计班计算机组成原理复习重点白中英版

要点:存储器的分类,存储器的分级结构。

第二节 随机读写存储器

要点:SRAM基本存储元的存储原理;△SRAM芯片的组成及其逻辑结构;△○SRAM的扩展;

△○SRAM与CPU的连接;理解DRAM基本存储元的存储原理;△DRAM芯片的组成及其逻辑结构;△DRAM的刷新;了解及工作原理;了解闪存的工作原理及其特点。

第三节 只读存储器和闪速存储器

要点:了解只读存储器的工作原理;了解闪存的工作原理及其特点。

第四节 高速存储器

要点:了解高速存储器的特点;了解双端口存储器的原理;了解多模块交叉存储器;相联存储器。

第五节 Cache存储器

要点:了解Cache的功能;△○掌握主存Cache的地址映射:全相联方式、组相联方式和直接相联方式。

*闪存:高性能、低功耗、高可靠性以及移动性

EDRAM芯片的构成

编程操作:实际上是写操作。所有存储元的原始状态均处“1”状态,这是因为擦除操作时控制栅不加正电压。编程操作的目的是为存储元的浮空栅补充电子,从而使存储元改写成“0”状态。如果某存储元仍保持“1”状态,则控制栅就不加正电压。如图(a)表示编程操作时存储元写0、写1的情况。实际上编程时只写0,不写1,因为存储元擦除后原始状态全为1。要写0,就是要在控制栅C上加正电压。一旦存储元被编程,存储的数据可保持100年之久而无需外电源。

读取操作:控制栅加上正电压。浮空栅上的负电荷量将决定是否可以开启MOS晶体管。如果存储元原存1,可认为浮空栅不带负电,控制栅上的正电压足以开启晶体管。如果存储元原存0,可认为浮空栅带负电,控制栅上的正电压不足以克服浮动栅上的负电量,晶体管不能开启导通。当MOS晶体管开启导通时,电源VD提供从漏极D到源极S的电流。读出电路检测到有电流,表示存储元中存1,若读出电路检测到无电流,表示存储元中存0,如图(b)所示。

擦除操作:所有的存储元中浮空栅上的负电荷要全部泄放出去。为此晶体管源极S加上正电压,这与编程操作正好相反,见图(c)所

示。源极S上的正电压吸收浮空栅中的电子,从而使全部存储元变成1状态。

*cache:设存储器容量为32字,字长64位,模块数m=4,分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T=200ns,数据总线宽度为64位,总线传送周期=50ns。若连续读出4个字,问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少?

解:顺序存储器和交叉存储器连续读出m=4个字的信息总量都是:

q=64b×4=256b

顺序存储器和交叉存储器连续读出4个字所需的时间分别是:

t2=mT=4×200ns=800ns=8×10-7s

t1=T+(m-1)=200ns+350ns=350ns=35×10-7s

顺序存储器和交叉存储器的带宽分别是:

W2=q/t2=256b÷(8×10-7)s=320Mb/s

W1=q/t1=256b÷(35×10-7)s=730Mb/s

*CPU执行一段程序时,cache完成存取的次数为1900次,主存完成存取的次数为100次,已知cache存取周期为50ns,主存存取周期

为250ns,求cache/主存系统的效率和平均访问时间。

解:

h=Nc/(Nc+Nm)=1900/(1900+100)=

r=tm/tc=250ns/50ns=5

e=1/(r+(1-r)h)=1/(5+(1-5)×=%

ta=tc/e=50ns/=60ns

*存储器:已知某64位机主存采用半导体存储器,其地址码为26位,若使用256K×16位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间,并选用模块板结构形式,问:

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