計算機組成原理 儲存器

2021-10-04 08:05:03 字數 3202 閱讀 2898

資料和命令存放在儲存器中。儲存器(memory)是現代資訊科技中用於儲存資訊的記憶裝置。其概念很廣,有很多層次,在數字系統中,只要能儲存二進位制資料的都可以是儲存器;在積體電路中,乙個沒有實物形式的具有儲存功能的電路也叫儲存器。

1、儲存器包括主儲存器(記憶體)外儲存器(輔助儲存器),記憶體又包括ram(隨機儲存記憶體也叫做執行時記憶體)和rom(唯讀記憶體)兩大類,它們都是半導體儲存器。

sram(靜態)和dram(動態),其中dram需要重新整理,而sram不用。

dramde的三種重新整理方式是集中重新整理,分散重新整理,非同步式重新整理。

①集中式--正常讀/寫操作與重新整理操作分開進行,重新整理集中完成。特點:存在一段停止讀/寫操作的死時間,適用於高速儲存器②分布式--將乙個儲存系統週期分成兩個時間片,分時進行正常讀/寫操作和重新整理操作。特點:不存在停止讀/寫操作的死時間但系統執行速度降低。③非同步式--前兩種方式的結合,每隔一段時間重新整理一次,保證在重新整理周期內對整個儲存器重新整理一遍。

2、各種儲存器由於儲存介質和內部結構的不同,其讀寫速度也不同。讀寫速度由快到慢的次序為:高速緩衝儲存器、主儲存器、輔助儲存器。各種輔助儲存器的讀寫速度由快到慢次序為:硬碟儲存器、光碟儲存器、磁帶儲存器。

3、相聯儲存器(tlb)是以其中任一儲存項內容作為位址來訪問的儲存器,用來定址儲存器的字段叫做關鍵字。相聯儲存器的基本原理是把儲存單元所存內容的某一部分作為檢索項(即關鍵字項),去檢索該儲存器,並將儲存器中與該檢索項符合的儲存單元內容讀出或寫入。

4、虛擬儲存器是具有請求調入功能和置換功能,能從邏輯上對記憶體容量加以擴充的一種儲存器系統,它的等效訪問速度與輔存的容量無關。

在虛擬儲存器中,當程式正在執行時,由作業系統完成位址對映

在計算機系統中構成虛擬儲存器時既需要軟體也需要硬體方可實現。

虛擬儲存是為了增大記憶體容量而設計的。命中率與替換演算法和頁面多少有一定的關係,增大容量和替換演算法可以提高命中率

虛擬儲存器常用的位址映像方式是全相聯對映,全相聯映像方式:將主存中的乙個塊直接拷貝到cache中任意一塊上,cache的資料塊大小與主存的資料塊儲存的資料量大小相等。優點:主存的塊調入cache中的位置不受限制,所以衝突率最低,空間利用率高。缺點:無法從主存位址中直接獲得cache的塊號,位址變換複雜,速度較慢。

最能確保提高虛擬儲存器訪主存的命中率的改進途徑是採用lru替換演算法並增大頁面數,頁面數增多,則可以儲存更多的資料。

5、cache儲存器常用的位址映像方式是組相聯映象

組相聯方式將主存中的區和cache中的塊再分成組。主存的每個區和cache的大小一樣,將主存中每個區和cache中再分為同樣組數。這裡規定主存中的組和快取中的組採取直接映像方式,即主存中任何區的0組只能放存放到cache中的0組,1組只能存放到cache中1組,而每個組內的塊採取全相聯映像方式。即主存一組內的塊可任意存到cache相應組號內的任意塊中。既具備了直接映像方式的簡單和速度快的優點,同時也很好地降低了衝突率。即衝突率比直接映像方式低,但比全相聯映象方式高。優點:塊的衝突概率比較低,塊的利用率大幅度提高,塊失效率明顯降低。

6、主存用來存放正在進行的程式和資料。

表示主存容量的常用單位位元組b,是基本單位。此外還有kb、mb、gb、tb。

7、ram隨機儲存器,主要用來做記憶體使用。外儲存器中的資訊應被讀入ram,才能被cpu處理。

8、儲存器的容量是指它能存放多少個位元組的二進位制資訊,1kb代表1024個位元組,64kb就是65536個位元組。記憶體儲器是由若干個儲存單元組成的,每個單元有乙個唯一的序號以便識別,這個序號稱為位址。通常乙個儲存單元存放乙個位元組,那麼總共就有65536個儲存單元。要有65536個位址,從0號編起,最末乙個位址號為65536-1=65535,即十六進製制ffff。注意位址的編號都從0開始,因此最高位址等於總個數減1。儲存器的容量=儲存單元個數x儲存字長。儲存位元組是指存放在乙個儲存單位的二進位制**位數。

9、微程式控制的基本思想是把指令執行所需的所有控制訊號存放在儲存器中,需要時從這個儲存器中讀取。由於每一條微指令執行時所發出的控制訊號是事先設計好的,不需要改變,故此存放所有控制訊號的儲存器應為唯讀儲存器,並將其整合到cpu內,稱其為控制儲存器。

10、在外設暫存器和主存單元統一編址的情況下,沒有專門的i/o指令,就用訪存指令來實現i/o操作,區分儲存單元和i/o裝置全靠它們各自不同的位址碼。

11、硬碟的主要引數有磁頭數,容量,扇區數,交錯因子,柱面數。

硬碟磁頭是硬碟讀取資料的關鍵部件,磁頭的好壞在很大程度上決定著硬碟碟片的儲存密度。交錯因子(又稱交叉因子)就是每兩個連續邏輯扇區之間所間隔的物理扇區數。容量是指計算機硬碟所能儲存檔案的多少。柱面數是指硬碟同心圓的磁軌數。扇區數是指乙個磁軌含有扇區弧度的數量。

硬碟儲存器在尋找資料時碟片、磁頭都運動

磁碟以恆定轉速旋轉。懸掛在頭臂上具有浮動面的頭塊(浮動磁頭),靠載入彈簧的力量壓向盤面,碟片表面帶動的氣流將頭塊浮起。頭塊與碟片間保持穩定的微小間隙。經濾塵器過濾的空氣不斷送入盤腔,保持碟片和頭塊處於高度淨化的環境內,以防頭塊與盤面劃傷。根據控制器送來的磁軌位址(即圓柱面位址)和尋道命令,定位電路驅動器將磁頭移至目標磁軌上。

磁碟查詢時間是指磁頭從原先位置移動到目的磁軌所需要的時間,又稱為定位時間或尋道時間。對於硬碟來說,磁頭移動到目的磁軌的時間就是移動到目的柱面的時間。在乙個盤組中,各記錄面上相同編號(位置)的諸磁軌構成乙個圓柱面,所以硬碟的圓柱面數就等於乙個記錄面上的磁軌數,圓柱面號即對應的磁軌號。

12、在單機系統中提高儲存器系統效能的主要措施有:①採用高速器件②採用cache(高速緩衝儲存器)③採用多體交叉儲存器④採用雙埠儲存器⑤加長儲存器的字長⑥採用並行儲存器⑦採用虛擬儲存器等。

13、磁表面儲存器具備的特點是儲存密度高,可離線儲存,容量大。磁表面儲存器一般用作外存,外存的速度與記憶體相比較慢。磁表面儲存器記錄資訊是利用磁性材料的磁滯回歸線特性。

磁碟儲存器的記錄方式採用調頻制(fm)。

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儲存器 計算機記憶儲存部件 分類 儲存器材質 半導體為主 儲存器作用 主存,快取,輔存 儲存器訪問方式 層次結構 暫存器 快取 主存 虛擬儲存器 輔存 磁碟 磁帶 主存 與cpu交換資料 通過資料匯流排和位址匯流排 以及mar,mdr 組成 儲存體 主存晶元 mar,mdr cpu晶元上 儲存體 儲...

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