五分鍾理解主存儲器的基本組成結構


在剛開始入門計算機組成原理的時候,很多小伙伴都會被主存儲器的基本結構,相關術語搞得一臉懵逼。今天,來聊下,什么是主存儲器?主存儲器的基本組成結構是什么?

主存儲器的基本組成結構

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主存就是由上圖中所示的部件一起協同工作,里面的其他部件,由於涉及其他的知識點,我們留到后面再介紹。

今天,我們用這張簡單的主存縮略圖,來介紹下主存儲器的基本組成。

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存儲體

那么,什么是存儲體呢?我們把存儲體放大來看,這里用我畫的圖做講解。

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存儲體由哪些組成

存儲體由許多的存儲單元組成,每個存儲單元里面又包含若干個存儲元件,每個存儲元件可以存儲一位二進制數0/1。

存儲單元:

存儲單元表示存儲二進制代碼的容器,一個存儲單元可以存儲一連串的二進制代碼,這串二進制代碼被稱為一個存儲字,代碼的位數為存儲字長

在存儲體中,存儲單元是有編號的,這些編號稱為存儲單元的地址號。而存儲單元地址的分配有兩種方式,分別是大端、大尾方式小端、小尾方式

存儲單元是按地址尋訪的,這些地址同樣都是二進制的形式。

如圖

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這個圖只顯示了存儲單元,里面的存儲元件忽略不看的話,圖中的小方格就是存儲單元了,外面最大的矩形就是我們的存儲體,存儲單元中的數字就是地址了。

對於存儲體的組成,這里引用一個形象的比喻:

存儲體,相當於一棟大樓,大樓內有很多個房間(存儲單元),每個房間又有很多個床位(存儲元件),二進制代碼0表示一個對象,1表示另一個對象(事實上0表示低電平,1表示高電平)。

MAR

MAR叫做存儲地址寄存器,保存的是存儲單元的地址,其位數反映了存儲單元的個數

用個例子來說明下:

比如有32個存儲單元,而存儲單元的地址是用二進制來表示的,那么5位二進制數就可以32個存儲單元。那么,MAR的位數就是5位。

在實際運用中,我們 知道了MAR的位數,存儲單元的個數也可以知道了。

MDR

MDR表示存儲數據寄存器,其位數反映存儲字長。
MDR存放的是從存儲元件讀出,或者要寫入某存儲元件的數據(二進制數)。

如果MDR=16,,每個存儲單元進行訪問的時候,數據是16位,那么存儲字長就是16位。

主存儲器和CPU的工作原理

在現代計算中,要想完成一個完整的讀取操作,CPU中的控制器要給主存發送一系列的控制信號(讀寫命令、地址譯碼或者發送驅動信號等等)。

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說明:

1.主存由半導體元件和電容器件組成。
2.驅動器、譯碼器、讀寫電路均位於主存儲芯片中。
3.MAR、MDR位於CPU的內部芯片中
4.存儲芯片和CPU芯片通過系統總線(數據總線、系統總線)連接。

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