计算机组成原理第四章学案.ppt

三、替换算法 1. 先进先出 （ FIFO ）算法 2. 近期最少使用法（ LRU）算法 小结 某一 主存块 只能固定 映射到 某一 缓存块 直接 全相联 组相联 某一 主存块 能 映射到 任一 缓存块 某一 主存块 能 映射到 某一 缓存 组 中的 任一块 不灵活 成本高 4.3 4.4 辅助存储器 一、概述 1. 特点 不直接与 CPU 交换信息 2. 磁表面存储器的技术指标 道密度 Dt 位密度 Db C = n × k × s 寻道时间 + 等待时间 (1) 记录密度 (2) 存储容量 (3) 平均寻址时间 (4) 数据传输率 (5) 误码率 辅存的速度 寻址时间 磁头读写时间 Dr = D × V 出错信息位数与读出信息的总位数之比 二、磁记录原理和记录方式 1. 磁记录原理 写 4.4 局部磁化单元 载磁体 写线圈 S N I 局部磁化单元 写线圈 S N 铁芯 磁通 磁层 写入“0” 写入“1” I 磁记录原理 N 读线圈 S 读线圈 S N 铁芯 磁通 磁层 运动方向 运动方向 s s t t f f e e 读出 “0” 读出 “1” 4.4 读 2. 磁表面存储器的记录方式 0 1 1 1 0 0 0 1 0 数据序列 RZ NRZ NRZ1 PM FM MFM T 位周期 4.4 例 NRZ1 的读出代码波形 0 1 1 0 0 1 0 数据序列 驱动电流 磁通变化 感应电势 同步脉冲 读出代码 4.4 三、硬磁盘存储器 1. 硬磁盘存储器的类型 (1) 固定磁头和移动磁头 (2) 可换盘和固定盘 2. 硬磁盘存储器结构 磁 盘 控 制 器 磁 盘 驱 动 器 盘 片 主 机 4.4 磁盘 磁 盘 组 主轴 磁头 音圈 电机 位置检测 定位驱动 模拟控制 放 大 闭环自动控制系统 由磁盘控制 器送来的目 标磁道信号 测 速 输 出 读写臂 传动机构 主轴 定位驱动 数据控制 (1) 磁盘驱动器 4.4 (2) 磁盘控制器 接受主机发来的命令，转换成磁盘驱动器的控制命令 实现主机和驱动器之间的数据格式转换 控制磁盘驱动器读写 通过总线 (3) 盘片 对主机 对硬盘（设备） 磁盘控制器 是 主机与磁盘驱动器之间的 接口 由硬质铝合金材料制成 4.4 四、软磁盘存储器 1. 概述 速度 磁头 盘片 价格 环境 硬盘 软盘 高 低 固定、活动 活动 固定盘、盘组 大部分不可换 可换盘片 苛刻 浮动 接触盘片 高 低 4.4 2. 软盘片 由聚酯薄膜制成 保护套 主轴孔 实际的软盘片 写保护口 读/写磁头访问槽 衬里/清洁材料 4.4 五、光盘 1. 概述 采用光存储技术 采用非磁性介质 采用磁性介质 第一代光存储技术 第二代光存储技术 不可擦写 可擦写 2. 光盘的存储原理 只读型和只写一次型 可擦写光盘 热作用（物理或化学变化） 热磁效应 4.4 利用激光写入和读出 五、存储器与 CPU 的连接 1. 存储器容量的扩展 (1) 位扩展 （增加存储字长） 用 2片 1K × 4位 存储芯片组成 1K × 8位 的存储器 10根地址线 8根数据线 D D ?? ?? D 0 4 7 9 A A 0 ??? 2114 2114 CS WE 4.2 (2) 字扩展（增加存储字的数量） 用 2片 1K × 8位 存储芯片组成 2K × 8位 的存储器 11根地址线 8根数据线 1K × 8位 1K × 8位 D7 D0 ??? ??? ???? ??? ???? WE A1 A0 ??? A9 4.2 CS0 A10 1 CS1 (3) 字、位扩展 用 8片 1K × 4位 存储芯片组成 4K × 8位 的存储器 8根数据线 12根地址线 WE A8 A9 A0 ... D7 D0 …… A11 A10 CS0 CS1 CS2 CS3 片选 译码 .. .. .. .. .. .. .. .. 4.2 1K×4 1K×4 1K×4 1K×4 1K×4 1K×4 1K×4 1K×4 2. 存储器与 CPU 的连接 (1) 地址线的连接 (2) 数据线的连接 (3) 读/写线的连接 (4) 片选线的连接 (5) 合理选用芯片 (6) 其他 时序、负载 4.2 例4.1 解: (1) 写出对应的二进制地址码 (2) 确定芯片的数量及类型 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 A15A14A13 A11 A10 … A7 … A4 A3 … A0 … 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1