計(jì)算機(jī)原理2014-2015

1、第1課時(shí) 存儲(chǔ)器的分類與層次結(jié)構(gòu)教學(xué)目標(biāo)： 掌握存儲(chǔ)器的分類；掌握存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)；教學(xué)重點(diǎn)：存儲(chǔ)器的分類；存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)；教學(xué)難點(diǎn)：存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)教學(xué)過程：【導(dǎo)入新課】問題：常見的存儲(chǔ)器有哪些，請舉例子說明【新課講解】1、 存儲(chǔ)器的分類隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的種類日益繁多，根據(jù)不同的特性可對存儲(chǔ)器進(jìn)行不同的分類，下面介紹幾種常見的分類方法。1按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用分類 高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)作用：高速緩沖存儲(chǔ)器用來存放當(dāng)前計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行的程序段和數(shù)據(jù)，提高CPU執(zhí)行速度。特點(diǎn)：高速緩沖存儲(chǔ)器的存取速度可以與CPU的速度相匹配，但存儲(chǔ)容量較小，價(jià)格較高。構(gòu)成

2、：采用SRAM構(gòu)成CPU可訪問性：CPU可直接隨機(jī)地進(jìn)行讀/寫訪問。(2) 主存儲(chǔ)器（主存）作用：主存用來存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間所需要的程序和數(shù)據(jù)。CPU可訪問性：CPU可直接隨機(jī)地進(jìn)行讀/寫訪問。特點(diǎn)：主存的容量相對于Cache來說要大，存取速度要低。構(gòu)成：采用DRAM構(gòu)成。(3) 輔助存儲(chǔ)器（輔存或外存）作用：用來存放當(dāng)前暫不參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)以及一些需要永久性保存的信息。特點(diǎn)：具有存儲(chǔ)容量大、存取速度低、位價(jià)格低。CPU可訪問性：CPU不能直接訪問外存。總結(jié)：存取速度：輔存主存高速緩沖存儲(chǔ)器容量大小：高速緩沖存儲(chǔ)器主存輔存價(jià)格高低：輔存主存高速緩沖存儲(chǔ)器2按存取方式分類 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RA

3、M 只讀存儲(chǔ)器ROM 順序存取存儲(chǔ)器SAM 直接存取存儲(chǔ)器DAM3按存儲(chǔ)介質(zhì)分類 磁芯存儲(chǔ)器特點(diǎn)：信息可以長期存儲(chǔ)，不會(huì)因斷電而丟失。 半導(dǎo)體存儲(chǔ)器分類：主要有MOS型存儲(chǔ)器和雙極型存儲(chǔ)器兩大類。MOS型存儲(chǔ)器特點(diǎn)：集成度高、功耗低、價(jià)格便宜、存取速度較慢；雙極型存儲(chǔ)器特點(diǎn)：存取速度快、集成度較低、功耗較大、成本較高。半導(dǎo)體RAM存儲(chǔ)的信息會(huì)因?yàn)閿嚯姸鴣G失。 磁表面存儲(chǔ)器特點(diǎn)：容量大、價(jià)格低、存取速度慢，故多用作輔助存儲(chǔ)器。 光存儲(chǔ)器特點(diǎn)：容量大、價(jià)格低、存取速度慢，故多用作輔助存儲(chǔ)器。4按信息的可保存性分類易失性存儲(chǔ)器：斷電后，存儲(chǔ)信息即消失的存儲(chǔ)器。非易失性存儲(chǔ)器：斷電后信息仍然保存的存儲(chǔ)

4、器，稱。破壞性讀出：如果某個(gè)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的信息被讀出時(shí)，原存信息將被破壞；非破壞性讀出：如果讀出時(shí)，被讀單元原存信息不被破壞。 2、 存儲(chǔ)器的層次結(jié)構(gòu)（1）多級級存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器的多級存儲(chǔ)層次的提出是：為了解決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾。M1速度最快、容量最小、位價(jià)格最高；Mn速度最慢、容量最大、位價(jià)格最低。整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)具有接近于M1的速度，相等或接近Mn的容量，接近于Mn的位價(jià)格。在多級存儲(chǔ)層次中，最常用的數(shù)據(jù)在M1中，次常用的在M2中，最少使用的在Mn中。 多級存儲(chǔ)層次（2）三級存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)三級存儲(chǔ)體系三級存儲(chǔ)體系構(gòu)成：由Cache、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器構(gòu)成。兩個(gè)層次：Ca

5、che主存存儲(chǔ)層次是為解決主存速度不足而提出來的，從CPU看，速度接近Cache的速度，容量是主存的容量，每位價(jià)格接近于主存的價(jià)格；主存輔存存儲(chǔ)層次是為解決主存容量不足而提出來的，從CPU看，速度接近主存的速度，容量是虛擬的地址空間，每位價(jià)格是接近于輔存的價(jià)格?！揪毩?xí)作業(yè)】一、選擇題1、通常計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器可采用（ ）。A、RAM和ROM B、僅ROMC、僅RAM D、RAM、ROM和磁盤2、切斷計(jì)算機(jī)電源后，下列存儲(chǔ)器中的信息會(huì)丟失的是（ ）。A、RAM B、ROM C、軟盤 D、硬盤3、存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶設(shè)備，主要用于存儲(chǔ)（ ）。A、數(shù)據(jù) B、程序 C、計(jì)算機(jī)語言 D、數(shù)據(jù)和程序4、計(jì)算

6、機(jī)存儲(chǔ)體系涉及到內(nèi)存、軟盤、硬盤、緩存等，按存取時(shí)間由快到慢的順序排列，正確有是（ ）。A、內(nèi)存、軟盤、硬盤、緩存 B、軟盤、內(nèi)存、硬盤、緩存C、緩存、內(nèi)存、硬盤、軟盤 D、內(nèi)存、緩存、軟盤、硬盤5、CPU可以直接訪問的存儲(chǔ)器是（ ）。A、硬盤 B、光盤 C、U盤 D、內(nèi)存6、在計(jì)算機(jī)中直接與CPU交換數(shù)據(jù)的是（ ）。A、RAM、ROM和I/O B、主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器C、隨機(jī)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器 D、高速緩存和主存儲(chǔ)器7、和外存儲(chǔ)器相比，內(nèi)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是( )。A、容量大、速度快、成本低 B、容量大、速度慢、成本高C、容量小、速度快、成本高 D、容量小、速度快、成本低8、微型計(jì)算機(jī)中內(nèi)存儲(chǔ)器所采

7、用的材料通常為（ ）。A、光介質(zhì) B、磁介質(zhì) C、半導(dǎo)體 D、FLASH9、有關(guān)cache說法正確的是（ ）A、只能在CPU以外 B、只能在CPU以內(nèi)C、CPU內(nèi)外都可 D、若存在cache，CPU將不能訪問內(nèi)存10、在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)正常狀態(tài)下，如果計(jì)算機(jī)頻繁地讀寫硬盤，最可能存在的原因是（ ）。A、CPU的速度太慢 B、內(nèi)存容量太小 C、硬盤容量太小 D、軟盤容量太小11、軟盤加上寫保護(hù)后，對它可進(jìn)行的操作是（ ）。A、刪除文件 B、讀出文件 C、讀出和寫入文件 D、寫入文件12、計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器采用分級方式是為了（ ）。A、減少主機(jī)箱的體積 B、解決容量、價(jià)格、速度三者之間的矛盾C、保存大量數(shù)據(jù)

8、方便 D、操作方便13、存儲(chǔ)器的隨機(jī)訪問方式是指（）。 A、可隨意訪問存儲(chǔ)器 B、按隨機(jī)文件訪問存儲(chǔ)器C、可對存儲(chǔ)器進(jìn)行讀出與寫入D、可按地址訪問存儲(chǔ)器任一編址單元，其訪問時(shí)間相同且與地址無關(guān)二、填空題1、計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)容量一般用字節(jié)來表示，1KB= B，1MB=_KB，1GB=_MB.1GB=_KB，1GB=_B。2、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)是為了解決_問題。3、在多層次的存儲(chǔ)體系中，上一層次的存儲(chǔ)器比其下一層次的存儲(chǔ)器_、 、 每字節(jié)存儲(chǔ)容量的成本更高。4、與雙極型存儲(chǔ)器相比，MOS型存儲(chǔ)器集成度_、功耗_、價(jià)格_、存取速度較_。三、簡答題1、簡述主存與輔存的區(qū)別2、簡述現(xiàn)

9、代計(jì)算機(jī)中都采用的三級存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)？第2課時(shí) 主存儲(chǔ)器概述教學(xué)目標(biāo)： 了解主存儲(chǔ)器的概念；了解存儲(chǔ)元、存儲(chǔ)單元及存儲(chǔ)體的概念；理解主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)；理解主存儲(chǔ)器的組織與結(jié)構(gòu)；教學(xué)重點(diǎn)：主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)教學(xué)難點(diǎn)：主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo)教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)回顧】1、按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用分為哪幾類？2、按存取方式分類分為哪幾類？3、主存與輔存有哪些區(qū)別？【新課講解】一、存儲(chǔ)器的概念存儲(chǔ)元：存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位，它可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制代碼。存儲(chǔ)單元：由若干個(gè)存儲(chǔ)元組成。單元地址：每一個(gè)存儲(chǔ)單元的唯一編號。存儲(chǔ)體：由許多存儲(chǔ)單元組成。二、主存儲(chǔ)器的主要性能指標(biāo) 容量容量 = 存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)

10、 X 位數(shù)（字長）字：每訪問一次主存儲(chǔ)器，讀出(或?qū)懭?的單位。字長：字的二進(jìn)制位數(shù)叫做字長。 存取速度 存取時(shí)間Ta存取時(shí)間：又稱為訪問時(shí)間或讀寫時(shí)間，它是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時(shí)間。 存取周期Tm存取周期：又可稱作讀寫周期、訪內(nèi)周期，是指主存進(jìn)行一次完整的讀寫操作所需的全部時(shí)間，即連續(xù)兩次訪問存儲(chǔ)器操作之間所需要的最短時(shí)間。TmTa。 主存帶寬Bm主存的帶寬又稱為數(shù)據(jù)傳輸率，表示每秒從主存進(jìn)出信息的最大數(shù)量，單位為字每秒或字節(jié)每秒或位每秒。 存儲(chǔ)器的可靠性三、主存儲(chǔ)器的組織與結(jié)構(gòu)主存通常由存儲(chǔ)體、地址譯碼驅(qū)動(dòng)電路、I/O和讀寫電路組成。 【練習(xí)作業(yè)】1、存儲(chǔ)器完成一次完

11、整的讀寫操作所需的全部時(shí)間稱為（ ）。A、存取時(shí)間 B、存取周期 C、CPU周期 D、機(jī)器周期2、存儲(chǔ)單元是指（ ）。A、存放一個(gè)二進(jìn)制信息位的存儲(chǔ)元B、存放一個(gè)機(jī)器字的所有存儲(chǔ)元集合C、存放一個(gè)字節(jié)的所的存儲(chǔ)元集合D、存放兩個(gè)字節(jié)的所有存儲(chǔ)元集合3、內(nèi)存中的每一個(gè)存儲(chǔ)單元都有唯一的標(biāo)記，該標(biāo)記稱為（ ）。A、序號 B、字節(jié) C、地址 D、編號4、計(jì)算機(jī)中衡量一個(gè)存儲(chǔ)器的性能指標(biāo)主要是 、 、存取速度、可靠性、性能價(jià)格比等。5、主存通常由_、_、_組成。第3課時(shí) 存儲(chǔ)器的記憶單元（存儲(chǔ)元）教學(xué)目標(biāo)： 了解隨機(jī)存儲(chǔ)器的記憶單元；了解只讀存儲(chǔ)器的記憶單元；教學(xué)重點(diǎn)：隨機(jī)存儲(chǔ)器的記憶單元只讀存儲(chǔ)器的

12、記憶單元；教學(xué)難點(diǎn)：靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的記憶單元教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)回顧】1、存儲(chǔ)元2、存儲(chǔ)單元3、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從工作原理分類：雙極型和MOS型。4、雙極型特點(diǎn)：速度高、功耗大、集成度低，用于小容量的高速存儲(chǔ)器； MOS型特點(diǎn)：功耗小、集成度高、價(jià)格便宜，更適于用在大容量隨機(jī)存儲(chǔ)器中；【新課講解】1、 隨機(jī)存儲(chǔ)器的記憶單元MOS存儲(chǔ)器按工作原理分類：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)。靜態(tài)MOS存儲(chǔ)器基于觸發(fā)器的工作原理，只要不斷電，就可保存信息。動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)器利用MOS管極間電容儲(chǔ)存電荷保存信息，其功耗更小，集成度更高，價(jià)格更低，在主存中獲大量使用。 靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)的記憶單元MOS管是一種場效應(yīng)器件，有源極(

13、S)、柵極(G)和漏極(D)。 MOS場效應(yīng)管用6個(gè)MOS管子，可構(gòu)成一個(gè)靜態(tài)的記憶單元，存儲(chǔ)一位二進(jìn)制信息。6管MOS靜態(tài)記憶單元 動(dòng)態(tài)MOS隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)的記憶單元組成動(dòng)態(tài)記憶單元電路的有4管方案、3管方案和單管方案，最常用的是單管方案。 單管MOS記憶單元這種電路的優(yōu)點(diǎn)是：每個(gè)單元用的元件少，可以大大提高每個(gè)芯片上的集成容量，降低成本，同時(shí)功耗也小。但因電路上存在漏電，電容上的電荷會(huì)逐漸泄漏，而丟失信息，通常電容上的電荷可保持幾個(gè)毫秒。為了長久保持存儲(chǔ)的信息，必須在信息消失前不斷地補(bǔ)充充電，刷新原來的內(nèi)容。這種刷新操作必須不斷地、周期性地進(jìn)行，因而稱為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。2、 只讀存儲(chǔ)器

14、的記憶單元 掩模型ROM掩模型ROM集成度高，成本低，工作可靠，但不靈活，用戶沒有絲毫修改余地。 可編程序只讀存儲(chǔ)器(PROM)用戶使用前可對PROM器件進(jìn)行一次編程，寫入需要的內(nèi)容，但當(dāng)寫入程序后，PROM的內(nèi)容再也不能改變。一般使用熔絲型PROM。如圖所示。 熔絲型PROM原理 可改寫可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)每次擦除需要長時(shí)間的紫外線照射 電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(E2PROM或EEPROM)電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器，雖可反復(fù)修改存儲(chǔ)內(nèi)容，但擦除速度慢，擦寫操作復(fù)雜，所以還不能當(dāng)作隨機(jī)存儲(chǔ)器使用。 3、 閃速存儲(chǔ)器特點(diǎn)：具有集成度高、價(jià)格低、非易失性。閃速存儲(chǔ)器比硬盤速度高、功耗低、體

15、積小、可靠性高。 【練習(xí)作業(yè)】一、選擇題1、下列說法正確的是（ ）。A、EPROM是可改寫的，因而也是隨機(jī)存儲(chǔ)器的一種B、EPROM是可改寫的，但它不能作為隨機(jī)存儲(chǔ)器使用C、EPROM只能改寫一次，故它不能作為隨機(jī)存儲(chǔ)器使用D、EPROM是只能改寫一次的只讀存儲(chǔ)器2、以下存儲(chǔ)器需要周期性刷新才能長久保存信息的是（ ）A、DRAM B、ROM C、EEPROM D、SRAM3、以下哪種類型的存儲(chǔ)器讀寫速度最快（ ）。A、DRAM B、ROM C、EPROM D、SRAM4、在下列存儲(chǔ)器中內(nèi)容由使用者一次寫定不能再更改的是（ ）。A、ROM B、EPROM C、PROM D、SRAM5、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存

16、儲(chǔ)器（DRAM）的常用刷新方式有三種，以下（ ）不是它的刷新方式。A、集中式刷新 B、分散式刷新 C、同步式刷新 D、異步式刷新6、以下（ ）是電可擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器。A、掩模ROM B、PROM C、EPROM D、EEPROM7、閃存（FLASH MEMORY）又稱U盤是一種（ ）內(nèi)存。A、PROM B、EEPROM C、ROM D、EPROM8、下列說法中( )是正確的。 A半導(dǎo)體ROM信息可讀可寫，且斷電后仍能保持記憶 B半導(dǎo)體ROM是非易失性的，斷電后仍然能保持記憶 C半導(dǎo)體ROM是非易失性的，斷電后也不能保持記憶DEPROM是可改寫的，因而也是隨機(jī)存儲(chǔ)器的一種9、EPROM是指

17、( )A讀寫存儲(chǔ)器 B只讀存儲(chǔ)器 C電擦除可編程的ROM D光擦除可編程的ROM10、動(dòng)態(tài)RAM存儲(chǔ)信息依靠的是( )A.電容 B.雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 C.晶體管 D.磁場11、SRAM的存儲(chǔ)元是依靠（ ）存儲(chǔ)信息。A、磁表面 B、光介質(zhì) C、電容的充電電荷 D、雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器12、（ ）的記憶單元利用了MOS管的柵極電容實(shí)現(xiàn)記憶電荷的儲(chǔ)存。A、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 B、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器 C、可編程只讀存儲(chǔ)器 D、可改寫可編程只讀存儲(chǔ)器二、填空題1、一個(gè)靜態(tài)SRAM是由于 、 、 和控制電路等組成。2、MOS存儲(chǔ)器有靜態(tài)RAM與動(dòng)態(tài)RAM可供選擇，在構(gòu)成大容量主存時(shí)一般就選擇 。3、MOS型的RAM可以分為_

18、和_兩類.4、用_個(gè)MOS管子，可構(gòu)成一個(gè)靜態(tài)的記憶單元，存儲(chǔ)_位二進(jìn)制信息。第4課時(shí) 半導(dǎo)體主存儲(chǔ)器的組成及尋址 教學(xué)目標(biāo)： 掌握RAM芯片的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線；掌握RAM芯片的容量用字?jǐn)?shù)X位數(shù)來表示；了解地址譯碼方式；教學(xué)重點(diǎn)：RAM芯片的地址線、數(shù)據(jù)線和控制線；RAM芯片的容量字?jǐn)?shù)X位數(shù)的表示；教學(xué)難點(diǎn)：RAM芯片的容量字?jǐn)?shù)X位數(shù)的表示；教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)回顧】1、只讀存儲(chǔ)器有哪些類型？2、DRAM和SRAM分別是指什么存儲(chǔ)器？【新課講解】1、 RAM芯片分析1、地址線、數(shù)據(jù)線和控制線RAM芯片通過地址線、數(shù)據(jù)線和控制線與外部連接。地址線是單向輸入的，其數(shù)目與芯片容量有關(guān)。數(shù)據(jù)線是雙向

19、的，既可輸入，也可輸出，其數(shù)目與數(shù)據(jù)位數(shù)有關(guān)。控制線主要有讀寫控制線和片選線兩種，讀寫控制線用來控制芯片是進(jìn)行讀操作還是寫操作的，片選線用來決定該芯片是否被選中。2、RAM芯片容量容量 = 字?jǐn)?shù)X位數(shù)（字長） 存儲(chǔ)單元數(shù)量X 例：1024X4、1KX4、2KX8、64KX83、與按字節(jié)計(jì)算容量的轉(zhuǎn)換例：64KX16位=64K X 2B = 128KB4、RAM芯片容量與地址線數(shù)量、數(shù)據(jù)線數(shù)量的關(guān)系（1） 字?jǐn)?shù)決定地址線數(shù)量（2） 位數(shù)決定數(shù)據(jù)線數(shù)量例1：容量為1024X4的RAM芯片需要多少根地址線、多少根數(shù)據(jù)線與它相連？因?yàn)?024=210，所以需要10根地址線因?yàn)槲粩?shù)為4，所以需要4根數(shù)據(jù)

20、線例2：容量為64KX8的RAM芯片需要多少根地址線、多少根數(shù)據(jù)線與它相連？因?yàn)?K=1024，64=26，64K=216,所以需要16根地址線因?yàn)槲粩?shù)為8，所以需要8根數(shù)據(jù)線4、 行地址選通信號、列地址選通信號行地址和列地址RAM芯片每增加一條地址線，實(shí)際上是增加了兩位地址，也即增加了4倍的容量。 2、 地址譯碼方式 單譯碼方式 雙譯碼方式【練習(xí)作業(yè)】一、選擇題1、某一SRAM芯片，容量為16K×1位，則其地址線有（）。A、14根 B、16K根 C、16根 D、32根2、某DRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為256K×8位，該芯片的數(shù)據(jù)線和地址線數(shù)目為（） 、8，512B、512，

21、 C、8，18 、8，193、某計(jì)算機(jī)字長是32位，它的存儲(chǔ)容量是256KB，按字編址，它的尋址范圍是（ ）A、128K B、64K C、64KB D、128KB4、若一臺(tái)計(jì)算機(jī)的字長為2個(gè)字節(jié)，則表明該機(jī)器（ ）。A、能處理的數(shù)值最大為2位十進(jìn)制數(shù)。B、能處理的數(shù)值最多由2位二進(jìn)制數(shù)組成。C、在CPU中能夠作為一個(gè)整體加以處理的二進(jìn)制代碼為16位。D、在CPU中運(yùn)算的結(jié)果最大為2的16次方5、一般8位的微型機(jī)系統(tǒng)以16位來表示地址，則該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有（ ）空間。A、256 B、65535 C、65536 D、1310726、若主存每個(gè)存儲(chǔ)單元為16位，則（ ）。A、其地址線為16位 B、其地址

22、線與16有關(guān)C、其地址線與16無關(guān) D、以上說法都不正確二、填空題1、一個(gè)16K×32位的存儲(chǔ)器，其地址線和數(shù)據(jù)線的總和是_。2、某一靜態(tài)RAM芯片，其容量為64K×1位，則其地址線_條。3、存儲(chǔ)容量為256K×8位的存儲(chǔ)器芯片能存儲(chǔ)_字節(jié)的信息。第5課時(shí) 主存容量的擴(kuò)展教學(xué)目標(biāo)： 理解字?jǐn)U展法；理解位擴(kuò)展法；理解字和位同時(shí)擴(kuò)展法；教學(xué)重點(diǎn)：字?jǐn)U展法、擴(kuò)展法、字和位同時(shí)擴(kuò)展法；教學(xué)難點(diǎn)：字和位同時(shí)擴(kuò)展法教學(xué)過程：一、主存容量的擴(kuò)展由于存儲(chǔ)芯片的容量有限的，主存儲(chǔ)器往往要由一定數(shù)量的芯片構(gòu)成的。要組成一個(gè)主存，首先要考慮選片的問題，然后就是如何把芯片連接起來的問題。

23、根據(jù)存儲(chǔ)器所要求的容量和選定的存儲(chǔ)芯片的容量，就可以計(jì)算出總的芯片數(shù)，即總片數(shù)將多片組合起來常采用位擴(kuò)展法、字?jǐn)U展法、字和位同時(shí)擴(kuò)展法。 位擴(kuò)展（并聯(lián)法）位擴(kuò)展是指只在位數(shù)方向擴(kuò)展（加大字長），而芯片的字?jǐn)?shù)和存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)是一致的。位擴(kuò)展的連接方式是將各存儲(chǔ)芯片的地址線、片選線和讀寫線相應(yīng)地并聯(lián)起來，而將各芯片的數(shù)據(jù)線單獨(dú)列出。 如用16K×1的SRAM芯片組成16K×8的存儲(chǔ)器，所需芯片數(shù)為：=8片思考：（1）16K×1的SRAM芯片需要多少根地址線？多少根數(shù)據(jù)線？（2） 需16K×1的芯片多少片？（3） 16K×8的存儲(chǔ)器需要多少根地址線？多

24、少根數(shù)據(jù)線？（4）16K×8的存儲(chǔ)器總地址碼位數(shù)最少需要多少位？（5）16K×8的存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？ 字?jǐn)U展（串聯(lián)法）字?jǐn)U展是指僅在字?jǐn)?shù)方向擴(kuò)展，而位數(shù)不變。字?jǐn)U展將芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫線并聯(lián)，由片選信號來區(qū)分各個(gè)芯片。如用16K×8的SRAM組成64K×8的存儲(chǔ)器，所需芯片數(shù)為：=4片思考：（1） 16K×8的芯片需要多少根地址線？多少根數(shù)據(jù)線？（2） 需16K×8的芯片多少片？（3） 64K×8的存儲(chǔ)器需要多少根地址線？多少根數(shù)據(jù)線？（4） 其中多少根片選地址線？多少根片內(nèi)地址線？（5） 64K×

25、8的存儲(chǔ)器總地址碼位數(shù)最少需要多少位？（6） 64K×8的存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？在同一時(shí)間內(nèi)4個(gè)芯片中只能有一個(gè)芯片被選中。A15A14=00，選中第一片，A15A14=01，選中第二片，。4個(gè)芯片的地址分配如下：第一片最低地址0000 0000 0000 0000B 0000H 最高地址0011 1111 1111 1111B 3FFFH第二片最低地址0100 0000 0000 0000B 4000H 最高地址0111 1111 1111 1111B 7FFFH第三片最低地址1000 0000 0000 0000B 8000H 最高地址1011 1111 1111 1111B

26、 BFFFH第四片最低地址1100 0000 0000 0000B C000H 最高地址1111 1111 1111 1111B FFFFH 字和位同時(shí)擴(kuò)展（混連法）由8片2K×4的SRAM芯片構(gòu)成8K×8的存儲(chǔ)器，由于在字和位兩個(gè)方向上的位數(shù)都不夠，需在字和位兩個(gè)方向上同時(shí)擴(kuò)展。=8片思考：（1） 2K×4的芯片需要多少根地址線？多少根數(shù)據(jù)線？（7） 需2K×4的芯片多少片？（8） 8K×8的存儲(chǔ)器需要多少根地址線？多少根數(shù)據(jù)線？（9） 其中多少根片選地址線？多少根片內(nèi)地址線？（10） 8K×8的存儲(chǔ)器總地址碼位數(shù)最少需要多少位？（

27、11） 8K×8的存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？二、存儲(chǔ)芯片的地址分配和片選片選：選擇存儲(chǔ)芯片，即進(jìn)行片選；字選：從選中的芯片中依地址碼選擇出相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，以進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取，這稱為字選。CPU要實(shí)現(xiàn)對存儲(chǔ)單元的訪問，先片選然后再字選。片選信號的譯碼方法又可細(xì)分為線選法、全譯碼法和部分譯碼法。（1）線選法線選法就是用除片內(nèi)尋址外的高位地址線直接（或經(jīng)反相器）分別接至各個(gè)存儲(chǔ)芯片的片選端（2） 全譯碼法全譯碼法將除片內(nèi)尋址外的全部高位地址線都作為地址譯碼器的輸入，譯碼器的輸出作為各芯片的片選信號，將它們分別接到存儲(chǔ)芯片的片選端，以實(shí)現(xiàn)對存儲(chǔ)芯片的選擇。（3） 全譯碼法所謂部分譯碼即用除片內(nèi)

28、尋址外的高位地址的一部分來譯碼產(chǎn)生片選信號。【練習(xí)作業(yè)】1、某DRAM芯片，其存儲(chǔ)容量為256×位，該芯片的數(shù)據(jù)線和地址線數(shù)目為 、 2、 片16K×8位存儲(chǔ)器芯片按 擴(kuò)展法組成64K×8位存儲(chǔ)器時(shí)，地址總線中需要 條地址線用于片選。3、要組成容量為4K×8 位的存儲(chǔ)器，需要_片 4K×1 位的靜態(tài) RAM 芯片并聯(lián)，或者需要_ 片1K×8 位的靜態(tài) RAM 芯片串聯(lián)。4、MOS存儲(chǔ)器有靜態(tài)RAM與動(dòng)態(tài)RAM可供選擇，在構(gòu)成大容量主存時(shí)一般就選擇 。5、若分別采用以下兩種SRAM芯片組成16K×8位的存儲(chǔ)器，回答以下問題：（

29、1）2K×8位的SRAM芯片，其地址線為 根，數(shù)據(jù)線為 根，組成16K×8位的存儲(chǔ)器需要 片。（2）16K×4位的SRAM芯片，其地址線為 根，數(shù)據(jù)線為 根，組成16K×8位的存儲(chǔ)器需要 片。6、欲組成一個(gè)64K×16位的存儲(chǔ)器，若選用16K×8位的存儲(chǔ)芯片，共需 片。7、要設(shè)計(jì)一個(gè)存儲(chǔ)容量為8K×16位的存儲(chǔ)器，需要 片1K×4位的RAM芯片，應(yīng)該采用 擴(kuò)展法。1、選用2M×8位的存儲(chǔ)芯片組成一個(gè)16M×8位的存儲(chǔ)器。（1）采用何種存儲(chǔ)容量擴(kuò)展法？（2）需多少2M×8位的存儲(chǔ)芯片？（

30、3）該存儲(chǔ)器所需的地址碼總位數(shù)最少是多少？2、現(xiàn)有SRAM芯片容量為4K×4位，試用此芯片組成16K×8位的存儲(chǔ)器， （1）共需要多少這樣的芯片？（2）要訪問此存儲(chǔ)器至少需要多少條地址線？其中片內(nèi)尋址需幾條？3、已知某16位機(jī)的主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其地址碼為16位，回答以下問題：（1）該存儲(chǔ)器最多能存儲(chǔ)多少個(gè)字節(jié)的信息。（2）如果該存儲(chǔ)器由8K×8位的RAM芯片組成，需要多少片？（3）該RAM芯片需要多少條地址線和數(shù)據(jù)線？4、設(shè)有一個(gè)具有16位地址和8位字長的存儲(chǔ)器。問：（1）該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)的信息? （2）如果存儲(chǔ)器由4K×1位RAM芯片組成，

31、需要多少片芯片?（3）需要多少位地址作芯片內(nèi)單元的選擇? 需要多少位地址作芯片選擇?5、設(shè)有一個(gè)具有20位地址和32位字長的存儲(chǔ)器，問：（1）該存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？（2）如果用512K×8位的SRAM組成，需多少片？（3）需要多少位地址作為芯片選擇？第6課時(shí) 高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）教學(xué)目標(biāo)： 理解高速緩存的工作原理；理解Cache的基本結(jié)構(gòu)；掌握幾種地址映像方式；了解替換算法的概念；了解更新策略的概念；教學(xué)重點(diǎn)：速緩存的工作原理；替換算法；更新策略；教學(xué)難點(diǎn)：速緩存的工作原理教學(xué)過程：【復(fù)習(xí)導(dǎo)入】1、Cache的作用：解決CPU與內(nèi)存速度不匹配的問題2、Cache的特點(diǎn)【

32、新課講解】1、 高速緩存的工作原理1程序的局部性原理是設(shè)置Cache的依據(jù)程序的局部性有兩個(gè)方面的含義：時(shí)間局部性和空間局部性。時(shí)間局部性是指如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問，則可能該單元會(huì)很快被再次訪問。這是因?yàn)槌绦虼嬖谥h(huán)?？臻g局部性是指如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問，則該單元鄰近的單元也可能很快被訪問。高速緩沖技術(shù)就是利用程序的局部性原理，把程序中正在使用的部分存放在一個(gè)高速的容量較小的Cache中，使CPU的訪存操作大多數(shù)針對Cache進(jìn)行，從而使程序的執(zhí)行速度大大提高。 2Cache的基本結(jié)構(gòu)Cache特點(diǎn)：容量小，讀取速度快（其速度數(shù)倍于主存）Cache的內(nèi)容是正在執(zhí)行的程序段，或?qū)⒁褂玫南噜弳?/p>

33、元的指令或數(shù)據(jù)，是主存中程序的臨時(shí)副本。從主存到Cache中數(shù)據(jù)的傳送是以數(shù)據(jù)塊為單位進(jìn)行的。 當(dāng)CPU需訪問主存時(shí)，先訪問Cache：1、若需要的數(shù)據(jù)或指令在Cache中，直接從Cache中讀取，不必再訪問主存。（稱為Cache命中）2、若需要的數(shù)據(jù)或指令不在Cache中，從主存中取出的指令或數(shù)據(jù)在送入CPU的同時(shí)，還送入Cache中保存。2、 地址映像方式 1直接映像Cache方式特點(diǎn)： Cache空間利用不充分，容易造成Cache空間浪費(fèi)。2全相聯(lián)映像Cache方式 特點(diǎn)：這是一種最靈活的映像方案，但是實(shí)現(xiàn)起來卻很困難。3組相聯(lián)映像Cache存儲(chǔ)組織特點(diǎn)：這是一種直接映像與全相聯(lián)映像方式

34、的折中方案。Cache的命中率除了與地址映像方式有關(guān)外，還與Cache容量大小有關(guān)。 3、 替換算法 替換算法：Cache中的空間已被占滿時(shí)，就需要把原來存儲(chǔ)的某一塊替換掉。常用的替換算法有如下兩種：1先進(jìn)先出（FIFO）算法按調(diào)入Cache的先后決定淘汰的順序，即在需要更新時(shí)，將最先進(jìn)入Cache的塊作為被替換的塊。須記錄塊進(jìn)入Cache的先后次序。優(yōu)點(diǎn)：這種方法容易實(shí)現(xiàn)，而且系統(tǒng)開銷小。缺點(diǎn)：可能會(huì)把一些需要經(jīng)常使用的程序塊替換掉。2近期最少使用（LRU）算法LRU算法是把CPU近期最少使用的塊作為被替換的塊。這種替換方法需要隨時(shí)記錄Cache中各塊的使用情況，以便確定哪個(gè)塊是近期最少使用

35、的塊。優(yōu)點(diǎn)：LRU算法相對合理，提高了Cache的命中率。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜，系統(tǒng)開銷較大。 4、 更新策略 更新策略：為了使主存與Cache中的數(shù)據(jù)一致。當(dāng)CPU的運(yùn)算結(jié)果要寫回主存時(shí)，而且Cache又命中時(shí)，寫入Cache中的數(shù)據(jù)如果不寫入主存，會(huì)造成主存與Cache中的數(shù)據(jù)不一致；如果要寫回主存，則使寫操作的速度不能提高。處理這種情況的更新策略有兩種方案：1寫直達(dá)法：又稱全寫法，將寫入Cache中的數(shù)據(jù)，也寫入主存。這時(shí)寫操作的時(shí)間就是訪問主存的時(shí)間，但數(shù)據(jù)塊替換時(shí)，不需要再調(diào)入主存。特點(diǎn)：保持Cache與主存內(nèi)容一致，容易實(shí)現(xiàn)。2寫回法：寫Cache時(shí)，不寫回主存。當(dāng)Cache中的

36、字塊被替換時(shí)，才將改寫過的數(shù)據(jù)塊一起寫回主存。數(shù)據(jù)被改寫過，在替換這塊數(shù)據(jù)時(shí)，才將該數(shù)據(jù)塊寫回主存。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在訪存操作中有的操作是寫操作，寫操作的平均概率是左右，因此寫直達(dá)法有一定實(shí)用性。為了提高Cache的操作速度，所有Cache的控制算法都是使用硬件實(shí)現(xiàn)的。 【練習(xí)作業(yè)】一、選擇題1、Cache 存儲(chǔ)器的速度應(yīng)比從主存儲(chǔ)器存取速度（ ）。 A. 快 B. 稍快 C. 相等 D. 慢2、CPU在Cache中取到了所需的指令或數(shù)據(jù)，稱為（ ）。A、刷新 B、寫入 C、命中 D、映像3、在程序執(zhí)行過程中，常需要將信息寫入主存，通常有兩種寫法（ ）。A、回寫法和寫回法 B、回寫法和直達(dá)法C、寫回法

37、和寫直達(dá)法 D、寫回法和直接法4、在“主存-cache”存儲(chǔ)體系中，Cache（ ）。A、是主存的一部分 B、存放的是主存中一部分程序塊和數(shù)據(jù)塊的副本C、容量比主存的大 D、存取速度比主存的慢5、以下關(guān)于存儲(chǔ)器的描述，錯(cuò)誤是的（ ）。A、Cache的存取速度可以與CPU的速度相匹配B、DRAM的存取速度比U盤的存取速度快C、Cache一般采用SRAM結(jié)構(gòu)D、磁表面存儲(chǔ)器的存取速度比半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存取速度快6、程序的局部性原理是設(shè)置Cache的依據(jù)，其中（ ）局部性原理是指一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問，則該單元可能很快會(huì)被訪問。 A、時(shí)間 B、空間 C、硬盤 D、CPU7、下列選項(xiàng)中，（ ）不是主存和ca

38、che的地址映像方式A、全相聯(lián)映像 B、部分相聯(lián)映像 C、直接映像 D、組相聯(lián)映像8、Cache常用的替換策略有（ ）。A、先進(jìn)先出策略和先進(jìn)后出策略 B、先進(jìn)先出策略和近期最少使用策略C、近期最少使用策略和近期最多使用策略 D、近期最少使用策略和先進(jìn)后出策略9、在下列 Cache 替換算法中，一般說來哪一種比較好（）。 A、隨機(jī)法B、先進(jìn)先出法 C、后進(jìn)先出法D、近期最少使用法二、填空題1、為了緩解內(nèi)存與CPU速度不匹配問題，微型計(jì)算機(jī)一般都采用 。2、根據(jù)程序局部性原理，在主存和CPU間設(shè)置 ，把正在執(zhí)行的指令地址附近的一部分指令或數(shù)據(jù)從 裝入其中，供CPU在一段時(shí)間內(nèi)使用。3、為了把信息

39、放到Cache中,必須應(yīng)用某種函數(shù)把主存地址映象到Cache中定位,我們把它稱為_,它的方式一般有_,_和_。4、Cache存儲(chǔ)器中采用的主要替換算法有_和_。第7課時(shí) 虛擬存儲(chǔ)器及磁盤陣列教學(xué)目標(biāo)： 了解虛擬存儲(chǔ)器的概念；理解頁式虛擬存儲(chǔ)器的概念；理解段式虛擬存儲(chǔ)器的概念；理解段頁式虛擬存儲(chǔ)器的概念；了解磁盤陣列的相關(guān)概念；教學(xué)重點(diǎn)：虛擬存儲(chǔ)器的概念；頁式虛擬存儲(chǔ)器的概念；段式虛擬存儲(chǔ)器的概念段頁式虛擬存儲(chǔ)器的概念磁盤陣列的相關(guān)概念教學(xué)難點(diǎn)：虛擬存儲(chǔ)器的概念、磁盤陣列的相關(guān)概念教學(xué)過程：【導(dǎo)入新課】引言：虛擬存儲(chǔ)器由主存儲(chǔ)器和聯(lián)機(jī)工作的輔助存儲(chǔ)器（通常為磁盤存儲(chǔ)器）共同組成，這兩個(gè)存儲(chǔ)器在硬

40、件和系統(tǒng)軟件的共同管理下工作，對于應(yīng)用程序員，可以把它們看作是一個(gè)單一的存儲(chǔ)器?！拘抡n講解】1、 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念虛擬存儲(chǔ)器將主存或輔存的地址空間統(tǒng)一編址，形成一個(gè)龐大的存儲(chǔ)空間。在這個(gè)大空間里，用戶可以自由編程，完全不必考慮程序在主存是否裝得下以及這些程序?qū)碓谥鞔嬷械膶?shí)際存放位置。用戶編程的地址稱為虛地址或邏輯地址，實(shí)際的主存單元地址稱為實(shí)地址或物理地址。顯然，虛地址要比實(shí)地址大得多。在實(shí)際的物理存儲(chǔ)層次上，所編程序和數(shù)據(jù)在操作系統(tǒng)管理下，先送入磁盤，然后操作系統(tǒng)將當(dāng)前運(yùn)行所需要的部分調(diào)入主存，供CPU使用，其余暫不運(yùn)行部分留在磁盤中。 程序運(yùn)行時(shí)，CPU以虛地址來訪問主存，由輔助硬件

41、找出虛地址和實(shí)地址之間的對應(yīng)關(guān)系，并判斷這個(gè)虛地址指示的存儲(chǔ)單元內(nèi)容是否已裝入主存。如果已在主存中，則通過地址變換，CPU可直接訪問主存的實(shí)際單元；如果不在主存中，則把包含這個(gè)字的一頁或一個(gè)程序段調(diào)入主存后再由CPU訪問。如果主存已滿，則由替換算法從主存中將暫不運(yùn)行的一塊調(diào)回輔存，再從輔存調(diào)入新的一塊到主存。虛擬存儲(chǔ)器與Cache存儲(chǔ)器的管理方法有很多類似之處，由于歷史的原因，它們使用不同的術(shù)語。虛擬存儲(chǔ)器中，在主存與外存之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱“頁”或“段”，而Cache中叫數(shù)據(jù)塊。 虛擬存儲(chǔ)器與Cache主要區(qū)別是：1地址映像：虛存是由軟件實(shí)現(xiàn)的，而Cache是由硬件實(shí)現(xiàn)的，Cache更強(qiáng)調(diào)速

42、度。2替換策略：虛存是由虛擬操作系統(tǒng)用軟件實(shí)現(xiàn)的，可以用較好的算法，較長的時(shí)間；Cache的替換算法是由硬件來實(shí)現(xiàn)。3虛存地址映像使用全相聯(lián)方式，用軟件實(shí)現(xiàn)，可以提高命中率，提高主存的利用率。4. 更新策略：虛存使用寫回法，等到該頁要替換時(shí)，才一起寫回外存。5Cache對程序員是全透明的，用戶不感到有Cache的存在。虛存中的頁面對系統(tǒng)程序員是不透明的，段對用戶可透明，也可不透明。6虛存容量受計(jì)算機(jī)地址空間的限制，由地址碼位數(shù)來決定。Cache的容量，主存的容量都小于處理機(jī)的地址空間，不受此限制。 2、 虛擬存儲(chǔ)器的分類（1） 頁式虛擬存儲(chǔ)器（2） 段式虛擬存儲(chǔ)器（3） 段頁式虛擬存儲(chǔ)器3、

43、磁盤陣列磁盤陣列技術(shù)的目的：提升存儲(chǔ)性能和數(shù)據(jù)安全。（一）RAID概念 RAID：獨(dú)立磁盤冗余陣列，或簡稱磁盤陣列。簡單的說，RAID是一種把多塊獨(dú)立的硬盤（物理硬盤）按不同方式組合起來形成一個(gè)硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。組成磁盤陣列的不同方式稱為RAID級別（RAID Levels）。數(shù)據(jù)冗余的功能是在用戶數(shù)據(jù)一旦發(fā)生損壞后，利用冗余信息可以使損壞數(shù)據(jù)得以恢復(fù)，從而保障了用戶數(shù)據(jù)的安全性。在用戶看起來，組成的磁盤組就像是一個(gè)硬盤，用戶可以對它進(jìn)行分區(qū)，格式化等等?？傊?，對磁盤陣列的操作與單個(gè)硬盤一模一樣。不同的是，磁盤陣列的存儲(chǔ)性能要比單個(gè)硬盤高

44、很多，而且可以提供數(shù)據(jù)冗余。 （二）RAID級別 1. RAID0無冗余無校驗(yàn)的磁盤陣列 優(yōu)點(diǎn)：是RAID中存儲(chǔ)性能最高的，存儲(chǔ)速度最快缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)安全性最低，數(shù)據(jù)損壞無法恢復(fù)適用于：對性能要求較高，而對數(shù)據(jù)安全性不在乎的領(lǐng)域，如圖形工作站等2 RAID1鏡象磁盤陣列 優(yōu)點(diǎn)：是RAID中數(shù)據(jù)安全性最高的缺點(diǎn)：磁盤空間利用率低，備份數(shù)據(jù)占總存儲(chǔ)空間的一半，存儲(chǔ)成本高適用于：最數(shù)據(jù)安全性要求較高的領(lǐng)域，如服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)等3 RAID0+1： 是RAID0與RAID1的組合形式也稱RAID10優(yōu)點(diǎn)：具有近似RAID0的存儲(chǔ)性能，也有RAID1的數(shù)據(jù)安全性缺點(diǎn)：磁盤空間利用率和RAID1相同，存儲(chǔ)成

45、本高適用于：既有大量數(shù)據(jù)需要存取，又對數(shù)據(jù)安全性要就嚴(yán)格的領(lǐng)域，如銀行、金融、商業(yè)超市、倉儲(chǔ)庫房、各種檔案管理4 RAID2糾錯(cuò)海明碼磁盤陣列 優(yōu)點(diǎn)：可糾正錯(cuò)誤數(shù)據(jù)缺點(diǎn)：存儲(chǔ)速度較慢5 RAID3位交叉奇偶校驗(yàn)的磁盤陣列 特點(diǎn)：有獨(dú)立奇偶校驗(yàn)盤適用于：數(shù)據(jù)庫和Web服務(wù)器6 RAID4塊交叉奇偶校驗(yàn)的磁盤陣列特點(diǎn)：有獨(dú)立奇偶校驗(yàn)盤 7 RAID5無獨(dú)立校驗(yàn)盤的奇偶校驗(yàn)磁盤陣列 特點(diǎn)：無獨(dú)立奇偶校驗(yàn)盤8 RAID6帶多個(gè)奇偶校驗(yàn)值的磁盤陣列 特點(diǎn)：寫入速度低，控制器設(shè)計(jì)復(fù)雜，很少采用適用于：數(shù)據(jù)絕對不能出錯(cuò)的場合【練習(xí)作業(yè)】一、選擇題1、用戶編程的地址稱為（ ）或（ ）。A、虛地址、實(shí)地址 B、

46、虛地址、邏輯地址 C、實(shí)地址、物理地址 D、邏輯地址、物理地址2、將主存和輔存的地址空間統(tǒng)一編址，稱為（ ）。A、動(dòng)態(tài)刷新技術(shù) B、高速緩沖存儲(chǔ)器技術(shù)C、磁盤陣列技術(shù) D、虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)3、采用虛擬存儲(chǔ)器的目的是（ ）。 A、提高主存的速度 B、提高輔存的速度 C、提高運(yùn)算速度 D、擴(kuò)大存儲(chǔ)器尋址空間4、在CACHE存儲(chǔ)器中，當(dāng)程序正在執(zhí)行時(shí)，由( )完成地址映射。 A程序員 B硬件 C硬件和軟件 D操作系統(tǒng)二、填空題1、虛擬存儲(chǔ)器技術(shù)首先是為了克服 空間不足而提出的。2、虛擬存儲(chǔ)器中，在主存與外存之間傳送的數(shù)據(jù)單位稱_或_。3、RAID提供了比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能的數(shù)據(jù)冗余技術(shù)，其中文簡稱

47、是_。4虛擬存儲(chǔ)器指的是_層次，它給用戶提供了一個(gè)比實(shí)際_空間大的多的_空間。第7課時(shí) CPU的組成與功能 教學(xué)目標(biāo)：理解CPU的功能；掌握CPU的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)算器和控制器的功能；掌握CPU的主要寄存器及功能教學(xué)重點(diǎn)：CPU的組成結(jié)構(gòu)運(yùn)算器和控制器的功能CPU的功能教學(xué)難點(diǎn)：CPU的組成結(jié)構(gòu)運(yùn)算器和控制器的功能CPU的主要寄存器及功能教學(xué)過程：【導(dǎo)入新課】引言：用計(jì)算機(jī)解決某個(gè)問題時(shí)，首先必須為它編寫程序。程序是由指令構(gòu)成的序列，這個(gè)序列明確告訴計(jì)算機(jī)應(yīng)該執(zhí)行什么操作，在什么地方找到用來操作的數(shù)據(jù)。一旦把程序裝入內(nèi)存儲(chǔ)器，CPU就可以自動(dòng)完成取出指令和執(zhí)行指令的任務(wù)?！拘抡n講解】1、 CPU的

48、功能CPU對整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行是極其重要的，它具有如下四方面的基本功能：1操作控制2指令控制（CPU的首要任務(wù)）3時(shí)間控制4數(shù)據(jù)加工（CPU的根本任務(wù)）2、 CPU的組成結(jié)構(gòu)一般，CPU主要由運(yùn)算器和控制器組成。目前，CPU就由運(yùn)算器、控制器以及Cache三大部分組成。 控制信號CPUCUALUPSWRIDAccIRPC+1MDRMAR主存I/O在圖3-1中縮寫字母代表的含義：ALU表示算術(shù)邏輯運(yùn)算單元 Acc表示累加寄存器CU表示控制單元 PSWR表示程序狀態(tài)標(biāo)志寄存器IR表示指令寄存器 PC表示程序記數(shù)器MDR表示存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器 MAR表示存儲(chǔ)器地址寄存器ID表示指令譯碼器1運(yùn)算器的主

49、要功能算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）運(yùn)算器組成累加寄存器（Acc）數(shù)據(jù)緩沖寄存器（MDR）程序狀態(tài)寄存器（PSWR） (1)執(zhí)行所有的算術(shù)運(yùn)算運(yùn)算器主要功能 (2)執(zhí)行所有的邏輯運(yùn)算它是數(shù)據(jù)加工處理部件。相對控制器而言，運(yùn)算器接受控制器的命令而進(jìn)行動(dòng)作，即運(yùn)算器所進(jìn)行的全部操作都是由控制器發(fā)出的控制信號來指揮的，所以它是執(zhí)行部件。2控制器的主要功能程序計(jì)數(shù)器（PC）指令寄存器（IR）控制器組成指令譯碼器（ID）操作控制器（CU）時(shí)序產(chǎn)生器控制器的主要功能： 從主存中取出一條指令，并指出下一條指令在主存中的位置。 對指令進(jìn)行譯碼或測試，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，以便啟動(dòng)規(guī)定的動(dòng)作。 指揮并控制CPU、主存和輸入輸出設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作。3、 CPU中的主要寄存器CPU中的寄存器是用來暫時(shí)保存運(yùn)算和控制過程中的中間結(jié)果、最終