计算机组成原理存储系统

主存模型和寻址

• 一个能够完成二进制位读写的单元为存储元，存储体由多个存储元构成。 其中时序控制逻辑如图： 封装称为存储器芯片。其中有若干接口线：地址线，数据线，片选线，读写控制线。总容量=存储单元个数X存储字长。
• 寻址：如何定位到一个存储单元（一行）
  按照字节寻址，每单元1B。按照字寻址，每个单元4B。还有半字2B和双字8B。根据单元个数求出地址线根数，分出若干组，求出每组的组号作为字地址。
  而此时如何存放一个字？字长为4B，可以根据大端和小端方式来存放字。

  半导体存储器RAM

  
• 半导体存储器芯片的基本结构：
• SRAM和DRAM比较：
• DRAM的刷新：
  ①刷新周期2ms。
  ②每次刷新一行存储单元，并且根据行列等长地址定位（减少选通线的数量）。
  ③根据硬件，读出一行之后重新写入，占用一个读/写周期。
  ④整个刷新周期每行刷新一次即可。

  半导体存储器ROM

  RAM是易失性存储器，断电丢失数据，所以不能作为主存，所以出现了ROM（存储开机之后需要初始的固定信息）。

  存储系统基本概念

  
• 分类：
  使用不同材料：①磁表面存储器：磁盘（直接存取）磁带（顺序存储）。②磁芯存储器。③半导体存储器（随机存储ROM，RAM）。④光存储器。
• 性能指标：
• 存储器层次化结构：

  主存和CPU的连接

  
• CPU和存储器之间地址线和数据线分别连接，可以通过位扩展和字扩展。
  位扩展： 字扩展：
  ①线选法：n条线控制n个选片信号 ②译码器片选法：n条线控制2的n次方个选片信号 字位同时扩展：

  双端口RAM和多模块存储器

  两者都是为了提高存储器的工作速度。
  存取周期：存取时间+恢复时间（利用恢复时间存取其他数据）
• 双端口RAM：
• 多模块存储器：

高速缓冲存储器局部性原理

把主存数据调入Cache之后，使CPU和Cache交互处理数据。

Cache和主存之间的地址映射

Cache替换算法

虚拟存储器

根据划分单位不同，分为三种不同虚拟存储器：

• 页式虚拟存储器：
• 段式虚拟存储器：
• 段页式虚拟存储器： 快表TLB：
  页表，段表放在主存中，收到虚拟地址之后要先访问主存，查询页表和段表进行转换，放在内存中的表称为慢表。为了提高变换速度，用高速缓冲存储器存放常用的页表项，形成了快表TLB。