Kiến Trúc Bộ Nhớ Máy Tính Kiến Trúc Máy Tính, Kiến Trúc Máy Tính

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.23 MB, 75 trang )

Đang xem: Bộ nhớ máy tính kiến trúc máy tính

KIẾN TRÚC MÁY TÍNHKIẾN TRÚC MÁY TÍNHChương 5BỘ NHỚ MÁY TÍNH2/75Nội dung chương 5Nội dung chương 55.1. Tổng quan về hệ thống nhớ 5.2. Bộ nhớ bán dẫn 5.3. Bộ nhớ chính 5.4. Bộ nhớ cache 5.5. Bộ nhớ ngoài 5.6. Bộ nhớ ảo 5.7. Hệ thống nhớ trên máy tính cá nhân3/751. Các đặc trưng của hệ thống nhớ 2. Phân cấp hệ thống nhớ của máy tính5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ 5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ 4/75▪ Vị trí:  Bên trong CPU: tập thanh ghi  Bộ nhớ trong: bộ nhớchính và cache  Bộ nhớ ngoài: các thiết bị nhớ ▪ Dung lượng:  Độ dài từ nhớ(tính bằng bit)  Số lượng từ nhớ ▪ Đơn vị truyền:  Theo từng từ nhớ  Theo từng khối (block) nhớ ▪ Phương pháp truy cập:
 Truy cập tuần tự (băng từ)  Truy cập trực tiếp (các loại đĩa)  Truy cập ngẫu nhiên (bộ nhớbán dẫn)  Truy cập liên kết (cache)5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ Các đặc trưng của hệ thống nhớCác đặc trưng của hệ thống nhớ5/75▪ Hiệu năng:  Thời gian truy cập  Chu kỳ nhớ  Tốc độ truyền ▪ Kiểu vật lý:  Bộ nhớ bán dẫn  Bộ nhớ từ  Bộ nhớ quang ▪ Các đặc tính vật lý:  Khả biến (mất điện thì mất thông tin) / Không khả biến  Xóa được / Không xóa được ▪ Tổ chức5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ Các đặc trưng của hệ thống nhớCác đặc trưng của hệ thống nhớ6/755.1 Tổng quan về hệ thống nhớ
5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ Phân cấp hệ thống nhớ của MTPhân cấp hệ thống nhớ của MT7/75▪ Tập thanh ghi (Registers):  Là thành phần nhớ nằm trong CPU, được coi là mức nhớ đầu tiên  Chứa các thông tin phục vụ cho hoạt động ở thời điểm hiện tại của CPU ▪ Bộ nhớ đệm nhanh (Cache):  Bộ nhớ có tốc độ nhanh được đặt giữa CPU và bộ nhớ chính nhằm tăng tốc độ truy cập bộ nhớ của CPU.  Thường được chia thành một vài mức (L1, L2) ▪ Bộ nhớ chính (Main Memory):  Chứa các chương trình và dữ liệu đang được sử dụng. ▪ Bộ nhớ ngoài (External Memory):  Chứa các tài nguyên phần mềm của máy tính. 5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ5.1 Tổng quan về hệ thống nhớ Hệ thống nhớ của máy tínhHệ thống nhớ của máy tính8/751. Phân loại 2. Mô hình cơ bản của chip nhớ 3. Thiết kế module nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn9/75
▪ Gồm 2 loại chính: ROM và RAM ▪ ROM (Read Only Memory): bộ nhớ chỉ đọc ▪ Đặc điểm:  Bộ nhớ chủ yếu dùng để đọc thông tin  Bộ nhớ không khả biến  Chứa các chương trình và dữ liệu cố định với hệ thống 5.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫnPhân loạiPhân loại10/75▪ Các loại bộ nhớ ROM:  Maskable ROM (ROM mặt nạ): thông tin được ghi khi chế tạo  PROM (Programmable ROM): ▪ Khi chế tạo chưa có thông tin ▪ Cho phép ghi thông tin được 1 lần bằng thiết bị chuyên dụng  EPROM (Erasable PROM): ▪ Cho phép xóa bằng tia cực tím ▪ Ghi lại bằng thiết bị nạp EPROM  EEPROM (Electrically Erasable PROM): ▪ Có thể xóa bằng tín hiệu điện và ghi lại thông tin ngay trong mạch làm việc (không cần thiết bị ghi riêng) ▪ Có thể xóa và ghi lại ở mức từng Byte ▪ Dung lượng nhỏ  Flash Memory: giống EEPROM nhưng: ▪ Đọc/ghi theo từng block ▪ Tốc độ rất nhanh, dung lượng lớn 5.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn
ROMROM11/75▪ RAM (Random Access Memory): bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên ▪ Đặc điểm:  Là bộ nhớ đọc/ghi (Read/Write Memory – RWM)  Bộ nhớ khả biến  Chứa các thông tin tạm thời 5.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn RAM (Random Access Memory)RAM (Random Access Memory)12/75▪ Các loại bộ nhớ RAM:  SRAM (Static): RAM tĩnh ▪ Mỗi phần tử nhớ là một mạch lật 2 trạng thái ổn định → thông tin trên SRAM ổn định ▪ Tốc độ nhanh ▪ Dung lượng chip nhớ nhỏ ▪ Giá thành đắt ▪ Thường dùng làm bộ nhớ Cache  DRAM (Dynamic): RAM động ▪ Mỗi phần tử nhớ là một tụ điện rất nhỏ → cứ sau một khoảng thời gian thì điện tích trên tụ điện sẽ bị mất, cho nên thông tin trên DRAM không ổn định → khắc phục bằng mạch làm tươi (refresh) DRAM ▪ Tốc độ chậm (do mất thời gian làm tươi DRAM) ▪ Dung lượng chip nhớ lớn, giá thành rẻ ▪ Thường dùng làm bộ nhớ chính

Xem thêm: Bán Và Cho Thuê Căn Hộ Felisa Quận 8, Bot Protection

5.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn RAM (Random Access Memory)RAM (Random Access Memory)13/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Mô hình cơ bản của chip nhớMô hình cơ bản của chip nhớ14/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Mô hình cơ bản của chip nhớMô hình cơ bản của chip nhớ15/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Hoạt động của chip nhớHoạt động của chip nhớ16/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn
Hoạt động của chip nhớHoạt động của chip nhớ17/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Thiết kế module nhớ bán dẫnThiết kế module nhớ bán dẫn▪ Nguyên tắc chung:  Mỗi một chip nhớ có một dung lượng xác định (2n x m bit).  Ta có thể nối ghép các chip nhớ với nhau để tạo ra một module nhớ có dung lượng lớn hơn. ▪ Có 2 bài toán thiết kế tăng dung lượng:  Thiết kế tăng độ dài từ nhớ  Thiết kế tăng số lượng từ nhớ18/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Thiết kế tăng độ dài từ nhớThiết kế tăng độ dài từ nhớ▪ Đề bài: Cho các chip nhớ SRAM có dung lượng 4K x 4 bit. Thiết kế module nhớ có dung lượng 4K x 8 bit ▪ Bài giải: Chip nhớ: 4K x 4 bit = 2
12 x 4 bit Mô hình của 1 chip nhớ: Cần sử dụng 2 chip nhớ 19/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Thiết kế tăng độ dài từ nhớThiết kế tăng độ dài từ nhớ20/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Thiết kế tăng số lượng từ nhớThiết kế tăng số lượng từ nhớ▪ Đề bài: Cho các chip nhớ SRAM có dung lượng 4K x 8 bit. Thiết kế module nhớ có dung lượng 8K x 8 bit ▪ Bài giải: Chip nhớ: 4K x 8 bit = 212 x 8 bit Mô hình của 1 chip nhớ: Cần sử dụng 2 chip nhớ và 1 bộ giải mã 1 → 221/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn
Thiết kế tăng số lượng từ nhớThiết kế tăng số lượng từ nhớ22/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Thiết kế tăng số lượng từ nhớThiết kế tăng số lượng từ nhớ23/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Bài tậpBài tập▪ Bài 1: Cho các chip nhớ SRAM có dung lượng 4K x 8 bit Thiết kế module nhớ có dung lượng 16K x 8 bit ▪ Bài 2: Chỉ dùng các chip nhớ SRAM có dung lượng 16K x 8 bit và các bộ giải mã 2→ 4, hãy thiết kế module nhớ có dung lượng 256KB. ▪ Bài 3: Cho các chip nhớ SRAM có dung lượng 8K x 8 bit Thiết kế module nhớ có dung lượng 16K x 16 bit 24/755.2 Bộ nhớ bán dẫn

Xem thêm: Cho Thuê Căn Hộ 4 Phòng Ngủ Times City, Cho Thuê Căn Hộ Park Hill Times City 4 Phòng Ngủ

5.2 Bộ nhớ bán dẫn Bài tậpBài tập▪ Bài 4: Tăng số lượng từ gấp 8 lần•Cho chip nhớ SRAM 4K x 8 bit•Thiết kế mô-đun nhớ 32K x 8 bit▪ Bài 5: Thiết kế kết hợp:•Cho chip nhớ SRAM 4K x 4 bit•Thiết kế mô-đun nhớ 8K x 8 bit25/755.2 Bộ nhớ bán dẫn5.2 Bộ nhớ bán dẫn Bộ giải mã 2 Bộ giải mã 2 →→ 4 4