寫這篇博客時,我對這部分知識并不是理解,我真的不太喜歡硬體,寫這篇博客的目的是重新復習一下這里的知識(說成是預習其實也可以),方便以后期末考試或在學這部分知識時有可視化的東西可回憶,就這樣吧╮(╯▽╰)╭
層次結構
基本存盤體系

主存的特點:容量不夠大,不夠便宜,速度比輔存較快
主存速度慢和容量不足

主存增速與CPU增速不同步;指令執行期間多次訪問存盤器;存在制約主存容量的技術因素由CPU、主板等相關技術指標確定,應用對主存的需求不斷擴大


存盤系統的層次話結構


CPU訪問到的存盤系統具有Cache的速度,輔存的容量和價格
L1 Cache集成在CPU中,分資料Cache(D-Cache)和指令Cache(I-Cache)
早期L2 Cache在主板上或與CPU集成在同一電路板上,隨著工藝的提高L2Cache被集成在CPU內核中,不分D-Cache和I-Cache
哈佛結構是一種將指令儲存和資料儲存分開的存盤器結構,可支持:資料和指令并行儲存、指令預取,提高處理器的執行效率;另外,指令和資料可有不同的資料寬度,如Microchip公司的PIC16芯片的程式指令是14位寬度,而資料是8位寬度
目前使用哈佛結構的:PIC系列、摩托羅拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的AVR系列和ARM公司的ARM9、ARM10和ARM11,
層次化的理論基礎

- 區域性原理
- 時間區域性:
- 現在被訪問的資訊2在不久的將來還將再次被訪問;
- 時間區域性的程式結構體現: 回圈結構
- 空間區域性 :
- 現訪問資訊2 ,下一次訪問2附近的資訊,
- 空間區域性的程式結構體現:順序結構
資料組織
存盤字長
主存的一個存盤單元所包含的二進制位數
目前大多數計算機的主存按位元組編址,存盤字長也不斷加大,如16位字長、32位字長和64位字長
ISA設計時要考慮的兩個問題::
a)如何根據位元組地址讀取一個32位的字?- 字的存放問題
b)一個字能否存放在主存的任何位元組邊界?- 字的邊界對齊問題
資料存盤與邊界的關系
1)按邊界對齊的資料存盤

2)未按邊界對齊的資料存盤

雖節省了空間,但增加了訪存次數!需要在性能與容量間權衡!
3)邊界對齊與存盤地址的關系(以32位為例)

?雙字長資料邊界對齊的起始地址的最末三位為000(8位元組整數倍;
?單字長邊界對齊的起始地址的末二位為00(4位元組整數倍);
?半字長邊界對齊的起始地址的最末一位為0(2位元組整數倍),

大端與小端存盤方式


靜態存盤器作業原理
SRAM存盤單元結構和作業原理





靜態存盤器的結構




動態存盤器作業原理
SRAM存盤單元的不足:晶體管過多,存盤密度低,功耗大
DRAM存盤單元的基本結構

DRAM存盤單元的作業原理





DRAM存盤單元的重繪




DRAM與SRAM的對比

其它結構的DRAM存盤單元


存盤拓展
存盤擴展的基本概念及型別

無論哪種型別的存盤擴展都要完成CPU與主存間地址線、資料線、控制線的連接
位擴展舉例

字擴展舉例





字位同時擴展舉例

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