Chương 3: Hệ thống nhớ máy tính

Bộ nhớ (memmory) là không gian làm việc của bộ vi xử lý. Đó là nơi cất giữ tạm thời các chương trình và dữ liệu đang được thao tác với bộ vi xử lý. Việc lưu trữ bộ nhớ được xem tạm thời vì dữ liệu chỉ tồn tại trong thời gian máy đang hoạt động và không bị khởi động lại. Trước khi khởi động lại hay tắt máy, dữ liệu đã thay đổi cần được ghi vào các thiết bị lưu trữ lâu dài – storage – (thường là ổ đĩa cứng) để sau này có thể...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Chương 3: Hệ thống nhớ máy tínhKiÕn tróc m¸y tÝnhCh¬ng 3-Hệ thống nhớ máy tínhthuhienktv@gmail.com 1Néi dung về hệ thống nhớ Tæng quan vÒ hÖ thèng nhí Bé nhí b¸n dÉn Bé nhí chÝnh Bé nhí cache Bé nhí ngoµi. 21. Tổng quan về hệ thống nhớ Bộ nhớ (memmory) là không gian làm việc của bộ vi xử lý. Đó là nơi cất giữ tạm thời các chương trình và dữ liệu đang được thao tác với bộ vi xử lý. Việc lưu trữ bộ nhớ được xem tạm thời vì dữ liệu chỉ tồn tại trong thời gian máy đang hoạt động và không bị khởi động lại. Trước khi khởi động lại hay tắt máy, dữ liệu đã thay đổi cần được ghi vào các thiết bị lưu trữ lâu dài – storage – (thường là ổ đĩa cứng) để sau này có thể nạp lại vào bộ nhớ. 3Tổng quan về hệ thống nhớ Một điểm quan trọng mà chúng ta cần ghi nhớ đó là: một file khi được nạp vào trong bộ nhớ, nó chỉ là bản sao của file đó, còn thực chất file đó vẫn tồn tại trong ổ đĩa. Vì tính chất tạm thời của bộ nhớ cho nên file đã bị thay đổi cần được ghi lại vào đĩa cứng trước khi tắt máy, vì khi tắt máy dữ liệu trong bộ nhớ sẽ bị xoá. 4Tổng quan về hệ thống nhớ Bộ nhớ lưu trữ các chương trình đang chạy và dữ liệu của chúng sử dụng. Các chip nhớ có lúc được gọi là “lưu trữ không ổn định” (volatile storage) bởi vì khi tắt máy hoặc có sự cố về nguồn điện, lưu trữ trong RAM sẽ bị mất. Vì bản chất bất ổn định như vậy cho nên nhiều người dùng có thói quen ghi lại thường xuyên (một số chương trình ứng dụng có thể ghi một cách tự động theo thời gian đã định). 52. C¸c ®Æc trng cña hÖ thèng nhí VÞ trÝ (location) „ Bªn trong Bé xö lý: TËp c¸c thanh ghi, cache „ Bé nhí trong: Bé nhí chÝnh Bé nhí cache „ Bé nhí ngoµi: C¸c thiÕt bÞ nhí, §Üa tõ, b¨ng tõ §Üa quang Dung lîng (capacity) „ §é dµi tõ nhí (®¬n vÞ lµ bit)- KÝch thíc trªn 1 ®¬n vÞ lu tr÷. „ Sè lîng tõ nhí- Dung lîng bé nhí 6C¸c ®Æc trng cña hÖ thèng nhí §¬n vÞ truyÒn (unit of transfer) „ TruyÒn theo tõ nhí- TruyÒn tuÇn tù tõng Word „ TruyÒn theo khèi nhí- TruyÒn 1 khèi gåm n Word HiÖu n¨ng „ Thêi gian truy cËp. „ Chu kú truy xuÊt bé nhí. „ Tèc ®é truyÒn. 7C¸c ®Æc trng cña hÖ thèng nhí Ph¬ng ph¸p truy nhËp (access method) „ Truy nhËp tuÇn tù (b¨ng tõ)- §Ó ®Õn ®îc ®iÓm n ®Çu tõ ph¶i duyÖt qua n-1 vÞ trÝ tríc. „ Truy nhËp trùc tiÕp (®Üa tõ, ®Üa quang)- §Çu tõ di chuyÓn trùc tiÕp ®Õn vÞ trÝ cÇn ®äc. „ Truy nhËp ngÉu nhiªn (bé nhí trong)- « nhí cÇn ®äc sÏ ®îc gi¶i m· ®Ó lÊy th«ng tin ngay lËp tøc. „ Truy nhËp liªn kÕt (bé nhí cache)- Truy cËp th«ng qua b¶n sao cña « nhí cÇn ®äc. 8C¸c ®Æc trng cña hÖ thèng nhí KiÓu vËt lý cña bé nhí (physical type) „ Bé nhí b¸n dÉn- Lu tr÷ b»ng ®iÖn „ Bé nhí tõ- Lu tr÷ dïng tõ tÝnh. „ Bé nhí quang: Lu tr÷ sö dông c«ng nghÖ Laze C¸c ®Æc trng vËt lý (physical characteristics) „ Bé nhí kh¶ biÕn / kh«ng kh¶ biÕn „ Bé nhí xãa ®îc / kh«ng xãa ®îc 93. M« h×nh ph©n cÊp hÖ thèng nhí Việc trao đổi dữ liệu giữa BVXL và BNC làmột thao tác quan trọng, chiếm đa số trong cáclệnh xử lý dữ liệu nên nó quyết định hiệu suấtcủa hệ thống VXL nói chung và máy tính nóiriêng. Bộ nhớ chính và bộ nhớ ngoài thường cótốc độ trao đổi dữ liệu chậm (chênh lệch) hơn sovới tốc độ làm việc của CPU (kể cả việc vậnchuyển dữ liệu trong BVXL). Để nâng cao tốc độxử lý dữ liệu chung của toàn hệ thống, người tatìm cách nâng cao tốc độ trao đổi dữ liệu (kể cảlệnh) giữa BVXL và bộ nhớ. Dựa trên nguyên lýcục bộ về không gian và thời gian mà người ta 10xây dựng hệ thống nhớ 5 cấp như sau:3. M« h×nh ph©n cÊp hÖ thèng nhí Upper Level Capacity Access Time Staging Cost Xfer Unit faster CPU Registers Registers 100s Bytes 1s ns prog./compiler Instr. Operands 1-8 bytes Cache K Bytes Cache 4 ns 1-0.1 cents/bit cache cntl Blocks 8-128 bytes Main Memory M Bytes Memory 100ns- 300ns $.0001-.00001 cents /bit OS Pages ...