Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Bộ nhớ máy tính - Nguyễn Kim Khánh

Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Bộ nhớ máy tính trình bày các kiến thức tổng quan về hệ thống nhớ, bộ nhớ bán dẫn, bộ nhớ chính, bộ nhớ cache, bộ nhớ ngoài, bộ nhớ ảo, hệ thống nhớ trên máy tính cá nhân.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Bộ nhớ máy tính - Nguyễn Kim KhánhNKK-HUT Kiến trúc máy tính Chương 7 BỘ NHỚ MÁY TÍNH Nguyễn Kim Khánh Trường Đại học Bách khoa Hà Nội26 May 2012 IT3030 1NKK-HUT Nội dung học phần  Chương 1. Giới thiệu chung  Chương 2. Cơ bản về logic số  Chương 3. Hệ thống máy tính  Chương 4. Kiến trúc tập lệnh  Chương 5. Số học máy tính  Chương 6. Bộ xử lý  Chương 7. Bộ nhớ  Chương 8. Vào-ra  Chương 9. Kiến trúc máy tính tiên tiến26May26 May2012 2012 IT3030 2 NKK-HUT Nội dung của chương 7 7.1. Tổng quan về hệ thống nhớ 7.2. Bộ nhớ bán dẫn 7.3. Bộ nhớ chính 7.4. Bộ nhớ cache 7.5. Bộ nhớ ngoài 7.6. Bộ nhớ ảo 7.7. Hệ thống nhớ trên máy tính cá nhân26 May 2012 IT3030 3NKK-HUT 7.1. Tổng quan về hệ thống nhớ 1. Các đặc trưng của hệ thống nhớ  Vị trí  Bên trong CPU:  tập thanh ghi  Bộ nhớ trong:  bộ nhớ chính  bộ nhớ cache  Bộ nhớ ngoài: các thiết bị nhớ  Dung lượng  Độ dài từ nhớ (tính bằng bit)  Số lượng từ nhớ26 May 2012 IT3030 4NKK-HUT Các đặc trưng của hệ thống nhớ (tiếp)  Đơn vị truyền  Từ nhớ  Khối nhớ  Phương pháp truy nhập  Truy nhập tuần tự (băng từ)  Truy nhập trực tiếp (các loại đĩa)  Truy nhập ngẫu nhiên (bộ nhớ bán dẫn)  Truy nhập liên kết (cache)26 May 2012 IT3030 5NKK-HUT Các đặc trưng của hệ thống nhớ (tiếp)  Hiệu năng (performance)  Thời gian truy nhập  Chu kỳ nhớ  Tốc độ truyền  Kiểu vật lý  Bộ nhớ bán dẫn  Bộ nhớ từ  Bộ nhớ quang26 May 2012 IT3030 6NKK-HUT Các đặc trưng của hệ thống nhớ (tiếp)  Các đặc tính vật lý  Khả biến / Không khả biến (volatile / nonvolatile)  Xoá được / không xoá được  Tổ chức26 May 2012 IT3030 7NKK-HUT  2.1.2 2. Phân cấp hệ thống nhớ26 May 2012 IT3030 8NKK-HUT Ví dụ hệ thống nhớ thông dụng Bé vi xö lý CPU Bé TËp Bé nhí nhí Bé nhí Bé nhí thanh Cache Cache chÝnh ngoµi ghi L2 L1 Bé nhí m¹ng Từ trái sang phải:  dung lượng tăng dần  tốc độ giảm dần  giá thành/1bit giảm dần26 May 2012 IT3030 9NKK-HUT 3. Phát hiện và hiệu chỉnh lỗi trong bộ nhớ  Nguyên tắc chung: cần tạo ra và lưu trữ thêm thông tin dư thừa.  Từ dữ liệu cần ghi vào bộ nhớ: m bit  Cần tạo ra và lưu trữ từ mã: k bit  Lưu trữ (m+k) bit  Khi đọc ra có các khả năng sau:  Không phát hiện thấy dữ liệu lỗi  Phát hiện thấy dữ liệu lỗi và có thể hiệu chỉnh dữ liệu thành đúng  Phát hiện thấy lỗi nhưng không có khả năng hiệu chỉnh  cần phát ra tín hiệu báo lỗi.26 May 2012 IT3030 10NKK-HUT Sơ đồ phát hiện và hiệu chỉnh lỗi Bé D÷ liÖu vµo m bit m bit D÷ liÖu ra m bit hiÖu chØnh vµ ®-a m bit k bit d÷ liÖu ra Bé Bé nhí Bé t¹o m· t¹o m· k Bé TÝn hiÖu b¸o lçi so s¸nh k bit m· k26 May 2012 IT3030 11NKK-HUT Ví dụ mã sửa lỗi Hamming (m=4, k=3) 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 ...