Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 5 - Phan Trung Kiên

Chia sẻ: Đức Tùng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:97

Thêm vào BST

Báo xấu

109
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 5 do Phan Trung Kiên biên soạn nhằm giúp các bạn nắm bắt được những kiến thức về hệ thống nhớ của máy tính với những nội dung cơ bản như tổng quan về hệ thống nhớ, bộ nhớ bán dẫn, bộ nhớ chính, bộ nhớ Cache, bộ nhớ ngoài.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 5 - Phan Trung Kiên

Kiến trúc máy tính Chương 5 HỆ THỐNG NHỚ MÁY TÍNH Phan Trung Kiên 1
Nội dung chương 5  Tổng quan về hệ thống nhớ  Bộ nhớ bán dẫn  Bộ nhớ chính  Bộ nhớ cache  Bộ nhớ ngoài. Phan Trung Kiên 2
Các đặc trưng của hệ thống nhớ  Vị trí (location) • Bên trong Bộ xử lý: Các thanh ghi • Bộ nhớ trong: Bộ nhớ chính Bộ nhớ cache • Bộ nhớ ngoài: Đĩa từ, băng từ Đĩa quang  Dung lượng (capacity) • Độ dài ngăn nhớ (đơn vị là bit) • Số lượng ngăn nhớ Phan Trung Kiên 3
Các đặc trưng của hệ thống nhớ  Đơn vị truyền (unit of transfer) • Truyền theo từ nhớ • Truyền theo khối nhớ  Phương pháp truy nhập (access method) • Truy nhập tuần tự (băng từ) • Truy nhập trực tiếp (đĩa từ, đĩa quang) • Truy nhập ngẫu nhiên (bộ nhớ trong) • Truy nhập liên kết (bộ nhớ cache) Phan Trung Kiên 4
Các đặc trưng của hệ thống nhớ  Kiểu vật lý của bộ nhớ (physical type) • Bộ nhớ bán dẫn • Bộ nhớ từ: băng từ và đĩa từ • Bộ nhớ quang: đĩa quang  Các đặc trưng vật lý (physical characteristics) • Bộ nhớ khả biến / không khả biến • Bộ nhớ xóa được / không xóa được Phan Trung Kiên 5
Phân cấp hệ thống nhớ Bộ xử lý Tập Bộ Bộ Cache Cache thanh nhớ nhớ L1 L2 ghi chính ngoài Từ trái sang phải: • Dung lượng tăng dần • Tốc độ trao đổi dữ liệu giảm dần • Giá thành /1 bit giảm dần • Tần suất BXL truy nhập giảm dần • Mức trái chứa một phần dữ liệu của mức phải Phan Trung Kiên 6
Bộ nhớ bán dẫn  Phân loại  Tổ chức chip nhớ bán dẫn  Thiết kế các modul nhớ bán dẫn Phan Trung Kiên 7
Bộ nhớ bán dẫn Tiêu Khả năng Cơ chế Tính Kiểu bộ nhớ chuẩn xóa ghi thay đổi Read Only Memory (ROM) Bộ nhớ Không Mặt nạ chỉ đọc xóa được Programmable ROM (PROM) Erasable PROM Bằng tia cực tím, cả chip Không (EPROM) Bộ nhớ khả biến hầu như Bằng điện, Electrically Erasable PROM (EEPROM) chỉ đọc mức từng byte Bằng điện Flash memory Bằng điện, Bộ nhớ từng khối Random Access đọc - ghi Bằng điện, Khả biến Memory (RAM) từng byte Phan Trung Kiên 8
ROM (Read Only Memory)  Là loại bộ nhớ không khả biến  Lưu trữ các thông tin: • Thư viện các chương trình con • Các chương trình hệ thống (BIOS) • Các bảng chức năng • Vi chương trình Phan Trung Kiên 9
Các kiểu ROM  ROM mặt nạ (ROM cố định): • Thông tin được ghi ngay khi sản xuất • Rất đắt  PROM (Programmble ROM): • Khi sản xuất chưa ghi dữ liệu • Cần thiết bị chuyên dùng để ghi bằng chương trình, chỉ ghi được một lần  EPROM (Erasable PROM): • Khi sản xuất chưa ghi dữ liệu • Cần thiết bị chuyên dụng để ghi bằng chương trình, ghi được nhiều lần • Trước khi ghi lại, phải xóa bằng tia cực tím Phan Trung Kiên 10
Các kiểu ROM  EEPROM (Electrically Erasable PROM): • Có thể ghi theo từng byte • Xóa bằng điện • Ghi lâu hơn đọc  Flash memory (bộ nhớ cực nhanh) • Ghi theo khối • Xóa bằng điện Phan Trung Kiên 11
RAM (Random Access Memory)  Bộ nhớ đọc / ghi  Khả biến  Lưu trữ thông tin tạm thời  Có hai loại RAM: • SRAM (Static RAM) • DRAM (Dynamic RAM) Phan Trung Kiên 12
Các kiểu RAM  DRAM • Các bit được lưu trữ trên tụ điện ? cần phải có mạch làm tươi • Cấu trúc đơn giản • Dung lượng lớn • Tốc độ chậm hơn SRAM • Rẻ hơn SRAM • Dùng làm bộ nhớ chính Phan Trung Kiên 13
Các kiểu RAM  SRAM • Các bit được lưu trữ bằng các Flip-Flop • Không cần mạch làm tươi • Cấu trúc phức tạp hơn DRAM • Dung lượng nhỏ • Tốc độ nhanh hơn DRAM • Đắt hơn DRAM • Dùng làm bộ nhớ cache Phan Trung Kiên 14
Ví dụ về DRAM Phan Trung Kiên 15
Tổ chức ô nhớ §iÒu khiÓn §iÒu khiÓn Chän D÷ liÖu vµo Chän D÷ liÖu ra ¤ nhí ¤ nhí a) Ghi b) §äc  Ô nhớ là phần tử nhớ được 1 bit thông tin  Các tín hiệu: • Tín hiệu chọn được gửi đến để chọn ô nhớ • Tín hiệu điều khiển chỉ thị việc ghi hay đọc • Tín hiệu thứ ba là đường dữ liệu Phan Trung Kiên 16
Tổ chức của chip nhớ A0 D0 A1 D1 . . . . Chip nhớ . . . An - 1 . CS Dm - 1 RD WR Phan Trung Kiên 17
Các tín hiệu của chip nhớ  Các đường địa chỉ: A0  An - 1  có 2n ngăn nhớ.  Các đường dữ liệu: D0  Dm - 1  độ dài ngăn nhớ là m bit.  Dung lượng chip nhớ: 2n x m bit  Các đường điều khiển: • Tín hiệu chọn chip: CS (Chip Select) • Tín hiệu điều khiển đọc: RD / OE • Tín hiệu điều khiển ghi: WR / WE Phan Trung Kiên 18
Tổ chức của DRAM  Dùng n đường địa chỉ dồn kênh  cho phép truyền 2n bit địa chỉ  Tín hiệu chọn địa chỉ hàng RAS (Row Address Select)  Tín hiệu chọn địa chỉ cột CAS (Column Address Select)  Dung lượng của DRAM: 22n x m bit Phan Trung Kiên 19
Ví dụ: chip 16Mb DRAM (4M x 4 bit) Phan Trung Kiên 20