比较可惜的是，从这章开始，这门课的内容就讲得很不细致了。很多内容只能从一个很高的层次进行介绍，无法深入细节。一旦讲到了偏硬件的东西，由于难以进行实践，又和数学等理科知识关系不大，和电路等学科关系密切，课本就只能划水。
计算机组成原理复习：第五章 存储系统和结构
本章先从整体上介绍了计算机的存储结构，再着重介绍主存的存储思想以及具体的主存种类。之后讲了多个主存储器是如何构成一个系统的。最后稍微介绍了一些其他cache、虚拟内存等内容。
我只针对复习PPT提到的重点和我们课后习题涉及到的内容进行复习。
主存储器的组织
这一节围绕主存是如何存储数据的，介绍了主存储器整体的工作原理，和前面编码的内容有一些关联。主存储器本身的结构在后面的小节里介绍。
存储单元
数据的最小单位是位，被叫做存储位。按位存取效率太低，多个存储位在一起就成了存储字，这是访问的最小单元。存存储字的结构叫存储单元，地址和存储单元是一一对应的。大量存储单元构成了存储体。
主存部分技术指标
存取时间
执行一次读或写操作的时间。
存取周期
两次执行访问操作的间隔时间。因为除了完成存取操作外，主存内部还有一些其他的操作，存取周期一般略大于存取时间。
带宽
等于主存等效工作频率乘主存位宽。
数据在主存的存放
可能出现主存的存储字长比较大，而计算机传来的数据比较小的情况。比如主存的存储字长是64位，而计算机传来的数据可能是8~64位的。如何存这些数据是一个问题：
如果每个数据紧挨着存，那么主存空间没有浪费。但是万一一个存储字剩余容量较小，突然来了一个64位数据，那么这个数据就得拆成两半，存在两个存储字里了。
如果每个数据都存在一个存储字里，那就太浪费了。如果所有数据都是一个字节，那么大量的空间要被浪费。
因此，边界对齐的存取法被提出。这种方法综合了以上两种方法的优点。比如，在存储字为64位的主存储器里，64位数据只能从一个存储字开头从，32位数据只能从半个存储字开头存，16位位数据只能从四分之一个存储字开头存。
主存储器结构与工作原理
这一节前面讲了很多和电路的东西，我们缺乏基础知识，学不懂。我只复习DRAM的刷新以及RAM芯片的一些参数。
DRAM的刷新
由于DRAM电路的问题，需要经常刷新才能维护数据。
注意，刷新是指对每个芯片的刷新。芯片一般会排成正方向阵列，比如16K的芯片，就会排成128*128。之后谈到的按行刷新，这个“行”指的就是128。刷新就等于读了一遍，因此刷新周期等于读写周期。这个刷新周期是以行为单位的。
为了提高整体的工作效率，有几种不同的刷新策略：
集中刷新
在最大允许的刷新间隔内，把工作分成两个阶段：读写操作和刷新。在所有读写操作执行一段时间后，集中刷新所有的存储芯片，再继续读写。等于说每个刷新间隔构成了一个循环的工作周期。
分散刷新
每次读或写之后，立刻刷新。也就是读写操作和刷新绑定。这样可以保证内存正常，但是刷新过于频繁，读写周期变长，没有充分利用最大允许刷新间隔
异步刷新
异步刷新综合以上两种方法，把主存按行分组。先做一会儿读写操作，就停下来刷新第一行；再做一会儿读写操作，就刷新第二行……。在最大允许刷新间隔内，把所有行都刷新一遍。
课本上对以上三种方法都画了一个图，看了图就很好理解。
RAM芯片引脚
- 地址线
- 数据线
- 片选线 CS
- 读写控制线 WE
- Vcc 电源
- GND 地
其中片选线的意思可能不能通过字面来理解。片选线决定该芯片是否工作。
上述引脚的字母打的不是很准确。这篇文章我不打算渲染公式，所以就简单写一下。
先复习一下这些引脚是因为之后的内容会用到。
主存储器的连接与控制
本节讲的是多个主存储器是如何协作的。
主存储器扩展
存储芯片一般比较小。为了得到一个较大的主存储器，需要把存储芯片连接扩展。
先提一句，芯片用数据量和数据位数来表示。比如64K X 1就是地址64K，数据只有1位的芯片。
考试主要考察的就是画图。注意，一堆线要画成粗的线。箭头表示数据传输方向，数据线的箭头是双向的，其他线的箭头是单向的。
有以下三种扩展方法：
位扩展
用一堆地址一样的芯片扩展位数。
地址线、片选线并联进每一个芯片。
数据线每一根接一个芯片。
以64K X 1拓展到64K X 8为例：
| 芯片1 | 芯片2 | 芯片3 | … | 芯片8 | |
|---|---|---|---|---|---|
| A0 | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— |
| … | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— |
| A15 | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— |
| CS | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— | ——l—— |
| D0 | ——l—— | ————— | ————— | ————— | ————— |
| … | |||||
| D7 | ————— | ————— | ————— | ————— | ——l—— |
地址扩展
假设一堆芯片位数相同，但存储量不够，可以把它们并在一起扩展地址
这种方法的思想是，地址线的高位用来片选，也就是选择使用那片芯片；低位直接输入芯片。
此处看书上的图很好理解。
字和位同时扩展
同时执行上面两种扩展。
看书上的图很好理解。
存储芯片的地址分配与片选
上一节地址扩展中，出现了如何分配地址这个问题。上一节是用一个译码器来分配地址高位，得到片选结果。本节具体介绍了分配地址时存储芯片片选的方式。
线选法
地址高位的每一位直接就代表是否选中某个芯片，而不经过移码。由于片选时0表示有效，因此用于片选的地址高位只能有一个0。
全译码法
就是上一节的方法，把高位输入译码器进行译码，输出选择哪一个芯片。有可能输入的地址组合量大于需要的量，比如输入9位，但只有4个芯片。这个时候译码结果只有4个是有效的，其他508个都是无效的。
部分译码法
在全移码的基础上，只把部分位输入译码器。比如要选择4个芯片，只输入2位就行了。这样的话地址的高位完全用不到，会产生地址重叠。