GÒN Email: trinhtandat@sgu.edu.vn Website: https://sites.google.com/site/ttdat88
  2. Giới thiệu 1. Tổng quan về bộ nhớ 2. Phân loại bộ nhớ 3. Cấu trúc bộ nhớ 4. Bộ nhớ chính 5. Các chế độ định địa chỉ 6. Bộ nhớ cache 7. Bộ nhớ ngoài 8. Bộ nhớ ảo 9. Bộ nhớ bán dẫn Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  3. TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ - CẤU TRÚC • Thanh ghi (register) • Là bộ nhớ nằm trên chính CPU. • Cung cấp khả năng truy cập thông tin tức thời. • Chỉ chứa thông tin quan trọng (vì không gian trên CPU bị giới hạn) • Bộ nhớ đệm (cache) • Được đặt gần thanh ghi hơn bộ nhớ chính. • Duy trì bản sao của một phần của bộ nhớ chính. • Cho phép truy cập nhanh hơn một số thông tin Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  4. TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ - CẤU TRÚC • Bộ nhớ chính - (RAM) • Bộ nhớ vật lý • Chạy chậm hơn so với CPU • Cần nguồn điện để duy trì trạng thái và lưu trữ thông tin. • Chỉ chứa thông tin quan trọng (vì không gian trên CPU bị giới hạn) • Bộ nhớ thứ cấp (disk) • Ổ cứng thể rắn (solid state disk, SSD), ổ cứng (hard dis drive, HDD), cloud, ... • Lưu trữ thông tin thời gian dài, không bị mất thông tin khi mất điện. • Chi phí thấp Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  5. TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ - CẤU TRÚC
  6. TỔNG QUAN VỀ BỘ NHỚ - CẤU TRÚC
  7. BỘ NHỚ ĐỆM • Đây là bộ nhớ bán dẫn có tốc độ nhanh và chúng được đặt giữa CPU và bộ nhớ chính nằm tăng tốc truy xuất của CPU tới bộ nhớ chính. • Mỗi vị trí của bộ nhớ đệm lưu trữ một khối dữ liệu của bộ nhớ chính. • Hầu hết ở các bộ xử lý, bộ nhớ đếm được đặt bên trong CPU và được gọi là L1. • Có hai loại bộ nhớ đệm bên trong CPU: o Bộ nhớ đệm dữ liệu (Data Cache, D – Cache): lưu dữ liệu và có thể đọc/ ghi bởi CPU. o Bộ nhớ đệm câu lệnh (Intrucstrion cache, I – Cache): Lưu các câu lệnh và CPU chỉ có thể đọc. • Cache L2 và L3: chung cho lệnh và dữ liệu • Mục đích: Tăng hiệu suất truy cập bộ nhớ chính Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  8. CACHE CẤP 2 VÀ 3 – L2, L3 • L2: dung lượng 128K, 256K. Nằm giữa CPU và RAM, thường có cấu tạo bằng RAM tĩnh, tốc độ truy xuất nhanh vì không cần thời gian làm tươi dữ liệu. • L3: là vùng nhớ DRAM dùng làm vùng đệm truy xuất cho đĩa cứng và các thiết bị ngoại vi. Tốc độ L3 chính là tốc độ truy xuất Tổ chức bộ nhớ đệm 3 cấp độ DRAM. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  9. MỘT SỐ THUẬT NGỮ CỦA BỘ NHỚ ĐỆM • Miss: Khi CPU truy cập bộ nhớ nhưng dữ liệu không nằm trong bộ nhớ đệm ➔ cache miss. • Hit: Khi CPU truy cập bộ nhớ và có dữ liệu nằm trong bộ nhớ ➔ cache hit. • Hit ratio: (số lượng hits / số lượng miss) + số lượng hits (tổng số lượng đã đọc). • Block: Bao gồm các vị trí của bộ nhớ chính. • Physical address (Địa chỉ vật lý): Được tạo bởi CPU để truy cập bộ nhớ chính. • Virtual address(Địa chỉ ảo): Được tạo bởi CPU để trụy cập bộ nhớ ảo và bộ nhớ thứ cấp. • Cache line/ Cache block: Lưu trữ các byte hoặc ký tự, kích thước của mỗi dòng bằng với kích thước của mỗi khối trong bộ nhớ chính. • Temporal locality: Lưu trữ các đường trích dẫn vị trí bộ nhớ để có thể sử dụng lại trong tương lai gần. • Spatial locality: Khi vị trí bộ nhớ được truy cập, các vị trí bộ nhớ lân cận cũng sẽ được truy cập sớm. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  10. BỘ NHỚ BÁN DẪN Kiểu bộ nhớ Phân loại Khả năng xóa Cơ chế ghi Tính bay hơi Ramdom Access Memory Bộ nhớ đọc Bằng điện Bằng điện Bay hơi (RAM) và ghi • Từng byte Read Only Memory Mặt nạ (ROM) Bộ nhớ Không xóa được Programmable ROM chỉ đọc (PROM) Erasable PROM Bằng tia cực tím Bộ nhớ Không bay hơi (EPROM) • Xóa cả chip hầu như Bằng điện Ellectrically Eraseable PROM chỉ đọc Bằng điện (EEPROM) • Xóa từng byte Flash memory Bộ nhớ đọc Bằng điện và ghi • Từng khối
  11. BỘ NHỚ BÁN DẪN – READ ONLY MEMORY • Chỉ có thể đọc. Thường được sử dụng khi khởi động máy tính và chứa hệ thống BIOS. • Không xóa hoặc sửa được nội dung khi sử dụng. • Ứng dụng: o Thư viện các chương trình con. o Phần mềm kiểm tra khi bật máy POST (Power On Self Test). o Phần mềm khởi động máy tính (OS loader). o Vi chương trình. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  12. BỘ NHỚ BÁN DẪN – READ ONLY MEMORY • Chỉ có thể đọc. Thường được sử dụng khi khởi động máy tính và chứa hệ thống BIOS. • Không xóa hoặc sửa được nội dung khi sử dụng. • Ứng dụng: o Thư viện các chương trình con. o Phần mềm kiểm tra khi bật máy POST (Power On Self Test). o Phần mềm khởi động máy tính (OS loader). o Vi chương trình. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  13. BỘ NHỚ BÁN DẪN – PHÂN LOẠI ROM • PROM – Programmable Read Only memory: o Khi sản xuất chưa có nội dung (ROM trắng). o Cần thiết bị chuyên dụng để ghi . o Cho phép ghi được một lần, gọi là OTP (One Time Programmable) hoặc WORM (Write-Once- Read-Many). • EPROM – Erasable PROM: o Có thể xóa bằng tia cực tím UV (Ultra Violet) o Cần thiết bị chuyên dụng để ghi o Ghi/ xoá được nhiều lần Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  14. BỘ NHỚ BÁN DẪN – PHÂN LOẠI ROM • EEPROM – Electrically Erasable PROM: o Có thể xóa một byte bất cứ lúc nào bằng mạch điện thay vì xóa toàn bộ chip bằng tia cực tím. o Có thể ghi theo từng byte o 2 chế độ điện áp: Điện áp cáo (ghi + xóa), điện áp thấp (chỉ đọc). • Flash Memory: gioonsg EEPROM nhưng: o Đọc ghi theo từng block o Dung lượng lớn Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  15. BỘ NHỚ BÁN DẪN – RANDOM ACCESS MEMORY Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên • Bộ nhớ đọc/ ghi. Lưu trữ dữ liệu mà người dùng đang sử dụng (dữ liệu tạm thời). • Ghi/ xóa trong quá trình sử dụng. • Khi khởi động, RAM rỗng. Tự mất dữ liệu khí cắt nguồn điện ➔ Chỉ lưu trữ thông tin tạm thời khi chạy chương trình, khi kết thúc cần lưu trữ dữ liệu ra bộ nhớ ngoài. • Có hai loại: o SRAM (Static RAM): RAM tĩnh o DRAM (Dynamic RAM): RAM động Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  16. BỘ NHỚ BÁN DẪN – RANDOM ACCESS MEMORY
  17. BỘ NHỚ BÁN DẪN – RANDOM ACCESS MEMORY o Fetch: truy xuất dữ liệu từ bộ nhớ o Store: ghi dữ liệu vào bộ nhớ o Memory access time • Thời gian cần thiết để truy xuất hoặc ghi dữ liệu vào bộ nhớ • RAM hiện đại thường yêu cầu 5-10 nanoseconds o Memory address register (MAR): chứa địa chỉ bộ nhớ o Memory data register (MDR): chứa dữ liệu Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  18. BỘ NHỚ BÁN DẪN – RANDOM ACCESS MEMORY Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  19. BỘ NHỚ BÁN DẪN – STATIC RANDOM ACCESS MEMORY SRAM - RAM tĩnh • Các bit được lưu trữ bằng các Flip-Flop. • Thông tin ổn định, không tự mất dữ liệu theo thời gian. • Cấu trúc phức tạp do sử dụng một số lượng lớn các bóng bán dẫn. • Dung lượng chip nhỏ. • Tốc độ truy cập nhanh. • Giá thành cao • Dùng làm bộ nhớ cache. Khoa Công Nghệ Thông Tin – Đại học Sài Gòn Kiến Trúc Máy Tính
  20. BỘ NHỚ BÁN DẪN – STATIC RANDOM ACCESS MEMORY Có n chân địa chỉ (An-1-A0): • truyền vào chip nhớ n bit địa chỉ đồng thời • trong chip nhớ có 2n từ nhớ Có m chân dữ liệu (Dm-1-D0): • cho phép truyền đồng thời m bit dữ liệu • độ dài từ nhớ là m bit Dung lượng của chip SRAM 2n × m bit Các chân tín hiệu điều khiển • CS (Chip Select): tín hiệu điều khiển chọn chip nhớ làm việc • OE (Output Enable): tín hiệu điều khiển đọc dữ liệu của một từ nhớ đã được xác định • WE (Write Enable): tín hiệu điều khiển ghi dữ liệu vào một từ nhớ đã được xác định
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2