第3章内部存储器修改2011
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第三章内存储器教学提示:本章主要介绍了内存的概念和发展,了解内存的性能指标和结构,学会识别区分各种内存,掌握内存条的选购和测试。
教学目标:A级:(基本要求)1. 了解内存的基本知识和性能指标。
2. 掌握内存的安装和基本设置。
B级:(较高要求)1. 了解识别内存条的基本方法。
2. 掌握条据需要选购内存条的方法。
3. 对内存进行测试和维护。
历史回顾:计算机内存的诞生。
世界上第一台数字计算机可以追溯到上个世纪30 年代宋到40 年代初,约翰阿塔纳索夫和他的学生贝瑞在美国艾奥瓦州立大学组装出了世界上第一台数字计算机。
该计算机具备了许多现代计算机的设计思想.包括使用二进制数字、可再生存储器、并行计算以及将计算单元和存储单元分离开来等。
约翰阿塔纳索夫计算机的存储系统使用的是一个大的磁鼓,这也是计算机内存储器的雏形。
图3-1 早期的计算机的存储系统使用的是一个大的磁鼓内存储器(内存)是微型计算机主机的组成部分,用来存放当前正在使用的或随时要使用的程序。
在计算机的存储系统中内存储器直接决定CPU的工作效率,它是CPU与其它部件进行数据传输的纽带。
内存储器是计算机中仅次于CPU的重要部件,内存的容量及性能是影响计算机性能主要因素之一。
因此配置和维护计算机就要了解和掌握内存储器的基本知识。
知识补充:内部存储器按存储信息的功能可分为只读存储器(ROM )、可改写的只读存储器EPROM和随机存储器RAM三大类。
存放在RAM上的数据既可以快速写入,也能快速读出。
“中转仓库”一般就是用RAM来搭建的。
因此,如果不是特别说明,内存一般指的就是RAM。
3.1 基础知识:认识内存储器内存储器有很多种类,通常所说的内存就是指内存条,下面就逐步介绍内存条。
3.1.1 认识内存条1.内存的工作原理当CPU 在工作时,需要从硬盘等外部存储器上读取数据,但由于硬盘这个“仓库”太大,加上离CPU 也很“远”,运输“原料”数据的速度就比较慢,会使CPU 的生产效率降低。
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本书是计算机应用基础课程的教材,对于学习计算机应用基础的同学们来说,是一本非常重要的参考书。
下面是针对教材中的习题的详细解答。
第一章:计算机概述1. 计算机的发展历史计算机的发展历史可以分为四个阶段:电子管计算机时代、晶体管计算机时代、集成电路计算机时代和超大规模集成电路计算机时代。
2. 计算机的基本组成计算机主要由运算器、存储器、控制器和输入输出设备四个基本部件组成。
3. 计算机的工作原理计算机的工作原理包括指令的执行和运算的过程。
指令的执行通过控制器来实现,运算过程则由运算器完成。
4. 计算机的分类计算机可以按照规模、用途和处理能力等进行分类,常见的分类有:超级计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机和嵌入式计算机等。
第二章:计算机硬件系统1. 计算机的外部设备计算机的外部设备包括输入设备和输出设备,常见的输入设备有键盘、鼠标和扫描仪等,输出设备有显示器、打印机和投影仪等。
2. 计算机的内部设备计算机的内部设备主要包括运算器、存储器和控制器。
运算器用于进行数据运算,存储器用于存储数据和程序,控制器用于控制程序的执行。
3. 计算机的连接方式计算机的连接方式包括串行连接和并行连接,串行连接适用于长距离传输和少量数据传输,而并行连接适用于短距离传输和大量数据传输。
4. 计算机的外设接口计算机的外设接口有串口、并口、USB接口和 HDMI 等,不同的接口可以连接不同的外部设备。
第三章:计算机软件系统1. 计算机软件的分类计算机软件可以分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件主要负责计算机的管理和控制,应用软件用于完成具体的任务和操作。
2. 操作系统的功能操作系统是计算机系统的核心部分,其功能主要包括文件管理、内存管理、进程管理、设备管理等。
第3章内部存储器1.名词解释随机存储器:简称RAM,也叫做读/写存储器,它能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行读/写操作。
随机存储器中任何一个存储单元都能由CPU或I/O设备随机存取,且存取时间与存取单元的物理位置无关。
按照存放信息原理的不同,随机存储器又可分为静态和动态两种。
只读存储器:只读存储器是只能随机读出已经存储的信息,但不能写入新的信息的存储器。
位扩展:位扩展是指用多个存储器器件对字长进行扩充。
位数的扩展是利用芯片的并联方式来实现的,各存储芯片地址线、片选端和读写控制线并联,数据端单独引出。
全译码法:除了将低位地址总线直接连至各芯片的地址线外,余下的高位地址总线全部参加译码,译码输出作为各芯片的片选信号。
相联存储器地址映像:地址映像的功能是应用某种函数把CPU发送来的主存地址转换成Cache的地址。
地址映象方式通常采用直接映象、全相联映象、组相联映象三种方式。
Cache:高速缓冲存储器。
虚拟存储器:虚拟存储器(VirtualMemory)又称为虚拟存储系统,是以存储器访问的局部性为基础,建立在主存一辅存物理体系结构上的存储管理技术。
它是为了扩大存储容量,把辅存当作主存使用,在辅助软、硬件的控制下,将主存和辅存的地址空间统一编址,形成个庞大的存储空间。
程序运行时,用户可以访问辅存中的信息,可以使用与访问主存同样的寻址方式,所需要的程序和数据由辅助软件和硬件自动调入主存,这个扩大了的存储空间,就称为虚拟存储器。
存储器宽带:内存储器每秒钟访问二进制位的数目称为存储器带宽,用Bm 表示。
它标明了一个存储器在单位时间内处理信息的能力。
存取时间:存储器访问时间,是指启动一次存储器操作到完成该操作所需的时间。
逻辑地址:用户可以像使用内存一样利用虚拟存储器的辅存部分。
物理地址:实际的主存储器单元地址则称为“实地址”或“物理地址(Physical Address)。
2.填空题(1)随机存储器RAM主要包括静态随机存储器和动态随机存储器两大类。
TMS320C54x系列DSP的CPU与外设——第3章存储器第3章存储器本章介绍了TMS320C54x DSP存储器的构成和操作。
⼀般来说,C54x器件共有192K 16位字的存储窨,这个空间分成3个专⽤的部分:64K字程序、64K字数据和64K字I/O⼝。
在某些C54x器件中,存储器结构已经通过重叠和分页的⽅法加以改变,这样就增加了存储器空间的容量。
C54x体系结构上的并⾏特点和⽚内RAM的双存取能⼒使C54x可以在任意给定的机器周期内同时进⾏4个存储器操作:⼀条指令的读取操作、两个操作数读操作以及⼀个操作数写操作。
在⽚内存储器中操作有如下⼏个优点:Higher performance because no wait states are requiredLower cost than external memoryLower power than external memoryThe main advantage of operating from off-chip memory is the ability to access a larger memory space.3.1 存储器空间C54x DSP的存储器划分成3种独⽴可选的空间:程序、数据和I/O。
这些空间中的RAM、ROM、EPROM、EEPROM或者存储器映射的外设可以位于⽚内或⽚外。
程序存储器中包含要执⾏的指令和执⾏指令时所需的表,数据存储器空间存储指令所需的数据,I/O存储空间连接外部的存储器映射外设,也可作外部数据存储空间。
按芯⽚各类的不同,C54x的⽚内存储器有这样⼏种类型:双存取RAM(DARAM)、单存取(SARAM)、双向共享RAM和ROM。
RAM总是映射到数据空间,但也可以映射到程序空间。
ROM可以被激活并映射到程序空间,也可部分映射到数据空间。
在CPU状态寄存器中有3位影响存储器的结构。
这3位产⽣的影响因器件不同⽽不同。
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图3-11 CPU与存储器系统的关系Flash演示
在计算机中增加一个快存的目的,就是在性能上要使主存储器的平均读出时间尽可能接近于快存的读出时间,为了达到这个目的,在所有的存储器访问中由快存满足CPU需要的部分应占很高的比例,即快存的命中率应接近于1,由于程序访问的局部性,实现这个目标是可能的。
图3-13直接映象方式Flash演示
假设主存空间被分为2m个页(页号分别为0,1,…,i,…,2m-1), 每页的大小为
页号为0,1,…,j,…,2c-1),每页大小同样为2个字。
在直接映象方式中,主存和Cache中页面号的对应关系如图3.32所示,直接影响函数可定义为:。