Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 4: Bộ nhớ bán dẫn (Bộ nhớ trong) - Phạm Hoàng Sơn

Nội dung text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 4: Bộ nhớ bán dẫn (Bộ nhớ trong) - Phạm Hoàng Sơn

1. Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only Memory) • Được chế tạo bằng công nghệ bán dẫn. • Chương trình trong ROM được viết vào lúc chế tạo nó. • Thông thường, ROM chứa chương trình khởi động máy tính, chương trình điều khiển trong các thiết bị điều khiển tự động, Phạm Hoàng Sơn 11
2. Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only memory) • Các kiểu ROM – PROM (Programable ROM): Chế tạo bằng các mối nối (cầu chì - có thể làm đứt bằng điện). Chương trình nằm trong PROM có thể được viết vào bởi người sử dụng bằng thiết bị đặc biệt và không thể xóa được. Phạm Hoàng Sơn 12
3. Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only memory) • Các kiểu ROM – EPROM (Erasable Programable ROM): Chế tạo bằng nguyên tắt phân cực tĩnh điện. Chương trình nằm trong ROM có thể được viết vào (bằng điện) và có thể xóa (bằng tia cực tím - trung hòa tĩnh điện) để viết lại bởi người sử dụng. Phạm Hoàng Sơn 13
4. Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only memory) • Các kiểu ROM – EEPROM (Eletrically Erasable Programable ROM): Chế tạo bằng công nghệ bán dẫn. Chương trình nằm trong ROM có thể được viết vào và có thể xóa (bằng điện) để viết lại bởi người sử dụng. Phạm Hoàng Sơn 14
5. Bộ nhớ chỉ đọc (ROM: Read Only memory) • Các kiểu ROM – ROM – BIOS (Basic Input/Output System): được sử dụng để chứa các chương trình điều khiển cơ sở vào/ra trong máy tính. Ngoài ra nó còn thực hiện chức năng sau: • POST (Power On Selt Test): Kiểm tra phần cứng máy tính. • CMOS Setup: chương trình cài đặt cấu hình hệ thống. • Bootstrap Loader (Booting): tìm đọc hệ điều hành Phạm Hoàng Sơn 15
6. Bộ nhớ Cache • Cache: là bộ nhớ nhanh, nó chứa lệnh và dữ liệu thường xuyên dùng đến. • là nơi trung chuyển giữa bộ vi xử lí và bộ nhớ chính – Cache 1 (L1:Level 1) nằm bên trong CPU – Cache 2 (L2: Level 2) nằm bên ngoài CPU – Cache 3 (L3: Level 3) (cũng nằm bên ngioài CPU) Phạm Hoàng Sơn 16
7. Bộ nhớ Cache • Nguyên tắt chung của Cache: – Nguyên tắc về thời gian: cho biết các ô nhớ được hệ thống xử lý thâm nhập có khả năng sẽ được thâm nhập trong tương lai gần. – Nguyên tắc về không gian: cho biết, bộ xử lý thâm nhập vào một ô nhớ thì có nhiều khả năng thâm nhập vào ô nhớ có địa chỉ kế tiếp do các lệnh được sắp xếp thành chuỗi có thứ tự. Phạm Hoàng Sơn 17
8. Vận hành của cache • Có cơ cấu vận hành trong suốt đối với bộ xử lý • Thao tác đọc bộ nhớ: BXL gởi một địa chỉ và nhận một dữ liệu từ bộ nhớ trong • Thao tác ghi bộ nhớ: BXL viết một dữ liệu vào một ô nhớ với một địa chỉ được chỉ ra trong bộ nhớ • Cache phải chứa một phần con của bộ nhớ • Để đảm bảo sự đồng nhất thì cache và bộ nhớ phải có cùng cấu trúc Phạm Hoàng Sơn 18
9. Vận hành của cache Phạm Hoàng Sơn 19
10. Bộ nhớ ảo • Bộ nhớ ảo là kỹ thuật sử dụng bộ nhớ thứ hai là ổ đĩa để mở rộng thêm kích thước của bộ nhớ vật lý (RAM) • Được điều khiển bởi hệ điều hành • Sử dụng kỹ thuật phân trang (page) để quản lý bộ nhớ ảo – Kỹ thuật phân trang: Chia không gian địa chỉ bộ nhớ thành các trang nhớ có kích thước bằng nhau và nằm liền kề nhau Phạm Hoàng Sơn 20
11. Câu hỏi ôn tập 1/ Trình bày các cấp bộ nhớ. Mục tiêu của phân cấp bộ nhớ 2/ SRAM và DRAM khác nhau thế nào? Trong máy tính chúng được dùng ở đâu? 3/ Trình bày các loại bộ nhớ bán dẫn? 4/ Cache và sự vận hành của nó? 5/ Bộ nhớ ảo? Phạm Hoàng Sơn 21