《单片机原理及应用》课件第14章 存储器_第1页
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第14章存储器教学目的：本章介绍微计算机中存储器系统的组成及现代常用存储技术。

教学重点：存储器体系的层次结构。高速缓冲存储器与虚拟存储器的主要异同点。14.1微型计算机存储器系统的组成14.1.1存储器体系的层次结构图14.1存储器体系的层次结构示意图

第一级存储器——CPU芯片内的寄存器组。第二级存储器——高速缓冲存储器。第三级存储器——主存储器。第四级存储器——外部（也称为辅助）存储器。外部存储器简介磁盘存储器光盘存储器U盘存储器

14.1.2CPU与存储器芯片的连接1.32位存储器的组成与控制方式图14.232位存储器的组成示例 2.不同字节数据的访问控制图14.332位与8位数据端口转换电路原理14.1.3内存条

简要介绍其发展概况及各代特点。1）SDRAM（SynchronousDRAM）2）DDRSDRAM3）DDR2SDRAM4）DDR3SDRAM5）DDR4SDRAM

14.2高速缓冲存储器Cache

14.2.1高速缓冲存储器Cache简介

为了使CPU与主存之间的速度匹配，在CPU和主存间增加一个容量小但速度高的存储器，就可实现既提高了访问存储器的速度，又提高了性价比的目的。14.2.2Cache的结构与工作原理

Cache的硬件基本结构与原理框图如图14.5所示。图14.5Cache的基本结构与原理框图

14.2.3Cache的读写方法Cache的基本操作有读和写，其衡量指标为命中率，它表示CPU在Cache中能够找到CPU要执行指令的概率。1）读方法2）替换方法3）写方法14.2.4Cache的发展14.3虚拟存储器14.3.1虚拟存储器简介虚拟存储器是一种在主存不变的情况下，通过软件和硬件结合，扩大用户可用存储空间的技术。它是由负责信息划分以及主存—外存之间信息传输的辅助硬件（用于把虚拟地址转换成实地址）和操作系统中的存储管理软件所组成的虚拟存储系统。虚拟存储器涉及的三个地址空间及相应地址分别如下：虚拟地址空间：是用户编程时所用的地址空间.主存（内存）地址空间：又称为实存地址空间，是存储、运行程序的空间，其相应地址称为主存物理地址，或者实地址。辅存（外存）地址空间：即磁盘存储器的地址空间，是用来存放程序的空间，其相应地址称为辅存地址，或者磁盘地址。14.3.2虚拟存储管理方案

1）分段存储管理2）分页存储管理3）混合存储管理14.3.3虚拟存储器与Cache的主要异同点

引入虚拟存储器是为了解决内存与外存之间的容量差距，引入Cache是为了解决内存与CPU的速度差距。CPU可以直接访问Cache，却不能直接访问外存。Cache每次传送的信息块是定长的，一般只有几十字节，读/写速度快；而虚拟存储器的信息块可以是几百或者几千字节，读/写速度比较慢。虚拟存储器是由操作系统的管理软件和一些辅助硬件结合进行信息块的划分和调度，而Cache全部由辅助硬件实现

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