4 存储器2(精品).ppt

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1、行地址行地址列地址列地址RASCAS地址地址D7 D00000H.3FFFH8K80000H1FFFH8K82000H3FFFH8K8E000HFFFFH.D7 D0D7 D4 D3 D08K40000H1FFFH8K48K42000H3FFFH8K4WR(写)Z80CPUMREQ(内存）IORQ(外设）RD(读)PC机MEMR(内存读)IOR IOW MEMW(内存写)M片选R/W外外部部电电路路4K ROM10K RAM0000 H0FFF H1000 H37FF HA15A0D7D0MEMR/W4K ROM10K RAM0000 H0FFF H1000 H37FF HCEOEA11-0D

2、7-027324K 8CS1WEA12-0D7-062648K 8OECS2CEOEA11-0D7-027324K 8CS1WEA12-0D7-062648K 8OECS24K ROM10K RAM0000 H0FFF H1000 H37FF H外外部部电电路路4K ROM10K RAM0000 H0FFF H1000 H37FF HA15A0D7D0MEMR/WGAL16V8A15A14A13A12A11A10MEMR/W CS0(ROM 读读:04K-1)CS1(RAM 读读/写写:4K12K-1)CS2(RAM 读读/写写:12K14K-1)R/W (0:读读;1:写写)GAL16V8A

3、15A14A13A12A11A10MEMR/W CS0(ROM 读读:04K-1)CS1(RAM 读读/写写:4K12K-1)CS21(RAM 读读/写写:12K13K-1)CS22(RAM 读读/写写:13K14K-1)R/W (0:读读;1:写写)CEOEA11-0D7-0CS0R/W27324K 8A11-0CS1WEA12-0D7-0CS1R/W62648K 8A12-0OECS2R/W“1”CS1WEA12-0D7-0CS2R/W62648K 8A12-0OECS2R/W“1”地址线地址线数据线数据线A15A14A13A12A11A10MEM CS0 CS1 CS2 CS21 CS2

4、2 R/W GAL16V8A15A14A0MEMR/WD7D6D0R/W课堂练习课堂练习1、用、用16K8位的位的SRAM芯片构成芯片构成64K16位的存储器，试画出该存储器的组成逻位的存储器，试画出该存储器的组成逻辑框图。辑框图。2、用、用8K8位的位的ROM芯片和芯片和8K4位的位的RAM芯片组成存储器，按字节编址，其芯片组成存储器，按字节编址，其中中RAM的地址为的地址为0000H5FFFH，ROM的地址为的地址为60009FFFH，画出此存画出此存储器组成结构图及与储器组成结构图及与CPU的连接图。的连接图。课堂练习课堂练习3、存储器分布图如、存储器分布图如下面所示（按字节编下面所示（

5、按字节编址），现有芯片址），现有芯片ROM 4K8和和RAM 8K4，设计此存储设计此存储器系统，将器系统，将RAM和和ROM用用CPU连接。连接。RAM1RAM2空ROM0000H1FFFH2000H4000H6000H3FFFH5FFFH7FFFH课堂练习课堂练习4、用、用8K8的的RAM芯片和芯片和2K8的的ROM芯片设芯片设计一个计一个10K8的存储器，的存储器，ROM和和RAM的容量的容量分别为分别为2K和和8K，ROM的首地址为的首地址为0000H，RAM的末地址为的末地址为3FFFH。（1）ROM存储器区域和存储器区域和RAM存储器区域的地存储器区域的地址范围分别为多少？址范围分

6、别为多少？（2）画出存储器控制图及与）画出存储器控制图及与CPU的连接图。的连接图。CPU辅助硬设备高速缓存Cache主存MMCPU辅助硬设备高速缓存Cache主存MMCPU辅助硬设备高速缓存Cache主存MM辅助软硬设备虚拟存储器VM引入虚拟存储器的原因：引入虚拟存储器的原因：1、为了克服内存空间不足而提出的。由于软件为了克服内存空间不足而提出的。由于软件 越来越大，功能也越来越来越大，功能也越来 越强，使程序员对存储容量的要求也越来越大，仅用主存的容量已越强，使程序员对存储容量的要求也越来越大，仅用主存的容量已 经难以满足要求。经难以满足要求。2、CPU与与I/O设备的工作速度的差异。如果

7、机器中只有一个程序运行会设备的工作速度的差异。如果机器中只有一个程序运行会 因为某种原因，使因为某种原因，使CPU长时间处于空闲状态，降低了长时间处于空闲状态，降低了CPU的利用率，的利用率，所以要在内存中存放多个不同的程序，多道程序同时运行。而各个所以要在内存中存放多个不同的程序，多道程序同时运行。而各个 程序又是独立编址的。当存入内存时，各程序的逻辑地址和实际的程序又是独立编址的。当存入内存时，各程序的逻辑地址和实际的 物理地址就不一致。为了保证运行正常，必须进行地址转换。物理地址就不一致。为了保证运行正常，必须进行地址转换。（程序再定位）（程序再定位）虚拟存储器的实现是在磁外存和光外存以

8、及存储管虚拟存储器的实现是在磁外存和光外存以及存储管理硬件支持下，由操作系统的存储管理软件来完成的。理硬件支持下，由操作系统的存储管理软件来完成的。也就是说，虚拟存储器是建立在辅存基础上，以辅存为也就是说，虚拟存储器是建立在辅存基础上，以辅存为依托，但并不是说有了辅存就等于有了虚拟存储器。依托，但并不是说有了辅存就等于有了虚拟存储器。判判断断一个计算机系统是否采用一个计算机系统是否采用VM技术还要看是否允许使技术还要看是否允许使用比实际主存容量大的地址访问主存，并且每次访问主用比实际主存容量大的地址访问主存，并且每次访问主存是否进行虚、实地址的变换。存是否进行虚、实地址的变换。虚拟存储器的管理

9、方式：虚拟存储器的管理方式：1、段式管理、段式管理2、页式管理、页式管理3、段页式管理、段页式管理1、段式管理、段式管理 任何一个大程序，往往都包含着逻辑上相互独立的程序段，段式管任何一个大程序，往往都包含着逻辑上相互独立的程序段，段式管理是将程序按其逻辑功能分段。各程序段的大小不等，其逻辑地址均从理是将程序按其逻辑功能分段。各程序段的大小不等，其逻辑地址均从0开始，装入时按段分别装入主存，运行时按段进行虚实地址转换。开始，装入时按段分别装入主存，运行时按段进行虚实地址转换。段式管理需要在内存中建立段表。每一程序段在段表中都占有一个段式管理需要在内存中建立段表。每一程序段在段表中都占有一个表目

10、，表目中记录了各段存入内存的实地址及其他有关信息。表目的顺表目，表目中记录了各段存入内存的实地址及其他有关信息。表目的顺序是虚段号的自然顺序，并不占表目内容。序是虚段号的自然顺序，并不占表目内容。虚虚段号段号实存段首实存段首地址地址装入位装入位01000H1112200H125000H130段表首段表首地址地址 段表段表基址寄存器基址寄存器内存内存MMAAX虚段号虚段号X段内段内地址地址实地址实地址第一段第一段第三段第三段第二段第二段1000H5000H12200H2、页式管理、页式管理 页式管理不考虑程序的逻辑功能，完全面向存储器物理结构。页式页式管理不考虑程序的逻辑功能，完全面向存储器物理

11、结构。页式管理将辅存和主存空间都分成大小相同的存储空间，称为管理将辅存和主存空间都分成大小相同的存储空间，称为“页页”。辅存。辅存的页为虚页，主存的页为实页。页的大小一般为的页为虚页，主存的页为实页。页的大小一般为512B8KB。主存空间主存空间按页顺序排列，主存地址由实页号和页内地址组成；程序所用的虚地址按页顺序排列，主存地址由实页号和页内地址组成；程序所用的虚地址由虚页号和页内地址组成。页式管理在内存中为每一用户设置页表，作由虚页号和页内地址组成。页式管理在内存中为每一用户设置页表，作为虚实地址变换的依据。为虚实地址变换的依据。虚虚页号页号实实页号页号装入位装入位 XK1N0页表首地址页表

12、首地址实存地址实存地址虚虚页号页号X页内地址页内地址虚地址虚地址AAX实页号实页号K页内地址页内地址内存内存MM页表基址寄存器页表基址寄存器012M-11、段页式管理、段页式管理 由于段式管理和页式管理各有有缺点，为充分发挥它们的优点，采由于段式管理和页式管理各有有缺点，为充分发挥它们的优点，采用了段页式管理。用了段页式管理。段页式管理将程序先按逻辑功能分为段，每段再分为页，所以虚地段页式管理将程序先按逻辑功能分为段，每段再分为页，所以虚地址格式包括了段号、段内页号、页内地址址格式包括了段号、段内页号、页内地址3部分；实地址只有实页号和部分；实地址只有实页号和页内地址。在内存中建立段表和页表。

13、段表的功能是用来登记每个程序页内地址。在内存中建立段表和页表。段表的功能是用来登记每个程序段的各自页表在内存中的首地址。当进行地址转换时，由段表基址寄存段的各自页表在内存中的首地址。当进行地址转换时，由段表基址寄存器给出段表的首地址，虚地址的段号指明要访问段表中的哪一表目，两器给出段表的首地址，虚地址的段号指明要访问段表中的哪一表目，两者相加找到该段相应的页表在主存中的首地址。将首地址再与虚地址中者相加找到该段相应的页表在主存中的首地址。将首地址再与虚地址中的段内虚页号相加，找到页表中的某一表目，将该表目中登记的实页号的段内虚页号相加，找到页表中的某一表目，将该表目中登记的实页号与虚地址中页内地址组装后，得到实存地址。与虚地址中页内地址组装后，得到实存地址。在实际进行虚实地址变换中，除了段表和页表，还有：在实际进行虚实地址变换中，除了段表和页表，还有：1、快表：在、快表：在Cache中建立，为了加快地址的变换速度。中建立，为了加快地址的变换速度。2、帧页表：帧页表记录当前内存使用情况，用来对主存进行管理，、帧页表：帧页表记录当前内存使用情况，用来对主存进行管理，它位于内存。它位于内存。3、外页表：外页表用来登记程序虚页号与辅存地址的对应关系。、外页表：外页表用来登记程序虚页号与辅存地址的对应关系。位于主存。位于主存。