硬基第5章-存储.ppt

* Cache的工作原理 CPU Cache 主 存 DB * Cache的命中率 Cache与内存的空间比一般为：1?128 CPU读取指令或数据时首先在Cache中找，若找到则“命中”，否则为“不命中”。 命中率影响系统的平均存取速度 系统的平均存取速度= Cache存取速度×命中率+RAM存取速度×不命中率 * Cache的读写操作 读操作 写操作 贯穿读出式 旁路读出式 写穿式 回写式 * 贯穿读出式 CPU对主存的所有数据请求都首先送到Cache，在Cache中查找。若命中，则切断CPU对主存的请求，并将数据送出；如果不命中，则将数据请求传给主存。 CPU Cache 主 存 * 旁路读出式 CPU向Cache和主存同时发出数据请求。如果命中，则Cache将数据回送给CPU，并同时中断CPU对主存的请求；若不命中，则Cache不做任何动作，由CPU直接访问主存。 CPU Cache 主 存 * 写穿式 从CPU发出的写信号送Cache的同时也写入主存。 CPU Cache 主 存 * 回写式（写更新） 数据一般只写到Cache，当Cache中的数据被再次更新时，将原更新的数据写入主存相应单元，并接受新的数据。 CPU Cache 主 存 更新 写入 * Cache的分级体系结构 一级Cache：容量一般为8KB---64KB 二级Cache：容量一般为128KB---2MB 指令Cache和数据Cache * IBM PC/XT的存储器空间分配 00000H 9FFFFH BFFFFH FFFFFH RAM区 640KB 保留区 128KB ROM区 256KB 5.6 虚拟存储器管理机制 1、段页式管理思想 2、虚拟地址向物理地址的转换 1、段页式管理思想 虚拟地址空间是二维的，而线性地址空间和物理地址空间都是一维的。 分段是虚拟存储器管理机制的基础。 每个段均由三个参数定义： ①段基地址--线性空间中段的开始地址 ②段的界限--段内可以使用的最大偏移量 ③段属性--如可读出或写入段的特权级筹 以上三个参数均存储在段的描述符中。 分页是存储器管理机制的第二部分，它把线性地址空间中的任何一页映射到物理空间的一页。 80486的虚拟地址向物理地址的转换 页部件中的TLB结构及原理示意图 0 11 12 31 0 1 30 31 比较 线性地址 线性地址位31?12 页物理地址位31?12 TLB 标记 页表数据 七. AT技术标准的内存配置及结构 （DOS环境下的内存结构） DOS环境下的内存管理机制： 主存和内存保留区（统称为系统存储器）由DOS管理； UMBs、HMA和EMB要在DOS5.0以上OS支持下，通过EMM软件的专门驱动程序向XMS”要”来。 XMS标准定义了三个特定区域： UMBs——上位存储块，内存保留区中空闲部分 HMA——高位存储区，1024－1088KB区间 EMB——扩展存储区，1088KB以上地址空间 （只能在保护方式下用） 实地址方式 可用 例题 现有RAM芯片的容量为4K×4位，该芯片有数据线、地址线、片选信号线CS和读写控制线WR；存储器系统的地址空间如图所示。 （1）该RAM有几根地址线？几根数据线？ （2）这种RAM芯片搭成图中所示的地址空间，需几块这样的芯片？共分几个芯片组？ （3）设系统地址线为20根，数据线为8根，请将这些芯片按图所示的地址空间进行RAM扩展，画出其扩展连线图。 （4）请用三－八线译码器74LS138按图中所示的地址空间对这些芯片译码。 RAM1# 空 RAM2 # 空 0000H 2000H 6000H 7000H 本章重点内容 网络中有很多关于存储器知识的课件 /p-99457362847.html * * 作业一： 1、简述当代高档微机存储器系统结构？其功能和特点有哪些？ 2、简述半导体存储器芯片的分类？其特点和主要应用？ 3、PC机内存有哪些编址特点？单体和多体存储器的区别和作用有哪些？ 4、看内存扩展图，给出每个芯片的地址范围。 5、简述Cache的基本工作原理？与内存的映像方式有哪几种？ 6、比较实地址方式、保护虚地址方式以及虚拟8086方式有什么异同？ 7、 Pentium系列与80386的内存管理机制有何不同？ 作业二：设计题1 在8位数据总线和16位地址总线的微机系统中，采用8K*8位存储器芯片，分别画出（全址译码和线译码）24K字节存储器系统结构？在下表中填写每个芯片的地址空间。 * 容量分配 芯片型号 地址范围 容量分配 芯片型号