4-存储器详解
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存储器的工作原理引言概述:存储器是计算机系统中至关重要的组成部份,它用于存储和检索数据。
了解存储器的工作原理对于理解计算机系统的运行机制至关重要。
本文将详细介绍存储器的工作原理,包括存储器的分类、存储单元的结构和存储器的操作原理。
一、存储器的分类1.1 主存储器主存储器是计算机系统中最重要的存储器之一。
它用于存储当前正在执行的程序和数据。
主存储器通常是由一系列存储单元组成的,每一个存储单元都有一个惟一的地址。
主存储器可以按字节、字、块等不同的粒度进行访问。
1.2 辅助存储器辅助存储器是主存储器之外的存储器,用于长期存储程序和数据。
辅助存储器的容量通常比主存储器大得多,但其访问速度较慢。
常见的辅助存储器包括硬盘驱动器、光盘和闪存等。
1.3 高速缓存高速缓存是位于主存储器和中央处理器(CPU)之间的存储器层次结构中的一层。
它用于存储最近被访问的数据和指令,以提高计算机系统的性能。
高速缓存的容量较小,但其访问速度非常快。
二、存储单元的结构2.1 存储单元的基本组成存储单元是存储器中的最小单元,用于存储一个二进制位(0或者1)。
它通常由一个触发器或者闪存电路组成。
触发器是一种能够存储和保持数据的电路,而闪存电路是一种非易失性存储器,能够在断电后保持数据。
2.2 存储单元的编址方式存储单元可以通过地址进行访问。
常见的编址方式包括直接编址、间接编址和相对编址。
直接编址是指通过存储单元的惟一地址直接访问数据。
间接编址是指通过一个地址指针来访问数据。
相对编址是指通过相对于当前指令地址的偏移量来访问数据。
2.3 存储单元的组织方式存储单元可以按照不同的组织方式进行罗列。
常见的组织方式包括线性组织、矩阵组织和多维组织。
线性组织是指存储单元按照线性序列进行罗列。
矩阵组织是指存储单元按矩阵形式进行罗列。
多维组织是指存储单元按多维数组进行罗列。
三、存储器的操作原理3.1 存储器的读取操作存储器的读取操作是指从存储单元中检索数据。
实 验 __四__【实验名称】存储器【目的与要求】1. 计数器2. 存放器的使用3. 掌握ROM 和RAM 的工作原理4. 学会对ROM 和RAM 存取数据【实验容】1. 顺序地址修改器741612. 八D 触发器74273b3. ROM4. RAM5. 将74161作为读ram 低4位的地址来用【操作步骤】1、计数器〔顺序地址修改器〕74161,实际上是一个为可预置的4位二进制同步计数器计数器,74161的去除端是异步的。
当去除端CLRN 为低电平时,不管姓 名成 绩实验日期任课教师时钟端CLK状态如何,即可完成去除功能。
74161的预置是同步的。
当置入控制器LDN为低电平时,在CLOCK上升沿作用下,输出端QA-QD与数据输入端A -D相一致。
对于54/74161,当CLK由低至高跳变或跳变前,如果计数控制端ENP、ENT为高电平,那么LOAD应防止由低至高电平的跳变,而54/74LS161无此种限制。
74161的计数是同步的,靠CLK同时加在四个触发器上而实现的。
当ENP、ENT均为高电平时,在CLK上升沿作用下QA-QD同时变化,从而消除了异步计数器中出现的计数尖峰。
对于54/74161,只有当CLK为高电平时,ENP、ENT才允许由高至低电平的跳变,而54/74LS161的ENP、ENT跳变与CLK无关。
74161有超前进位功能。
当计数溢出时,进位输出端〔RCO〕输出一个高电平脉冲,其宽度为QA的高电平局部。
在不外加门电路的情况下,可级联成N位同步计数器。
对于54/74LS161,在CLK出现前,即使ENP、ENT、CLRN发生变化,电路的功能也不受影响。
管脚图:功能表:1 1 1 1 ↑××××计数CO2 CO2=QD·QC·QB·QA1 1 0 ××××××保持CO3 CO3=ENT·QD·QC·QB·QA1 1 ×0 ×××××保持0仿真电路图如下:仿真结果如下:由仿真结果可以看出:CLK每来一个上升沿,计一次数。
实验四存储器管理1、目的与要求本实验的目的是让学生熟悉存储器管理的方法,加深对所学各种存储器管理方案的了解;要求采用一些常用的存储器分配算法,设计一个存储器管理模拟系统,模拟内存空间的分配和释放。
2、实验内容①设计一个存放空闲块的自由链和一个内存作业分配表,存放内存中已经存在的作业。
②编制一个按照首次适应法分配内存的算法,进行内存分配。
③同时设计内存的回收以及内存清理(如果要分配的作业块大于任何一个空闲块,但小于总的空闲分区,则需要进行内存的清理,空出大块的空闲分区)的算法。
3.实验环境①PC兼容机②Windows、DOS系统、Turbo c 2。
0③C语言4.实验提示一、数据结构1、自由链内存空区采用自由链结构,链首由指针freep指向,链中各空区按地址递增次序排列.初启动时整个用户内存区为一个大空区,每个空区首部设置一个区头(freearea)结构,区头信息包括:Size 空区大小Next 前向指针,指向下一个空区Back 反向指针,指向上一个空区Adderss 本空区首地址2、内存分配表JOBMA T系统设置一个MA T,每个运行的作业都在MAT中占有一个表目,回收分区时清除相应表目,表目信息包括:Name 用户作业名Length 作业区大小Addr 作业区首地址二、算法存储分配算法采用首次适应法,根据指针freep查找自由链,当找到第一块可满足分配请求的空区便分配,当某空区被分配后的剩余空闲空间大于所规定的碎片最小量mini时,则形成一个较小的空区留在自由链中。
回收时,根据MAT将制定分区链入自由链,若该分区有前邻或后邻分区,则将他们拼成一个较大的空区。
当某个分配请求不能被满足,但此时系统中所有碎片总容量满足分配请求的容量时,系统立即进行内存搬家,消除碎片.即将各作业占用区集中下移到用户内存区的下部(高地址部分),形成一片连续的作业区,而在用户内存区的上部形成一块较大的空闲,然后再进行分配。