计算机组织结构 期中复习(4)

2019-08-20 19:16

寻址单元(Addressing Unit):

包含同样类型的几个位元

寻址模式:字(Byte) 更加常见/字节(Word)

先行后列

停止读写,集中刷新,会有一段时间停止工作:死区 不会出现死区但是时间过长 高效

存储阵列:线的复用 刷新:

集中刷新(Centralized Fresh) 分散刷新(Decentralized Fresh) 异步刷新(Asynchronous Fresh)

芯片的引脚:

Address/Data/Vcc(power supply)/Vss(ground pin)/CE(chip enable)/Vpp(program voltage) WE(write enable)/OE(output enable)/RAS(row address select)/CAS(column address select)

模块的扩展:字扩展/位扩展/字位扩展 位扩展:增加数据量。

地址线数量不变,数据线数量增加

例如:使用8个 4K*1的芯片来组成4K*8的芯片

字扩展:增加寻址空间 地址线数目增加 数据线数目不变

例如:使用 4个16K*8bit的芯片组成64K*8bit的主存

内存是字扩展

主存 = RAM + ROM 主存大小 = RAM 大小 其他的DRAM:

SDRAM(Synchronous DRAM,同步动态访问存储器):只允许在一个特定时刻传输 DDR SDRAM(Double-data-rate SDRAM,两倍速率SDRAM) Rambus DRAM/Cache DRAM

纠错: 奇偶校验:

奇校验: 校验位=所有位作异或后再与1异或 若1的个数为奇数,则校验码为0,

偶校验: 校验位=所有位异或 若1的个数为偶数,则校验码为0

出错条件:比较C’(新读出的校验码)与C’’(重新计算后得到的校验码)(作异

或),注意,与原先的数据无关。结果为1时,有奇数位出错,为0,没有出错或者偶数位出错。

优点:成本低

缺点:只能知道出错不能找出错误之处

海明码:分K组产生校验码

将一个M字节的数据分成K组,则有K位校验码 2^k>=M+k+1

规则:

1.将两次海明码作异或,若所有位上都是0,则没有 错误 2.若有一位是1,则海明码错误,不需要纠正

3.超过一位是1,根据相应规则可以判断哪一位出错,并纠正。

记8字节数 D=D8D7D6D5D4D3D2D1,它的四位校验码是C=C4C3C2C1

C1=D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7 C2=D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7 C3=D2⊕D3⊕D4⊕D7 C4=D5⊕D6⊕D7⊕D8

纠错码 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 数据位 D8

D7

D6

D5

C4

D4

D3

D2

C3

D1

C2

C1

记八字节的数,海明码为4位.

D8D7D6D5C4D4D3D2C3D1C2C1 包括校验码的12位的储存顺序

例1: D=01101010 使用偶校验

C1=D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7=1 C2=D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7=1 C3=D2⊕D3⊕D4⊕D8=0 C4=D5⊕D6⊕D7⊕D8=0 所以为011001010011

例2: 若取得时12位为0110 0 101 0 0 11

D’=01101010得到C’=0011 C’’=0011 S=C’’⊕C’=0000 所以没有出错

若取得时12位为0111 0 101 0 0 11

D’=0111 1010 C’=1010 C’‘=0011

S=C’’⊕C’=1001 所以第五位出错

SEC 只能纠错一位

SEC-DEC 增加一位校验码C5=D1⊕D2⊕D3⊕D5⊕D6⊕D8

如果有一位数据发生错误,则有三位的校验码将发生改变

CRC(Cyclic Redundancy Check,循环冗余校验码):

例子说明一切:

数据:100111。生成校验码 1001(x^3+1) 校验码 111

例题分析:

关于各种存储器的比较以及应用

1.说明下面概念间的区别 RAM和 ROM

RAM,随机访问存储器,可读可写,但是易失 ROM,只读存储器,只能读不能写,不具有易失性 两者的共同点都是半导体存储器 SRAM和SDRAM

SRAM 静态随机访问存储器,相对于动态的DRAM,不需要刷新电路来维持位元的状态

SDRAM是DRAM的一种,需要刷新来维持位元状态,但是相比普通的DRAM,它采用外部时钟与处理器同步,具有更高的数据传输速率 PROM、EPROM、和EEPROM

PROM, 可编程只读存储器,非易失,可以一次电写入,但之后无法修改

EPROM 可擦除可编程只读存储器,可以写入多次,但需要通过紫外光擦除整个芯片的信息,时间长,但是造价相对较低集成度高

EEPROM 电子EPROM,可以擦除单个字节,消耗时间相对较短,但是造价贵且集成度低 SDRAM和DDR

DDR是一种特殊的SDRAM,也采用外部时钟与处理器同步,但是与SDRAM相比,DDR允许在一个时钟周期内读/写两次数据,可以加快数据传输速率

2.传统的 RAM 组织成每芯片只有一位,而 ROM 通常组织成每芯片多位,请说明原因。

当RAM组织成每芯片只有一位时,所需要的地址线只要一根,这样有利于减少芯片的引脚数

和出错的概率,提高芯片的集成度。

与RAM相比,ROM容量相对较小,集成度要求较低,组成每个芯片多位可以减少芯片数

量,有利于降低成本。

3.假设采用分散式刷新,下图表示一个 DRAM 经由总线的读操作的简化时序,存取时间认为是由t1到t2.由t2到t3是刷新时间,此期间DRAM芯片必须再充电,然后处理器才能再次存取它们。


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