Main Memory 516
-
Upload
tananchanook -
Category
Entertainment & Humor
-
view
5.405 -
download
0
description
Transcript of Main Memory 516
![Page 1: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/1.jpg)
หนวยความจำาหลก( )M a in M e m o r y
![Page 2: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/2.jpg)
หนวยความจำาหลกประสทธภาพของโปรเซสเซอร หรอซพยนน
ถกวดจากจำานวนคำาสง (Instruction) ทซพยสามารถเรยกใชงานไดใน 1 วนาท และความเรว
ดงกลาวนกมการเพมขนเปน 2 เทา ทก ๆ 18 เดอน หนวยความจำาของคอมพวเตอรเองกมการพฒนาเพมขนเชนเดยวกนแตในทศทางทแตกตาง คอ
หนวยความจำานนจะมการเพมขนาดเปน 4 เทาในทก ๆ 36 เดอน ในขณะทราคาคงท แตความเรว
ของหนวยความจำามการเพมขนประมาณ 10% ตอปเทานน ดวยเหตทการเพมความเรวของ
โปรเซสเซอรทมอตราสงกวาการเพมความเรวของหนวยความจำา ทำาใหชองวางระหวางความเรวของโปรเซสเซอรและความเรวของหนวยความจำาเพมมากขน การออกแบบสถาปตยกรรมคอมพวเตอร
จงตองพจารณาการลดชองวางน
![Page 3: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/3.jpg)
การทำางานของหนวยความจำาการทำางานของหนวยความจำาหนวยความจำาหลกหนวยความจำาหลก เปนศนยกลางของการ เปนศนยกลางของการ
ทำางานตาง ๆ ของระบบคอมพวเตอรในปจจบน ทำางานตาง ๆ ของระบบคอมพวเตอรในปจจบน หนวยความจำาหลก คอพนทเกบขอมลขนาดใหญหนวยความจำาหลก คอพนทเกบขอมลขนาดใหญทประกอบไปดวย พนทเกบขอมลยอยทมขนาดทประกอบไปดวย พนทเกบขอมลยอยทมขนาดเปน ไบต เปน ไบต (Byte) (Byte) โดยแตละไบตจะมแอดเดรส โดยแตละไบตจะมแอดเดรส
(Address) (Address) บอกตำาแหนงของตวเองดวย ซงการบอกตำาแหนงของตวเองดวย ซงการทำางานของระบบคอมพวเตอรนนจะเรมตนจากการทำางานของระบบคอมพวเตอรนนจะเรมตนจากการ
ดงหรอเฟตชคำาสง ดงหรอเฟตชคำาสง (Fetch) (Fetch) ออกมาจากหนวยออกมาจากหนวยความจำาแลวเอกซควต ความจำาแลวเอกซควต (Execute) (Execute) คำาสงเหลานนทคำาสงเหลานนท
ละคำาสงละคำาสง
![Page 4: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/5.jpg)
รจสเตอร รจสเตอร ( )R e g is t e r( )R e g is t e r
• เมมโมรบพเฟอรรจสเตอรเมมโมรบพเฟอรรจสเตอร (MBR : Memory buffer (MBR : Memory buffer register) : register) : เปนหนวยเกบขอมลทจะสงออกไปเกบ เปนหนวยเกบขอมลทจะสงออกไปเกบ หรอทดงมาจากหนวยความจำา หรอทดงมาจากหนวยความจำา
• เมมโมรแอดเดรสรจสเตอรเมมโมรแอดเดรสรจสเตอร (MAR : Memory address (MAR : Memory address register) : register) : เปนตวกำาหนดทอยของหนวยความจำาท เปนตวกำาหนดทอยของหนวยความจำาท MBR MBR จะทำาการอาน หรอ เกบขอมลจะทำาการอาน หรอ เกบขอมล
• อนสตรคชนรจสเตอรอนสตรคชนรจสเตอร (IR : Instruction register) : (IR : Instruction register) : เปนสวนทเกบคำาสง เปนสวนทเกบคำาสง (Opcode) (Opcode) ทจะถกเรยกใชงานทจะถกเรยกใชงาน
• โปรแกรมเคานเตอรโปรแกรมเคานเตอร (PC : Program counter) : (PC : Program counter) : เปนเปนสวนทเกบทอยของคำาสงถดไปทจะถกดงออกมาจากสวนทเกบทอยของคำาสงถดไปทจะถกดงออกมาจากหนวยความจำาหลกหนวยความจำาหลก
• แอกควมเลเตอร แอกควมเลเตอร (AC : Accumulator) : (AC : Accumulator) : จะใชในเกบจะใชในเกบคาชวคราวของคาชวคราวของโอเปอแรนดโอเปอแรนด (Operands) (Operands) และผลลพธและผลลพธของการคำานวณในสวน ของการคำานวณในสวน ALUALU
![Page 6: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/6.jpg)
การทำางานของระบบคอมพวเตอรระบบคอมพวเตอรจะทำางานโดยการเรยกใช
คำาสงจากหนวยความจำาหลกเขามาทำางาน หรอทเราเรยกวา “วงรอบคำาสง” (Instruction Cycle)
ซงในแตละวงรอบจะประกอบไปดวย 2 วงรอบการทำางานยอย คอ “วงรอบเฟตช” (Fetch Cycle)
และวงรอบเอกซควต (Execute Cycle)
![Page 7: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/7.jpg)
วงรอบเฟตช
• การเคลอนยายขอมลระหวางโปรเซสเซอรกบหนวยความจำาหลก (Processor-memory)
• การเคลอนยายขอมลระหวางโปรเซสเซอรกบอปกรณอนพต/เอาตพต (Processor-I/O)
• การประมวลผลขอมล (Data Processing) • การควบคมการทำางาน (Control)
เรมทำางานโดยการโหลดคำาสงเขาไปในรจสเตอร IR และสวนของแอดเดรสของหนวยความจำาจะถกโหลดเขาไปใน รจสเตอร MAR ซงคำาสงดงกลาวนอาจจะมา
จากรจสเตอร IBR หรออาจจะมาจากหนวยความจำาหลกทถกโหลดเขาไปในรจสเตอร MBR และสงผานไปยงรจ
สเตอร IBR อกทกได
![Page 8: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/8.jpg)
วงรอบเอกซควตเมอคำาสงถกโหลดเขามาใน รจสเตอร
IR วงรอบเฟตชจะเรมทำางาน โดยแผงวงจรอเลกทรอนกสในโปรเซสเซอรจะทำาการ
อานคำาสงทใหทำางาน และเรยกใชโดยการสงสญญาณไปยงสวนควบคม (Control) เพอเคลอนยายขอมล หรอทำาการคำานวณในสวน ALU โดยการเรยกใชคำาสงนนจะ
ทำางานตลอดเวลา และจะหยดกตอเมอเครองคอมพวเตอรถกปด หรอเกดขอผดพลาดทไมสามารถกคนได หรอมคำาสงในโปรแกรมใหหยดการทำางานของเครอง
(Halt)
![Page 9: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/10.jpg)
คณลกษณะของหนวยความจำา• ตำาแหนง (Location)• ความจ (Capacity)• หนวยของการถายโอนขอมล (Unit of Transfer)
– เวรด (word) – หนวยทใชในการอางถงตำาแหนงขอมล
• วธการเขาถงขอมล (Access method)– การเขาถงขอมลแบบลำาดบ (Sequential access)– การเขาถงขอมลแบบโดยตรง (Direct access)
– การเขาถงขอมลแบบสม (Random access)
![Page 11: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/11.jpg)
คณลกษณะของหนวยความจำา ประสทธภาพของหนวยความจำา (Performance)
ชนดของสอทใชบนทก (Physical Type)
ชอ หนวย คำาอธบายAccess time วนาท เวลาทใชในการเขาถงเวรดในหนวยความจำาCycle time วนาท เวลาทใชเรมนบจากหนวยความจำาอานขอมลจน ถงจดเรมของคำาสงถดไปBlock size เวรด จำานวนของเวรดใน 1บลอกขอมลอตราการถายโอน เวรด/วนาท อตาการถายโอนขอมลLatency วนาท เวลาทใชในการเขาถงเวรดแรกของขอมลBlock access time วนาท เวลาทใชในการเขาถงบลอกของเวรดทงหมด
![Page 12: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/12.jpg)
การแบงหนวยความจำาออกเปนลำาดบชน
![Page 13: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/13.jpg)
การเชอมตอระหวางซพยกบหนวยความจำา
![Page 14: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/14.jpg)
![Page 15: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/15.jpg)
หนวยความจำา R AM
หนวยความจำา R AM มการทำางาน เหมอนกบเกต -D ฟลบฟลอบ ( -D f lip
) f lo p และมตวควบคมทจะอนญาตใหเซลนนถกเลอก, อาน, หรอเขยนลงไปได ในเซลนนจะมสายสญญาณนำาขอมลเขาและ
ออก และเมอเรากลาวถงชปของ R AMเราจะนำาเซลของหนวยความจำาทคลายกบใน
รปมาใช อยางไรกตามเซลของหนวยความจำา จรง ๆ นนไมจำาเปนตองเหมอนดงในรปกได
![Page 16: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/16.jpg)
หนวยความจำา R AM
![Page 17: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/17.jpg)
S R AMเซลของหนวยความจำา SRAM นนจะ
ประกอบไปดวยตวกลบสญญาณ (Inverter) 2 ตวทเชอมตอกนแบบกลบไปกลบมาเปน
วงแหวน เมอคาเซลของหนวยความจำาถกกำาหนดคา โครงสรางการเชอมตอดงกลาวของตวกลบสญญาณจะเปนตวรกษาคาทถกบนทกไว เพราะสญญาณไฟนำาเขาของตว
กลบสญญาณจะมาจากตวกลบสญญาณทอยตรงขามกน และสงสญญาณสลบกนไปมา และดวยเหตน SRAM จงถกเรยกวาเปน
หนวยความจำาทเปนแบบสถต (Static RAM) ซงคาทบรรจอยในแรมจะคงทตราบเทาทยงม
กระแสไฟฟาหลอเลยงระบบ
![Page 18: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/20.jpg)
D R AMเซลของ DRAM นนสามารถแสดงได
ซงเราจะเหนวา DRAM มการใชตวเกบประจ (capacitor) แทนตวกลบสญญาณ
(inverter) ทใชในเซลทเกบขอมล เมอสายสญญาณเวรดถกจองสทธเรยกใชงาน ตว
เกบประจกจะถกเชอมตอเขากบสายสญญาณบต ทำาใหคาทเกบไวในเซลถก
อานออกมาโดยเราสามารถเชคคาทเกบไวในตวเกบประจไดวามคาบตเปนเทาไหร
หรอเราจะทำาการเขยนขอมลโดยประจคาตางศกยใหมใหกบตวเกบประจกได
![Page 21: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/22.jpg)
D R AM
![Page 23: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/23.jpg)
การจดโครงสรางภายในชบR AM
![Page 24: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/24.jpg)
หนวยความจำาแบบ 4 เวรด (แตละเวรดม 4 บต)
![Page 25: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/25.jpg)
การจดโครงสรางภายในชบR AM
การจดแบบรปแบบ 2-1/2D ของ 64 เวรด x 1 บตแรม
![Page 26: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/26.jpg)
การสรางแรมขนาดใหญจากแรมขนาดเลก
แรมแบบ 4 เวรด x 8 บต ทเกดจากแรม 4 บต x 4 บต เชอมตอกน
![Page 27: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/27.jpg)
แรมแบบ 8 เวรด 4 x บต ทเกดจากแรม 4 บต x4 บต จำานวน 2 ตวเชอมตอกน
![Page 28: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/28.jpg)
โมดลของแรมทมขายตามทองตลาด
![Page 29: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/29.jpg)
หนวยความจำารอม ( : R O M R e a d O n ly
)M e m o r yเมอมความตองการทจะบรรจขอมลท ถาวรลงไปในหนวยความจำา เชน คาตดตงตาง
ๆ ของตวเครองหรอเมนบอรด หนวยความจำา ชนดอานอยางเดยวหรอ R O M จะถกนำามา
ใช R O M นนเปนหนวยความจำาแบบไมลบ เลอน ( - ) n o n v o la t i le ซงจะคงคา
ของขอมลถงแมวาไมมกระแสไฟฟาหลอเลยง กตาม เรานยมใช R O M เพอเกบขอมลทไม
ตองการการปรบปรงขอมลมากนก เชน ใชสำาหรบเกบคาตางๆทใชในการควบคม
เครองยนต หรอใชเกบบนทกคาการทำางานของเครองยนต
![Page 30: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/30.jpg)
ชบ ROM แบบ 2-D CMOS
![Page 31: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/31.jpg)
ประเภทของหนวยความจำารอม• P R O M (Programmable Read Only
Memory)• EP R O M (Erasable Programmable
Read Only Memory)• F la s h E P R O M • EEP R O M (Electrically Erasable
PROM)
![Page 32: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/32.jpg)
คณสมบตรอมประเภทตาง ๆ
![Page 33: Main Memory 516](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042700/559b73ac1a28ab6a4f8b45ad/html5/thumbnails/33.jpg)
จดทำาโดยจดทำาโดย
นายจรายนายจราย สรยศธำารง สรยศธำารง เลขท เลขท 11นายสทธเชษฐนายสทธเชษฐ วรยะสนทราพร วรยะสนทราพร เลขท เลขท
77นายพงศภคนายพงศภค มหาเศรษฐสร มหาเศรษฐสร เลขท เลขท 1010นายธนกรนายธนกร เตชะอบล เตชะอบล เลขท เลขท 1313นายเชษฐพงศนายเชษฐพงศ มณรตนโรจน มณรตนโรจน เลขท เลขท
1717นายกฤตมธนายกฤตมธ จงชาณสทโธ จงชาณสทโธ เลขท เลขท 3 73 7นางสาวชนาการตนางสาวชนาการต วงศพฒนเลศ วงศพฒนเลศ เลขท เลขท
2 72 7นางสาวพรรณพชรนางสาวพรรณพชร สรอยสวรรณ สรอยสวรรณ เลขท เลขท
3 03 0นางสาวพรสรวงนางสาวพรสรวง แสวงเจรญ แสวงเจรญ เลขท เลขท 3 13 1นางสาวชตมานางสาวชตมา วชญาเตชะกล วชญาเตชะกล เลขท เลขท 4 34 3นางสาววยะนณทนางสาววยะนณท พทกษสนสช พทกษสนสช เลขท เลขท
5 65 6