Tài liệu Bài giảng kiến trúc máy tính chương 5 hệ thống bộ nhớ

Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG Posts and Telecommunications Institute of Technology KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Chương V: Hệ thống bộ nhớ Giảng viên: TS. Nguyễn Quý Sỹ Email: [email protected] Hà nội, 17 December 2009 Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Nội dung • • • • • • • Giới thiệu Bảng mạch và mô đun nhớ RAM tĩnh và RAM động Hệ thống bộ nhớ hai mức Bộ nhớ Cache Bộ nhớ ảo Bộ nhớ là một phân hệ của máy tính Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. Nội dung (Chỉnh lại) 1. 2. 3. 4. 5. 6. Giới thiệu Bảng mạch và mô đun nhớ RAM tĩnh và RAM động Phân loại ROM Hoạt động của bộ nhớ Hệ thống bộ nhớ phân cấp – – Bộ nhớ Cache Bộ nhớ ảo 7. Ngăn xếp và thủ tục, chương trình con Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1. Giới thiệu • • Cho đến nay, chúng ta coi bộ nhớ là một mảng các từ bị giới hạn về kích thước chỉ vì số lượng các bit địa chỉ. Life is seldom so easy... Các vấn đề nảy sinh: – – – – – – • Chi phí Tốc độ Kích thước Tiêu thụ năng lượng Tính không ổn định etc. Bạn nghĩ có những vấn đề gì khác sẽ ảnh hưởng tới thiết kế bộ nhớ? Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1. Giới thiệu (t)-Vấn đề liên quan • Các phần tử bộ nhớ: – – – – Các ô bộ nhớ RAM và các mảng ô RAM tĩnh-đắt hơn nhưng ít phức tạp hơn Bộ giải mã cây và giải mã ma trận-cần cho các chip RAM lớn RAM động-rẻ hơn nhưng cần làm tươi • • • – • ROM–Bộ nhớ chỉ đọc Bảng mạch nhớ – – • Tổ chức chip Định thời Sản phẩm RAM thương mại SDRAM và DDR RAM Các mảng chip đưa ra nhiều địa chỉ hơn và/hoặc từ rộng hơn Các mảng chip 2-D và 3-D Các mô dun bộ nhớ – Các hệ thống lớn có thể có lợi nhờ chia phần bộ nhớ để • • Tách riêng truy cập bởi các phần tử hệ thống Truy cập nhanh tới nhiều từ Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1. Giới thiệu (t)-Vấn đề liên quan (t) • Hệ thống phân cấp bộ nhớ: Từ nhanh và đắt tới chậm và rẻ – – – Ví dụ: Thanh ghi->Cache–>bộ nhớ chính->Đĩa Trước hết, chỉ xem xét hai mức lân cận trong hệ thống phân cấp Cache: Tốc độ cao và đắt tiền • – Bộ nhớ ảo-làm cho phân cấp trong suốt • • • • – Các dạng: ánh xạ trực tiếp, kết hợp, kết hợp tập hợp Chuyển đổi địa chỉ từ địa chỉ logic của CPU thành địa chỉ vật lý, chỗ mà dữ liệu thực sự được lưu vào Quản lý bộ nhớ-chuyển thông tin đi và về như thế nào Đa lập trình-Cái gì phải làm trong khi chúng ta chờ TLB giúp về tốc độ xử lý chuyển đổi địa chỉ Cơ sở cho thành công của các ký thuật cache và bộ nhớ ảo (Sẽ bàn tới vị trí thời gian và không gian). Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1. Giới thiệu (t) • Trình tự các sự kiện: – Đọc: • • • – CPU nạp MAR, phát ra Read, và REQUEST Bộ nhớ chính phát các từ tới MDR Bộ nhớ chính xác nhận COMPLETE. Ghi: • • • CPU nạp MAR và MDR, asserts Write, and REQUEST Giá trị MDR được ghi vào địa chỉ trong MAR. Bộ nhớ chính xác nhận COMPLETE. Hà nội, 17 December 2009 Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 1. Giới thiệu (t) • Các điểm bổ sung: – – – – – Nếu b 8, thì cần tới các mức cổng bổ sung Các bộ giải mã cây và ma trận là hai cách để thiết kế bộ giải mã với fanin lớn Bộ giải mã 3-8 đường được xây dựng từ các cổng 2 đầu vào Hà nội, 17 December 2009 Bộ giải mã ma trận 4-16 đường được xây dựng từ các cổng 2 đầu vào. Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông