东北大学自动化复习课件第4章 存储器和高速缓存技术.ppt

33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 2. SRAM的使用举例 图 16Kb×8静态RAM模块 上图中4个4Kb×8的芯片构成16KB的SRAM子系统，这个子系统分为两部分： 4Kb×8的存储模块 总线驱动器和外围电路 两点说明： 关于片选信号CE#和数据线 关于写信号WE# 3. DRAM和DRAM控制器的使用举例 动态RAM控制器8203和2164的连接关系 4.1.7 存储器的数据宽度扩充和字节数扩充 （1）存储器容量的扩充体现在两方面： 数据宽度的扩充 字节数的扩充 （2）数据宽度扩充和字节数扩充的方法 扩充存储器的数据宽度 扩充存储器的字节容量 4.2 微型机系统中存储器的体系结构  4.2.1 层次化的存储器体系结构 1. 层次化总体结构 层次化的概念 层次化的优点 层次化的实现 存储器的层次化总体结构  2. 内存的分区结构 内存分为： 基本内存区(conventional memory) 高端内存区(upper memory) 扩充内存区(expanded memory) 扩展内存区(extended memory) PC机的内存组织 基本内存区的组织 高端内存区的组织 用高端内存区64KB映射扩充内存的1个页组 4.2.2 16位和32位微机系统的内存组织 1. 16位微机系统的内存组织 8086用20位地址总线寻址1MB存储空间，由两个存储体组成： 奇地址存储体 偶地址存储体 16位CPU对存储器的访问分为： 按字节访问 按字访问 16位微机系统的内存组织 2 . 32位微机系统的内存组织 4.3 高档微机系统中的高速缓存技术 4.3.1 Cache概述  Cache系统包含三个部分： Cache模块 主存 Cache控制器 Cache系统的框图 区域性定律 时间区域性 空间区域性 4.3.2 Cache的组织方式 （1）按照主存和Cache之间的映像关系，Cache有三种组织方式。即： 全相联方式 直接映像方式 组相联方式 （2）三种组织方式的优缺点 Cache的三种组织方式 全相联Cache的例子 直接映像Cache的例子 组相联Cache的例子 4.3.3 Cache的数据更新方法 两类一致性问题：1.数据丢失问题 解决方法： ① 通写式(write through) ② 缓冲通写式(buffered write through) ③ 回写式(write back) 2.数据过时问题 解决方法： ① 总线监视法 ② 硬件监视法 ③ 划出不可高速缓存存储区法 ④ Cache清除法 4.3.4 Cache控制器82385 Cache控制器82385的管理体现于以下几方面： Cache和主存的映像关系处理 未命中Cache时的处理 Cache的数据更新 1. 82385控制的直接映像方式Cache系统 82385工作于直接映像方式时Cache目录、Cache及主存之间的关系 : 直接映像方式下82385从Cache中选1个区块 2. 82385控制的双路组相联方式Cache子系统 82385工作于双路组相联方式时Cache目录、Cache及主存之间的关系图 : 双路组相联方式下，82385从Cache中选１个区块 第4章 存储器和高速缓存技术 本章重点 : 存储器在微型机系统中的连接、宽度扩充和字节扩充 微型机中存储器的层次化结构 32位微型机系统中的内存组织 Cache的全相联、直接映象和组相联三种组织方式 Cache的数据更新方法 Cache控制器的功能 教学建议： 以存储器和Cache在系统中的应用为重点，本章用6学时。其中 存储器和存储器件 2学时 存储器的连接和扩充、层次化结构、存储体结构 1学时 Cache的组织方式、数据更新、Cache控制器 2学时 4.1 存储器和存储器件 4.1.1 存储器的分类  存储器根据用途和特点可以分为两大类： 1.内部存储器，简称为内存或主存 快速存取 容量受限制