計組 儲存以及字 位擴充套件

2021-09-29 14:44:30 字數 2803 閱讀 7429

儲存器的分類

儲存器的功能:

儲存器是計算機系統中的記憶裝置,用來存放程式(指令)和資料(二進位制**形式存放)。

儲存器中最小單位就是儲存元,可以儲存乙個二進位制**(0或1),即1個 bit

(1)構成儲存器的儲存介質:目前主要採用半導體器件和磁性材料

(2)按儲存方式分:

隨機儲存器(任何儲存單元的內容都能被隨機訪問,且訪問時間和儲存單元的物理位置無關)

順序儲存器(只能按某種順序來訪問,訪問時間和儲存單元的物理位置有關,如磁碟、磁帶)

(3)按資訊的可儲存性分:

非永久記憶儲存器(斷電後資訊即消失的儲存器,如主存)

永久記憶性儲存器(斷電後仍能儲存資訊的儲存器,如磁碟)

(4)按儲存器的讀寫功能:

唯讀儲存器(rom):儲存器的內容是滾定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體儲存器

隨機讀寫儲存器(ram):技能讀出又能寫入的半導體儲存器

(5)按在計算機系統中的作用分(課程設計的方式):

儲存器(主存)、輔助儲存器(磁碟)、高速緩衝儲存器、控制儲存器

儲存器的容量:

儲存單元 * 儲存元 ;例如:位址從000000 ~  111111 可得到有2^6個儲存單元,假定每個儲存單元儲存8位(即8個儲存元),

則儲存器的容量 = 2^6 * 8  (單位為bit)

位址線、資料線數量的確定

儲存容量為 2^r * m位(儲存單元數量為2^r,每個儲存單元有m個bit位)

則需要:位址線 r 根,資料線 m 根

2^5 * 2^20 *16=2^25 * 16 即需要位址線25根,資料線16根;(1m=2^10k ,1k=2^10b)

sram:靜態隨機儲存器(static random access memory)

sram特點:容量小、功耗高、速度快(常用做快取cache)

儲存元:儲存元是組成儲存器的基礎和核心;用來儲存一位二進位制資訊0或1

dram:動態隨機儲存器(dynamic random access memory)

dram只能將資料保持很短時間,為了保持資料,dram使用電容儲存,所以必須隔一段時間重新整理一次,如果儲存單元沒有被重新整理,儲存的資訊就會丟失(關機就會丟失),常用作系統記憶體(只有dram需要重新整理)

唯讀儲存器和閃速儲存器

唯讀儲存器:

1.rom的分類

唯讀儲存器簡稱rom,它只能讀出,不能寫入。最大的優點是具有不易失性

2.閃速儲存器

閃速儲存器是一種高密度、非易失性的讀/寫半導體儲存器。

特點:固有的非易失性、廉價的高密度、可直接執行、固態效能

快閃儲存器比eeprom快、具有ram功能

注:ram是易失性儲存器,rom是非易失性儲存器;ram和rom都是採用隨機訪問方式進行資訊訪問

儲存器容量擴充套件

例如:1g x 8位的儲存晶元需要構成4g x 32位的儲存晶元需要的晶元數量為16片:

主要擴充套件方法:字擴充套件、位擴充套件、字位擴充套件

設儲存空間為m * n位,現有儲存晶元是m * n位。

若m=m ,n>n,需要對晶元進行位擴充套件。

若m>m,n=n,需要對晶元進行字擴充套件。

若m>m,n>n,需要對晶元進行字位擴充套件。

例1(位擴充套件法:針對資料線):

解析:觀察得知字相同,位不同所以需要進行位擴充套件的方式;對於1k x 4位的儲存晶元需要組成1k x 8位的儲存器由計算公式需要2片1k x 4位的儲存晶元;其中:

那麼很明顯我們需要2個晶元組合(各提供乙個4位資料線)才能提供8位資料線,所以由上圖可知位址線一樣,那麼我們的連線方式是一樣的即兩個晶元都直接連線位址線a0~a9;而對於資料線我們每個晶元都只能連線4根(因為每個晶元只有4根資料線),即第乙個晶元資料線連線d0~d3,第二個晶元資料線連線d4~d7,兩個晶元組合起來提供8位資料線

解析:1k x 8位的儲存晶元組成2k x 8位的儲存器,由計算可知共需要2片1k x 8位的晶元,由觀察可知字不同,位相同,所以需要進行字擴充套件;其中:

由於系統提供了11根位址線,而我們的晶元只有10跟位址線,所以我們把11根位址線分成2部分,低10位位片內位址,最高1位為片選位址,

所以每個晶元的 低10位(片內位址)位址線連線是一樣的(a0 ~ a9),片選位址為a10,由於每個晶元都有8根資料線,而系統一次只需要8位資料,所以可想而知,每次只需要乙個晶元工作即可;所以每個晶元的資料線連線是一樣的(d0 ~ d7)

注:由於最高一位為片選位址,即第乙個晶元的片選位址0,第二個晶元的片選位址為1,所以片選位址訊號經過非門[1]確定具體連線哪個晶元,字擴充套件由位址線的高位即片選位址來決定片選訊號,即把低位的片內位址去掉,剩下的即為高位的片選位址;所以對於字擴充套件每個晶元具有不同的位址線(即片選位址不同,但片內位址是相同的),相同的資料線

例3:字位同時擴充套件

解析:由計算公式可得我們需要8片1k x 4位的儲存晶元來組成4k x 8位的儲存器,由觀察可知字不同、位也不同,因此我們需要進行字位同時擴充套件;其中:

1k x 4位:位址線10根,資料線4根

4k x 8位:位址線 12根(4*2^10),資料線8根

由於系統提供了12根位址線,而我們的晶元只有10跟位址線,所以我們把12根位址線分成2部分,低10位位片內位址,最高2位為片選位址,

所以每個晶元的 低10位(片內位址)位址線連線是一樣的(a0 ~ a9),片選位址為a10-a11,另外由於每個晶元都只有4根資料線,而系統一次需要8位資料,所以我們每次需要2個晶元同時工作(即我們可以將2個晶元看成一組),第乙個晶元連線前4位資料位址(d0~d3),第二個 晶元連線後四位資料位址(d3-d7)即可一次性提供8個資料位址;

所以我們最終可將8個晶元分成4組,每組2個晶元同時工作,即可一次提供4k x 8位的儲存器工作

字擴充套件 位擴充套件和字位擴充套件以及片選控制方法

單片儲存器晶元容量有限,無法滿足日常需求,所以要對其擴充套件 一條記憶體條上有多個儲存晶元,一塊主機板又可以插多條記憶體條 字數不變,增加位數 位址線 控制線併聯,增加資料線 例 2 k 8 bit 擴容為 2 k 32 bit 的儲存體 1 k 1024 2 1024 32 bit 2 1024 ...

位擴充套件和字擴充套件

字位擴充套件 儲存資訊一般是儲存在儲存器 rom ram 上的 在實際應用中,經常出現一片rom或ram晶元不能滿足對儲存器容量需求的情況,這就需要用若干片rom或ram組合起來 形成乙個儲存容量更大的儲存器。而組合方式有子擴充套件和位擴充套件兩種。字擴充套件用多片位寬相同的儲存器 rom或ram ...

計組 儲存系統

1 主存簡單模型 1.1 主存邏輯模型 儲存體 儲存具體的二進位制位 資料暫存器 暫存輸入 輸出的資料訊號 1.2 主存的物理模型 資料線 一般對應於資料線的根數,n 根資料線對應 n 位儲存字長 總容量 儲存單元個數 儲存字長 例 8k 8 位 即 2 8bit 13 根位址線,8 根資料線,則總...