计算机组成原理网课笔记2
存储系统基本概念
CPU：运算器+控制器。 作为计算机系统的运算和控制核心，是信息处理、程序运行的最终执行单元。
主存储器的基本组成
半导体元件的原理
在电容上面的金属板加一个5V的高电平，产生电压差，电容里面的电荷就会开始移动，就是所谓的给电容充电的过程，电容里面就会保存一定量的电荷。
在电容上面的金属板加一个0V/1V的低电平，电压差非常小，电容不会充电。
保存电荷-1 不保存电荷-0。
让MOS管断开，电荷就跑不出去。
红线连接了所有存储元的MOS管，如果给红线加一个5V的高电平，所有存储元的MOS管都可以被导通。
如果有电流-产生的是二进制的1，没有电流-产生的是二进制的0
一行存储元-存储单元 多个存储单元-存储体
一行n个存储元-存储字长n bit
字节 Byte 1Byte = 8bit
存储芯片的基本原理
译码器根据地址寄存器MAR里给出的几位地址转变成某一条选通线的高电平信号
比如CPU给的地址是000-翻译成十进制-第0根字选线
每一个地址会对应译码器的一条输出线
如何实现不同的寻址方式
DRAM和SRAM
只读存储器ROM
双端口RAM和多模块存储器
多模块存储器是一种空间并行技术，利用多个结构完全相同的存储器芯片(宏观上并行，微观上交替)并行工作来提高存储器的吞吐率，常用的有单体多字存储器，和多体低位交叉存储器。(多体高位交叉存储器也是多模块存储器，但是其比较难完成宏观上并行，因为地址是在一个存储器芯片内连续存放的)。
多体并行存储器分为低位交叉编址和高位交叉编址：
在多体并行存储器中，每个存储器芯片具有相同的容量和存取速度(其实就是相同的存储器芯片)，每个存储器芯片都有独立的读写电路，数据寄存器，地址寄存器，能够做到并行工作(宏观上)，交叉工作，既宏观上每次访存可以选择不同位置的芯片。
即使是单核的CPU，读写速度也比内存快得多。内存每一次读写后需要一定的恢复时间，当CPU想要连续读取一些数据的时候，就必须等待他的恢复时间。
高位交叉编址：采用内存地址的更高几位来区分我们要访问的是哪个存储体
因为在同一个存储体里，存取时间为r，等待时间为3r，高位交叉编址就花费很多时间
主存储器与CPU的连接
MAR(Memory Address Register) 存储器地址寄存器
MDR(Memory Date Register) 存储器数据寄存器
WE： Write Enable
位扩展
芯片有8K个存储单元，8K对应二进制的2^13,所以我们需要13根地址线来表示这8K个地址，因此这块存储芯片对外暴露出去的引脚是A0-A12，总共有13条。CPU会把他想要访问的地址通过地址总线给送过来，这样就完成了地址线的连接
在计算机中，K通常指的是Kibibyte，即1K = 2^10 = 1024。因此，8K实际上指的是8 * 1024 = 8192
8192转二进制 ->10000000000000 2^13
每块芯片都有2K个存储单元，A0-A12的这13位的地址信息会同时送给8片存储芯片，由于每片芯片的存储单元只有1bit的数据，所以我们会把这8块芯片的1位数据分别送到数据总线的不同位上，接下来数据总线可以同时把这8位的信息送给CPU，这样的话我们就把整个主存的存储字长扩展为了8bit，这种连接方式称为位扩展的方式
字扩展
假设我们买了一个8K*8位的存储芯片，CPU可以同时读/写8位的信息，完美匹配。
由于有8K个存储单元，因此我们需要有13位的地址信息。接下来再给片选信号加一个高电平，这块存储芯片就可以正常工作了。
CPU还有3个地址位的信息没有被利用到 (A13-A15).
这个CPU的MAR本来是有16位，也就是说这个CPU，他有2^16寻址能力，没有完全发挥出寻址能力。
买一块同型号的芯片，试一试原来的位扩展，把A0-A12也都连接到新芯片上，给新芯片一个高电平的片选信号，当CPU给出一个全0的地址之后，这个地址会传给两个芯片，此时这两个芯片的片选信号都是1，他们都在工作。因此这两块芯片的0号存储单元的8个bit的信息都会顺着数据总线传给CPU，两边同时传会导致数据总线的冲突。
现在把A13连到左边芯片，A14连到右边芯片，由于片选信号是高电平有效，因此当A13和A14分别为1和0的时候，就意味着左边的片选信号有效，他被选中，右边的芯片不会工作，没有被选中。
这种情况下CPU提供的低13位的地址其实只会读取出左面这块芯片对应的存储单元的8bit的数据。
现在换种情况，让A13和A14分别为0和1，这时左面芯片不工作，右面芯片工作。此时CPU提供的低13位的地址其实指明的是右面这块存储芯片的一个存储单元。
如果两个都是1，两个芯片都会被选中，两边会同时读/写数据，数据总线又会冲突，所以A13和A14只能一个为1，一个为0。
然后开始不理解。
磁盘存储器
Cache
