Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007
Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 1
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 1
NKK-HUT
Kiến trúc máy tính
Chương 5
BỘNHỚMÁY TÍNH
Nguyễn Kim Khánh
Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 2
NKK-HUT
Nội dung giáo trình
Chương 1. Giới thiệu chung
Chương 2. Hệthống máy tính
Chương 3. Sốhọc máy tính
Chương 4. Bộxửlý trung tâm
Chương 5. Bộnhớmáy tính
Chương 6. Hệthống vào-ra
Chương 7. Kiến trúc máy tính tiên tiến
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 3
NKK-HUT
5.1. Tổng quan vềhệthống nhớ
5.2. Bộnhớbán dẫn
5.3. Bộnhớchính
5.4. Bộnhớcache
5.5. Bộnhớngoài
5.6. Bộnhớảo
5.7. Hệthống nhớtrên máy tính cá nhân
Nội dung của chương 5
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 4
NKK-HUT
5.1. Tổng quan vềhệthống nhớ
Vịtrí
Bên trong CPU:
tập thanh ghi
Bộnhớtrong:
bộnhớchính
bộnhớcache
Bộnhớngoài: các thiết bịnhớ
Dung lượng
Độ dài từnhớ(tính bằng bit)
Số lượng từnhớ
1. Các đặc trưng của hệthống nhớ
Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007
Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 2
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 5
NKK-HUT
Các đặc trưng của hệthống nhớ(tiếp)
Đơn vịtruyền
Từnhớ
Khối nhớ
Phương pháp truy nhập
Truy nhập tuần tự (băng từ)
Truy nhập trực tiếp (các loại đĩa)
Truy nhập ngẫu nhiên (bộnhớbán dẫn)
Truy nhập liên kết (cache)
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 6
NKK-HUT
Các đặc trưng của hệthống nhớ(tiếp)
Hiệu năng (performance)
Thời gian truy nhập
Chu kỳnhớ
Tốc độ truyền
Kiểu vật lý
Bộnhớbán dẫn
Bộnhớtừ
Bộnhớquang
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 7
NKK-HUT
Các đặc trưng của hệthống nhớ(tiếp)
Các đặc tính vật lý
Khảbiến / Không khảbiến
(volatile / nonvolatile)
Xoá được / không xoá được
Tổchức
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 8
NKK-HUT
2. Phân cấp hệthống nhớ
Từtrái sang phải:
dung lượng tăng dần
tốc độ giảm dần
giá thành/1bit giảm dần
Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007
Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 3
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 9
NKK-HUT
3. Phát hiện và hiệu chỉnh lỗi trong bộnhớ
Nguyên tắc chung: cần tạo ra và lưu trữ thêm
thông tin dư thừa.
Từdữliệu cần ghi vào bộnhớ: m bit
Cần tạo ra và lưu trữtừmã: k bit
ÆLưu trữ(m+k) bit
Khi đọc ra có các khả năng sau:
Không phát hiện thấy dữliệu lỗi
Phát hiện thấy dữliệu lỗi và có thểhiệu chỉnh dữ
liệu thành đúng
Phát hiện thấy lỗi nhưng không có khả năng hiệu
chỉnh Æcần phát ra tín hiệu báo lỗi.
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 10
NKK-HUT
Sơ đồ phát hiện và hiệu chỉnh lỗi
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 11
NKK-HUT
Ví dụmã sửa lỗi Hamming (m=4, k=3)
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 12
NKK-HUT
5.2. Bộnhớbán dẫn
Khảbiến
Bằng điện
bằng điện,
mức từng byte
Bộnhớ
đọc-ghi
Random Access
Memory (RAM)
bằng điện,
từng khối
Flash memory
bằng điện,
mức từng byte
Electrically Erasable
PROM (EEPROM)
bằng tia cực tím,
cảchip
Bộnhớ
hầu như
chỉ đọc
Erasable PROM
(EPROM)
Bằng điện
Programmable ROM
(PROM)
Không
khảbiến
Mặt nạ
Không xoá
được
Bộnhớ
chỉ đọc
Read Only Memory
(ROM)
Tính
khảbiến
Cơ chếghiKhả năng xoáTiêu
chuẩn
Kiểu bộnhớ
1. Phân loại
Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007
Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 4
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 13
NKK-HUT
ROM (Read Only Memory)
Bộnhớkhông khảbiến
Lưu trữcác thông tin sau:
Thư viện các chương trình con
Các chương trình điều khiển hệthống (BIOS)
Các bảng chức năng
Vi chương trình
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 14
NKK-HUT
Các kiểu ROM
ROM mặt nạ:
thông tin được ghi khi sản xuất
rất đắt
PROM (Programmable ROM)
Cần thiết bịchuyên dụng để ghi bằng chương
trình Æchỉ ghi được một lần
EPROM (Erasable PROM)
Cần thiết bịchuyên dụng để ghi bằng chương
trình Æghi được nhiều lần
Trước khi ghi lại, xóa bằng tia cực tím
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 15
NKK-HUT
Các kiểu ROM (tiếp)
EEPROM (Electrically Erasable PROM)
Có thểghi theo từng byte
Xóa bằng điện
Flash memory (Bộnhớcực nhanh)
Ghi theo khối
Xóa bằng điện
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 16
NKK-HUT
RAM (Random Access Memory)
Bộnhớ đọc-ghi (Read/Write Memory)
Khảbiến
Lưu trữthông tin tạm thời
Có hai loại: SRAM và DRAM
(Static and Dynamic)
Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007
Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 5
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 17
NKK-HUT
SRAM (Static) – RAM tĩnh
Các bit được lưu trữbằng các Flip-Flop
Æthông tin ổn định
Cấu trúc phức tạp
Dung lượng chip nhỏ
Tốc độ nhanh
Đắt tiền
Dùng làm bộnhớcache
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 18
NKK-HUT
DRAM (Dynamic) – RAM động
Các bit được lưu trữtrên tụ điện
Æcần phải có mạch làm tươi
Cấu trúc đơn giản
Dung lượng lớn
Tốc độ chậm hơn
Rẻtiền hơn
Dùng làm bộnhớchính
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 19
NKK-HUT
Các DRAM tiên tiến
Enhanced DRAM
Cache DRAM
Synchronous DRAM (SDRAM): làm việc
được đồng bộbởi xung clock
DDR-SDRAM (Double Data Rate SDRAM)
Rambus DRAM (RDRAM)
18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 20
NKK-HUT
2. Tổchức của chip nhớ
Sơ đồ cơ bản của chip nhớ