Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ (Chương 6) Bộ nhớ máy tính

BÀI GIẢNG: KIẾN TRÚC MÁY TÍNH VÀ HỢP NGỮ Chương 6: Bộ nhớ máy tính Bộ nhớ máy tính        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ ngồi 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn Hiệp 3.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ   Các đặc trưng hệ thống nhớ Phân cấp hệ thống nhớ máy tính Lê Văn Hiệp Các đặc trưng hệ thống nhớ  Vị trí:     Dung lượng:    Độ dài từ nhớ (tính bit) Số lượng từ nhớ Đơn vị truyền:    Bên CPU: tập ghi Bộ nhớ trong: nhớ cache Bộ nhớ ngồi: thiết bị nhớ Theo từ nhớ Theo khối (block) nhớ Phương pháp truy cập:     Truy cập (băng từ) Truy cập trực tiếp (các loại đĩa) Truy cập ngẫu nhiên (bộ nhớ bán dẫn) Truy cập liên kết (cache) Lê Văn Hiệp Các đặc trưng hệ thống nhớ  Hiệu năng:     Kiểu vật lý:     Thời gian truy cập Chu kỳ nhớ Tốc độ truyền Bộ nhớ bán dẫn Bộ nhớ từ Bộ nhớ quang Các đặc tính vật lý:    Khả biến (mất điện thơng tin) / Khơng khả biến Xóa / Khơng xóa Tổ chức Lê Văn Hiệp Phân cấp hệ thống nhớ MT Lê Văn Hiệp Hệ thống nhớ máy tính (tiếp)  Tập ghi (Registers):    Bộ nhớ đệm nhanh (Cache):    Bộ nhớ có tốc độ nhanh đặt CPU nhớ nhằm tăng tốc độ truy cập nhớ CPU Thường chia thành vài mức (L1, L2) Bộ nhớ (Main Memory):   Là thành phần nhớ nằm CPU, coi mức nhớ Chứa thông tin phục vụ cho hoạt động thời điểm CPU Chứa chương trình liệu sử dụng Bộ nhớ (External Memory):  Chứa tài nguyên phần mềm máy tính Lê Văn Hiệp Bộ nhớ máy tính        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn Hiệp 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn   Phân loại Mô hình chip nhớ Lê Văn Hiệp Phân loại 10    Gồm loại chính: ROM RAM ROM (Read Only Memory): nhớ đọc Đặc điểm:    Bộ nhớ chủ yếu dùng để đọc thông tin Bộ nhớ không khả biến Chứa chương trình liệu cố định với hệ thống Lê Văn Hiệp Đặc điểm ánh xạ liên kết tập hợp 47      Kích thước Block = 2W Word Trường Set có S bit dùng để xác định số V = 2S Set Trường Tag có T bit: T = N - (W+S) Tổng quát cho hai phương pháp Thông thường 2,4,8,16Lines/Set Lê Văn Hiệp Thuật giải thay (Ánh xạ trực tiếp) 48          Không phải lựa chọn Mỗi Block ánh xạ vào Line xác định Thay Block Line Được thực phần cứng (nhanh) Random: Thay ngẫu nhiên FIFO (First In First Out): Thay Block nằm lâu Set LFU (Least Frequently Used): Thay Block Set có số lần truy nhập khoảng thời gian LRU (Least Recently Used): Thay Block Set tương ứng có thời gian lâu không tham chiếu tới Tối ưu nhất: LRU Lê Văn Hiệp Phương pháp ghi liệu cache hit 49  Ghi xuyên qua (Write-through):    ghi cache nhớ tốc độ chậm Ghi trả sau (Write-back):    ghi cache tốc độ nhanh Block cache bị thay cần phải ghi trả Block nhớ Lê Văn Hiệp Bộ nhớ máy tính 50        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn Hiệp 6.3.5 Bộ nhớ ngồi 51      Đĩa từ Đĩa quang Flash disk Các chuẩn nối ghép ổ đĩa RAID Lê Văn Hiệp Tham khảo chương 52     Đĩa từ Đĩa quang Flash disk Các chuẩn nối ghép ổ đĩa Lê Văn Hiệp RAID 53      Redundant Array of Independent Disks Là tập hợp ổ đĩa cứng vật lý mà hệ điều hành coi ổ đĩa logic Khi ghi lên hệ thống RAID, tệp liệu phân mảnh lưu trữ phân tán ổ cứng vật lý Có khả tạo lưu trữ thông tin dư thừa để đảm bảo khôi phục lại thông tin trường hợp ổ đĩa bị hỏng Có loại phổ biến: RAID  Lê Văn Hiệp RAID 3, 54 Lê Văn Hiệp RAID 0, 1, 55 Lê Văn Hiệp RAID 5, 56 Lê Văn Hiệp Ánh xạ liệu RAID 57 Lê Văn Hiệp Bộ nhớ máy tính 58        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn Hiệp 6.3.6 Bộ nhớ ảo 59   Khái niệm nhớ ảo: nhớ bao gồm nhớ nhớ ngồi mà CPU coi nhớ Các kỹ thuật thực nhớ ảo:  Kỹ thuật phân trang: Chia không gian địa nhớ thành trang nhớ có kích thước nằm liền kề Thơng dụng: kích thước trang = 4KBytes  Kỹ thuật phân đoạn: Chia không gian nhớ thành đoạn nhớ có kích thước thay đổi, đoạn nhớ gối lên Lê Văn Hiệp Bộ nhớ máy tính 60        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn Hiệp 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân P.379 61       Bộ nhớ Cache RAM ROM BIOS CMOS RAM Video RAM Các loại nhớ Lê Văn Hiệp .. .Bộ nhớ máy tính        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn... ghi vào ngăn nhớ tương ứng Lê Văn Hiệp Bộ nhớ máy tính 24        6.3.1 Tổng quan hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ. .. hệ thống nhớ 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn 6.3.3 Bộ nhớ 6.3.4 Bộ nhớ cache 6.3.5 Bộ nhớ 6.3.6 Bộ nhớ ảo 6.3.7 Bộ nhớ máy tính cá nhân Lê Văn Hiệp 6.3.2 Bộ nhớ bán dẫn   Phân loại Mơ hình chip nhớ Lê Văn