kien truc may tinh

1. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
4.1 Khái quát
Có thể xác định một số tiêu chuẩn chung, các tính chất của
bộ nhớ. Đó là những đặc điểm mà chúng ta có thể phân
biệt :
 Dung lượng là chỉ lượng thông tin mà bộ nhớ có thể lưu
trữ. Dung lượng có thể đo bằng bit, byte, word ... Thông
thường người ta sử dụng các bội số của byte
 Thời gian lưu trữ là khoảng thời gian mà bộ nhớ có thể
lưu trữ thông tin một cách tin cậy, nhất là khi nguồn điện
bị tắt.
3/9/2013 1

2. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Thời gian truy nhập/ t tac: thời gian kể từ
khi có xung địa chỉ trên bus địa chỉ cho đến khi
có dữ liệu ra ổn định trên bus dữ liệu.
 Thời gian truy nhập bộ nhớ phụ thuộc nhiều vào
công nghệ chế tạo nên bộ nhớ.
 Do đó, một bộ nhớ được làm từ các thành phần
điện tử thông thường có khả năng truy cập nhanh
hơn (đo bằng nanosecond hay 10-9s) trong khi đối
với đĩa từ, thời gian truy cập lại dài hơn (đo bằng
milisecond hay 10-3s)
3/9/2013 2

3. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Thời gian truy p (nhập/ t) tac:
 c i gian truy p m cơ tư
120ns n 150ns, a c chương nh cơ sơ như
BIOS.
 c y nh i n nay đa thay c ROM y
ng c FLASH ROM, c t c EEPROM,
cho p i ng thê p i chương nh
BIOS.
3/9/2013 3

4. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Thời gian truy p (nhập/ t) tac:
 c i gian truy p nhanh t,
ng tư 20ns n 10ns. ng ng c sư
ng m bô nhơ Cache trong y nh.
 c c đô truy p m hơn, tư i
c n trên 100ns, chu u sư ng m bô nhơ
nh.
3/9/2013 4

5. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Thời gian truy p (nhập/ t) tac:
 Do c đô truy p m nên phương c t
ng a c DRAM ng c nghiên u i
n không ng m tăng u t trao i dư
u a hê ng y nh. Đo :
 c chê đô m tươi tiên n
 Chê đô t ng theo trang
 c modul nhơ u i như EDO RAM va SDRAM.
3/9/2013 5

6. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Kiểu truy cập là cách mà người ta truy cập thông tin.
 Người ta có thể truy cập trực tiếp hay đầu tiên người
ta phải vượt qua một số thông tin khác.
 Thực vậy, đối với băng từ, người ta phải vượt qua tất
cả các thông tin trước đó để có thể đạt đến thông tin
cần tìm, trong khi sự truy cập vào bộ nhớ điện tử là
truy cập trực tiếp.
3/9/2013 6

7. Tổ chức Bộ nhớ chính
3/9/2013 7

8. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
Tổ chức bộ nhớ bán dẫn
Các bộ nhớ bán dẫn thường dùng với bộ VXL bao gồm:
 Bộ nhớ cố định ROM (Read Only Memory): bộ nhớ có nội dung ghi
sẵn, chỉ được đọc ra.
 Bộ nhớ bán cố định EPROM (Erasable Programmable ROM): là bộ
nhớ ROM có thể lập trình được bằng xung điện và xoá được bằng tia
cực tím
 Bộ nhớ ghi/đọc RAM (Random Access Memory). Trong các bộ nhớ
RAM còn phân biệt 2 loại, đó là RAM tĩnh (Static RAM hay SRAM),
trong đó mỗi phần tử nhớ là 1 mạch lật 2 trạng thái ổn định, và loại
RAM động (Dynamic RAM hay DRAM), trong đó mỗi phần tử nhớ
là 1 tụ điện rất nhỏ được chế tạo bằng công nghệ MOS.
3/9/2013 8

9. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
Tổ chức bộ nhớ bán dẫn
 c chip nhơ DRAM ng c t kê p p nh c modul
nhơ i t ngay trên n ch nh. Đo c “thanh” nhơ t
ng chân SIMM va hai ng chân DIMM RAM, …
 c y nh tương ch 2 u SIMM, 30 chân (9 bit dư
u) va 72 chân (36 bit dư u).
 ng y ng Pentium i phô n c DIMM i 169 chân (64
bit dư u không m tra n ) va 72 chân m tra n )
 c đô truy p c modul ng c u thi ng đơn i gian
nano giây.
3/9/2013 9

10. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
Tổ chức bộ nhớ bán dẫn
 c chip nhơ DRAM trong bô nhơ nh c đây u t sư ng
i RAM t ng chê đô trang nhanh FPM RAM (Fash –
c đô m c trên bus không 30 MHz. ng
không thê m c t i c VXL n c đô xư ly nhanh.
 i gian n đây, ra i i RAM ghi c dư u EDO RAM
(Extended-Data-Out RAM). Đây ng modul nhơ cho p nh
giơ ng p a ng truy t liên p.
 t kê a EDO RAM a trên cơ sơ ng kê c tê sau: t khi
CPU n truy t dư u t ô nhơ o đo thi u kha năng
ng n truy t i c ô nhơ a lân n.
3/9/2013 10

11. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
Tổ chức bộ nhớ bán dẫn
 Đê c c a ô nhơ i y nhanh hơn, EDO RAM
c u o sao cho thê giư c thông tin vê a a
c ô nhơ c.
 EDO ng t i FPM RAM nhưng thê lưu trư dư
u i u ra, giư cho ng đu lâu đê n u thê i c
CPU t ch m o.
 EDO RAM cho p u t hê ng tăng tư 15% n 40%.
 Tuy nhiên EDO ng c m không nh m tra
n- va không hô trơ c n ch nh c đô bus cao
hơn 66MHz.
3/9/2013 11

12. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
Tổ chức bộ nhớ bán dẫn
 n đây đa t n i modul SDRAM (Synchronous
DRAM) tương tư như EDO RAM nhưng cho p n dư
u ng t c đô t cao ng ch sư ng t p i
p ng hô c đô cao. ng SDRAM y cho p y
i c đô bus lên i trên 100MHz.
3/9/2013 12

13. Chương 4
Tổ chức Bộ nhớ chính
Tổ chức bộ nhớ bán dẫn
Một bộ nhớ thường được tạo nên từ nhiều vi mạch nhớ được
ghép lại để có độ dài từ và tổng số từ cần thiết. Những chip
nhớ được thiết kế sao cho có đầy đủ 1 số chức năng của một
bộ nhớ như:
 Một ma trận nhớ gồm các ô nhớ, mỗi ô nhớ ứng với 1 bit nhớ.
 Mạch logic giải mã địa chỉ ô nhớ.
 Mạch logic cho phép đọc nội dung ô nhớ.
 Mạch logic cho phép viết nội dung ô nhớ.
 Các bộ đệm vào, bộ đệm ra và bộ mở rộng địa chỉ, …
3/9/2013 13

14. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 §Þa chØ ho¸ bé nhí
1) §Þa chØ bé nhí trong 8086.
2) §Þnh ®Þa chØ logic trong 80286
-Trong chÕ ®é thùc, 80286 ph©n chia bé nhí thµnh c¸c ®o¹n
logic t-¬ng tù nh- trong 8086, nghÜa lµ kh«ng gian bé nhí bÞ
giíi h¹n trong 1MB. Tuy nhiªn, trong thùc tÕ, 80286 cã thÓ
truy nhËp tíi h¬n 1MB mét chót trong chÕ ®é ®Þa chØ thùc.
-Ta cã thÓ minh ho¹ ®iÒu nµy b»ng c¸ch sö dông ®Þa chØ
®o¹n 0FFFFh vµ ®Þa chØ offset 0FFFFh, khi ®ã ®Þa chØ
tÝnh ®-îc lµ 0FFFF0h + 0FFFFh = 10FFEFh. Trong 8086 bit
ngoµi cïng bÞ bá ®i vµ ®Þa chØ vËt lý nhËn ®-îc lµ 0FFEFh.
3/9/2013 14

15. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 §Þa chØ ho¸ bé nhí
1) §Þa chØ bé nhí trong 8086.
2) §Þnh ®Þa chØ logic trong 80286
-Nh-ng ®èi víi 80286 do nã cã 24 ®-êng ®Þa chØ nªn « nhí
10FFEFh lµ cã thÓ ®Þa chØ ho¸. DÔ dµng thÊy r»ng ®èi víi
®o¹n FFFFh c¸c byte cã ®Þa chØ offset tõ 10h ®Õn FFFFh sÏ
cã ®Þa chØ vËt lý 21 bit.
-V× vËy ë chÕ ®é ®Þa chØ thùc 80286 cã kh¶ n¨ng truy
nhËp h¬n 8086 ®Õn 64KB (vïng nhí n»m trªn 1MB nµy ®-îc
DOS 5.0 dïng ®Ó n¹p mét sè øng dông cña nã nhê vËy giµnh
ra thªm 1 l-îng bé nhí cho c¸c øng dông kh¸c).
-Tuy nhiªn, chó ý r»ng trong rÊt nhiÒu m¸y PC, bit ®Þa chØ
thø 21 nµy ph¶i ®-îc kÝch ho¹t b»ng phÇn mÒm tr-íc khi
phÇn bé nhí cao h¬n cã thÓ sö dông.
3/9/2013 15

16. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 §Þa chØ ho¸ bé nhí
2) §Þnh ®Þa chØ logic trong 80286
-Trong chÕ ®é b¶o vÖ, 80286 cung cÊp kh¶ n¨ng ®Þa chØ
¶o, cho phÐp ch-¬ng tr×nh cã kÝch th-íc lín h¬n rÊt nhiÒu
kÝch th-íc bé nhí vËt lý cña m¸y tÝnh.
-Mét ®Æc ®iÓm cña chÕ ®é b¶o vÖ lµ nã cung cÊp kh¶
n¨ng lµm viÖc ®a nhiÖm, nghÜa lµ cho phÐp mét sè
ch-¬ng tr×nh cïng ch¹y mét lóc.
-80286 ®-îc thiÕt kÕ ®Ó lµm viÖc trong chÕ ®é ®Þa chØ
thùc ngay khi ®-îc bËt lªn, chuyÓn nã sang chÕ ®é b¶o vÖ
th-êng lµ c«ng viÖc cña hÖ ®iÒu hµnh. ChÕ ®é b¶o vÖ
cho phÐp tËn dông tèi ®a kh¶ n¨ng lµm viÖc cña 80286.
3/9/2013 16

17. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286: §Þa chØ ¶o.
(selector:offset)
- C¸c ch-¬ng tr×nh øng dông trong chÕ ®é b¶o vÖ
vÉn sö dông ®Þa chØ segment vµ offset ®Ó chØ
®Õn c¸c « nhí.
- Tuy nhiªn ®Þa chØ ®o¹n b©y giê kh«ng t-¬ng øng
víi mét ®o¹n bé nhí nhÊt ®Þnh nµo, mµ b©y giê nã
®-îc gäi lµ tõ (bé) chän ®o¹n (segment selector) vµ
®-îc hÖ thèng sö dông ®Ó ®Þnh vÞ mét ®o¹n vËt lý
cã thÓ n»m ë mäi n¬i trong bé nhí.
- Mét tõ chän ®o¹n cã thÓ ®-îc m« t¶ nh- sau:
3/9/2013 17

18. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286: Tư chon đoan.
15 2 1 0
3
INDEX TI RPL
 Bit 0 vµ 1 (RPL - Requested Privilege Level): møc -u
tiªn (møc ®Æc quyÒn): tõ 0 – 3
 Bit 2 (TI - Table Indicator): ®Þnh lo¹i b¶ng m« t¶ ®o¹n
nhí:
 TI = 0: ®o¹n nhí ®-îc x¸c ®Þnh bëi b¶ng m« t¶ toµn côc
(GDT) m« t¶ kh«ng gian nhí toµn côc
 TI = 1: ®o¹n nhí ®-îc x¸c ®Þnh bëi b¶ng m« t¶ côc bé
(LDT) m« t¶ kh«ng gian nhí côc bé.
3/9/2013 18

19. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286: Tư chon đoan.
15 2 1 0
3
INDEX TI RPL
 INDEX (13 bit cßn l¹i ): chØ sè ®Ó chän tr-êng m« t¶
®o¹n trong b¶ng m« t¶.
 B¶ng m« t¶ thiÕt lËp mèi quan hÖ gi÷a 30 bit ®Þa
chØ ¶o vµ 24 bit ®Þa chØ vËt lý cña 80286.
3/9/2013 19

20. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 §Ó theo dâi c¸c ®o¹n bé nhí vËt lý ®-îc c¸c
ch-¬ng tr×nh sö dông, hÖ ®iÒu hµnh duy tr×
mét tËp hîp c¸c b¶ng gäi lµ b¶ng m« t¶ ®o¹n
(segment descriptor table).
 Mçi ch-¬ng tr×nh cã mét b¶ng m« t¶ ®o¹n
côc bé (local descriptor table) chøa c¸c
th«ng tin vÒ c¸c ®o¹n cña ch-¬ng tr×nh.
3/9/2013 20

21. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 Ngoµi ra cßn cã mét b¶ng m« t¶ toµn côc
(global descriptor table) chøa c¸c th«ng tin
vÒ c¸c ®o¹n bé nhí mµ tÊt c¶ c¸c ch-¬ng
tr×nh cã thÓ truy nhËp tíi.
 Nh- vËy, tõ chän ®o¹n ®-îc dïng ®Ó truy
nhËp tíi tr-êng m« t¶ ®o¹n chøa trong b¶ng
m« t¶.
 Tr-êng m« t¶ ®o¹n (h×nh 2) x¸c ®Þnh kiÓu
vµ kÝch th-íc ®o¹n, x¸c ®Þnh xem ®o¹n cã
mÆt hay kh«ng vµ ®Þa chØ c¬ së 24 bit
3/9/2013 21

22. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Tr-êng m« t¶ ®o¹n lµ mét vïng nhí gåm 8 byte cã cÊu tróc
nh- sau:
15 8 7
0
Dù trư cho 80386
+6
+4 P DPL S TYPE A Bit ®Þa chØ c¬ së
Base16..23
+2
Bit ®Þa chØ c¬ së Base0..15
0
KÝch th-íc ®o¹n 0..15 bit
Bit P (Present): X¸c ®Þnh ®o¹n nhí cã tån t¹i thùc sù hay
kh«ng trong bé nhí.
Bit S chØ thÞ lo¹i tr-êng m« t¶:
- S = 0: tr-êng m« t¶ sÏ m« t¶ c¸c ®o¹n hÖ thèng
- S = 1: tr-êng m« t¶ sÏ m« t¶ c¸c ®o¹n øng dông
(chøa d÷ liÖu
3/9/2013 vµ m· lÖnh) 22

23. Tổ chức Bộ nhớ chính
 Tr-êng m« t¶ ®o¹n lµ mét vïng nhí gåm 8 byte cã cÊu tróc
nh- sau:
15 8 7
0
Dù trư cho 80386
+6
+4 P DPL S TYPE A Bit ®Þa chØ c¬ së
Base16..23
+2
Bit ®Þa chØ c¬ së Base0..15
0
KÝch th-íc ®o¹n 0..15 bit
Bit A: truy nhËp
2 bit DPL liªn quan ®Õn 4 møc ®Æc quyÒn tõ 0 ®Õn
3.
c bit TYPE x¸c ®Þnh lo¹i ®o¹n (®o¹n d÷ liÖu, ng¨n
xÕp, m· lÖnh)
3/9/2013 23
Base: ®Þa chØ bé nhí vËt lý cña ®o¹n

24. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 Qu¸ tr×nh ®æi ®Þa chØ ®o¹n vµ offset mµ ch-¬ng
tr×nh sö dông thµnh ®Þa chØ vËt lý 24 bit diÔn ra
nh- sau:
 Tr-íc hÕt bit TI trong tõ chän ®o¹n ®-îc sö dông ®Ó chän
b¶ng m« t¶ ®o¹n.
 VÞ trÝ cña b¶ng m« t¶ chøa trong thanh ghi GDTR
(Global Descriptor Table Register) vµ mét thanh ghi kh¸c,
thanh ghi LDTR (Lobal Descriptor Table Register) chøa
®Þa chØ cña b¶ng m« t¶ côc bé cña ch-¬ng tr×nh ®ang
ch¹y.
3/9/2013 24

25. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 Qu¸ tr×nh ®æi ®Þa chØ ®o¹n vµ offset mµ ch-¬ng
tr×nh sö dông thµnh ®Þa chØ vËt lý 24 bit diÔn ra
nh- sau:
 TiÕp theo, mét tr-êng m« t¶ ®o¹n ®-îc x¸c ®Þnh b»ng 13
bit chØ sè (INDEX) trong tõ chän ®o¹n sÏ ®-îc truy nhËp
trong b¶ng m« t¶ ®· chän ®Ó nhËn ®-îc 24 bit ®Þa chØ
®o¹n (phï hîp víi 24 ®-êng d©y bus ®Þa chØ cña
80286).
 Cuèi cïng, ®Þa chØ offset sÏ ®-îc céng víi ®Þa chØ ®o¹n
®Ó t¹o thµnh ®Þa chØ vËt lý 24 bit cña mét « nhí.
3/9/2013 25

26. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 Mçi b¶ng m« t¶ cã thÓ cã kÝch th-íc tíi 64KB.
 Do mçi tr-êng m« t¶ ®o¹n cã kÝch th-íc lµ 8 byte nªn
mçi b¶ng m« t¶ ®o¹n cã thÓ chøa tíi 8KB (213) tr-êng
m« t¶.
 Mçi tr-êng m« t¶ x¸c ®Þnh mét ®o¹n cña mét ch-¬ng
tr×nh. Mét ch-¬ng tr×nh cã thÓ võa chän b¶ng côc bé
cña nã võa cã thÓ chän b¶ng toµn côc, do ®ã nã cã
thÓ ®Þnh nghÜa tíi 16K ®o¹n.
 Do kÝch th-íc cùc ®¹i cña mçi ®o¹n lµ 64KB, mét
ch-¬ng tr×nh cã thÓ dïng tíi 16Kx64KB = 230 hay 1GB
bé nhí.
 Bé nhí ®ã ®-îc gäi lµ bé nhí ¶o (virtual memory) v×
3/9/2013 26

27. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 C¸c ®o¹n bé nhí ¶o cña mét ch-¬ng tr×nh ®-îc
chøa trong æ ®Üa. HÖ ®iÒu hµnh sÏ n¹p chóng
vµo khi cÇn.
 HÖ ®iÒu hµnh sö dông bit P trong tr-êng m« t¶ ®Ó
theo dâi xem ®o¹n t-¬ng øng ®· ®-îc n¹p vµo bé
nhí hay ch-a.
 Khi mét ®o¹n ¶o ch-a ®-îc n¹p vµo bé nhí th× bit P
trong tr-êng m« t¶ t-¬ng øng sÏ bÞ xo¸.
3/9/2013 27

28. Tổ chức Bộ nhớ chính
§Þnh ®Þa chØ logic trong 80286:
 VÝ dô, khi ch-¬ng tr×nh lín h¬n rÊt nhiÒu kÝch th-íc
bé nhí vËt lý, nã ph¶i ®-îc n¹p dÇn dÇn vµo bé nhí.
 Mçi khi cã mét chØ thÞ ®Þnh ®Õn mét ®Þa chØ ®o¹n
ch-a ®-îc n¹p vµo trong bé nhí, hÖ ®iÒu hµnh sÏ ®-îc
phÇn cøng th«ng b¸o qua mét ng¾t.
 Khi ®ã hÖ ®iÒu hµnh sÏ n¹p ®o¹n vµo bé nhí vµ thùc
hiÖn l¹i chØ thÞ.
 Trong tr-êng hîp ®ã, cã thÓ ph¶i thùc hiÖn cÊt mét
®o¹n bé nhí vµo ®Üa ®Ó lÊy chç cho ®o¹n míi ®-îc
n¹p vµo.
3/9/2013 28

29. Tổ chức Bộ nhớ chính
C¸c nhiÖm vô (Tasks).
 C«ng viÖc c¬ b¶n khi lµm viÖc trong chÕ ®é b¶o vÖ
®-îc gäi lµ task, nã t-¬ng tù nh- viÖc thùc hiÖn mét
ch-¬ng tr×nh trong chÕ ®é ®Þa chØ thùc.
 Mçi t¸c vô cã mét b¶ng m« t¶ côc bé. T¹i mçi thêi ®iÓm
chØ cã mét t¸c vô ®-îc thùc hiÖn, nh-ng hÖ ®iÒu hµnh
cã thÓ chuyÓn ®æi qua l¹i gi÷a c¸c t¸c vô b»ng c¸c
ng¾t.
 Ngoµi ra mçi t¸c vô cßn cã thÓ gäi mét t¸c vô kh¸c. §Ó
b¶o ®¶m tÝnh an toµn th× mçi t¸c vô ®-îc g¸n mét møc
-u tiªn (previlege level).
3/9/2013 29

30. Tổ chức Bộ nhớ chính
C¸c nhiÖm vô (Tasks).
 Cã 3 møc -u tiªn tõ 0 ®Õn 3, trong ®ã møc 0 lµ møc -u
tiªn cao nhÊt.
 HÖ ®iÒu hµnh ho¹t ®éng ë møc 0, cßn c¸c ch-¬ng
tr×nh øng dông lµm viÖc ë møc 3.
 Cã mét sè lÖnh ®-îc -u tiªn nh- n¹p c¸c thanh ghi b¶ng
m« t¶ ®o¹n chØ cã thÓ thùc hiÖn b»ng c¸c t¸c vô ë
møc -u tiªn 0.
 Mét t¸c vô ho¹t ®éng ë mét møc -u tiªn nµy kh«ng thÓ
truy nhËp d÷ liÖu cña c¸c t¸c vô ë mét møc -u tiªn cao
hon, nã còng kh«ng thÓ gäi thñ tôc cña t¸c vô ë møc -u
tiªn thÊp h¬n.
3/9/2013 30

31. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 §Þa chØ ho¸ bé nhí
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
80386 cã thÓ thao t¸c trªn c¶ 2 chÕ ®é: chÕ ®é ®Þa chØ
thùc vµ chÕ ®é ®Þa chØ b¶o vÖ.
a. ChÕ ®é ®Þa chØ thùc.
 Trong chÕ ®é ®Þa chØ thùc, 80386 co thÓ thùc hiÖn tÊt
c¶ c¸c chØ thÞ cña 80286 ë chÕ ®é ®Þa chØ thùc. §èi víi
ng-êi lËp tr×nh, chÕ ®é ®Þa chØ thùc cña 80386 t-¬ng tù
nh- 8086 víi tËp lÖnh vµ c¸c thanh ghi ®-îc më réng (32
bit).
 80386 sö dông 32 bit ®Þa chØ nh-ng trong chÕ ®é thùc
nã t¹o ®Þa chØ gièng nh- 8086 do ®ã nã chØ cã thÓ
®Þnh ®Þa chØ tèi ®a 1MB thªm vµo 64KB gièng nh-
80286.
3/9/2013 31

32. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 §Þa chØ ho¸ bé nhí
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
b. ChÕ ®é b¶o vÖ (selector:offset)
 80386 ë chÕ ®é b¶o vÖ cho phÐp tr-êng m« t¶ ®o¹n
chøa ®Õn 32 ®Þa chØ c¬ së vµ ®Þa chØ offset còng cã
32 bit do ®ã kÝch th-íc cña mçi ®o¹n bé nhí lµ 232 hay
4GB.
 Nã còng lµ kÝch th-íc cña kho¶ng kh«ng gian ®Þa chØ
ho¸ trªn bé nhí vËt lý. Gièng nh- trong 80286, mét ch-¬ng
tr×nh vÉn cã thÓ sö dông 214 ®o¹n , do ®ã kÝch th-íc cña
bé nhí ¶o lªn ®Õn 214 x 232 = 64 Terabyte (TB).
 §©y lµ kÝch th-íc ®ñ lín cho mäi ch-¬ng tr×nh øng dông.
3/9/2013 32

33. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
b. ChÕ ®é b¶o vÖ
80386 cã thÓ qu¶n lý bé nhí theo 2 ph-¬ng ph¸p:
 Qu¶n lý theo ®o¹n bé nhí (®o¹n cã thÓ cã ®é dµi
kh¸c nhau vµ cã thÓ trao ®æi víi bé nhí ngoµi
hay ph©n chia gi÷a c¸c ch-¬ng tr×nh)
 Qu¶n lý bé nhí theo trang (ph©n chia bé nhí
thµnh c¸c trang cã ®é dµi b»ng nhau, vd 4KB)
3/9/2013 33

34. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Qu¶n lý theo ®o¹n
 Đơn n ly theo n o ra a n nh
32 bit tư thanh ghi n n va a offset.
 a logic c c nh i 2 n:
 Tư n n i dung c thanh ghi n n 16 bit,
trong đo sô đê c nh a cơ sơ 32 bit a ng
mô ta n.
 Offset c o nên i 3 nh n: a cơ sơ n nhơ
sô (index) va đô ch n (displacement).
3/9/2013 34

35. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Qu¶n lý theo ®o¹n
 Do a trong 32 bit nên ng a bô mô ta
n như sau:
15 0
Base 24..31 G DB r vf Limit 16..19
P DPL S TYPE A Base 16..23
Base 0..15
n 0..15
 đô i n nh ng byte hay trang
 G = 0: đô i n t a n 220 = 1MB
 G = 1: đô i n t a n 220 trang (4KB) = 4GB
3/9/2013 35

36. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Qu¶n lý theo ®o¹n
15 0
Base 24..31 G DB r vf Limit 16..19
P DPL S TYPE A Base 16..23
Base 0..15
n 0..15
 DB = 0: a / n ng 16 bit
 DB = 1: a / n ng 32 bit
 r: dư trư
 vf: cho i ng c hê u nh.
3/9/2013 36

37. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Qu¶n lý theo ®o¹n
 Đơn n ly n n i a logic nh
a n nh 32 bit ng ch ng a cơ sơ
(Base) 32 bit i a offset.
 u đơn n ly theo trang không c p m
c thi 32 bit a n nh tương ng i 32
bit a t ly.
3/9/2013 37

38. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 80386 ngoµi viÖc tæ chøc bé nhí theo ®o¹n, cßn cã
thÓ tæ chøc bé nhí ¶o thµnh c¸c trang, hÖ ®iÒu
hµnh cã thÓ thiÕt lËp mét bit trong thanh ghi ®iÒu
khiÓn ®Ó th«ng b¸o sö dông b¶ng ph©n trang.
Virtual Memory
Page
Bé vi xö Main Secondry
lý Memory Memory
Bé nhí ¶o (Virtual Memory)
3/9/2013 38

39. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 Bé nhí ¶o lµ 1 hÖ thèng nhí ph©n cÊp gåm Ýt nhÊt 2
cÊp nhí, ®-îc ®iÒu khiÓn bëi hÖ ®iÒu hµnh.
 Bé nhí ¶o ®-îc ®Þa chØ b»ng c¸c ®Þa chØ ¶o (®Þa
chØ logic). §Þa chØ vËt lý chØ tíi dung l-îng vËt lý
cña bé nhí.
 Bé vi xö lý th-êng truy nhËp vµo bé nhí b»ng c¸ch t¹o
ra ®Þa chØ ¶o, nh-ng bé nhí vËt lý ph¶i ®-îc ®Þa
chØ b»ng ®Þa chØ vËt lý, v× vËy ®Þa chØ ¶o ph¶i
®-îc chuyÓn ®æi thµnh ®Þa chØ vËt lý.
 Trong hÇu hÕt c¸c hÖ vi xö lý hiÖn t¹i ®Þa chØ ¶o cã
®é dµi 32bits. Nh-ng còng cã mét sè hÖ vi xö lý cã 39
3/9/2013

40. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 Kh«ng ph¶i tÊt c¶ 32 bits cña ®Þa chØ ph¶i chuyÓn ®æi.
 NÕu mét trang cã dung l-îng lµ 4KB = 212 byte, th× trang
0 b¾t ®Çu ë vÞ trÝ 0 vµ kÕt thóc ë vÞ trÝ 4095 (4KB -1),
trang 1 b¾t ®Çu ë vÞ trÝ 4096 (4KB), trang 2 sÏ b¾t ®Çu
ë vÞ trÝ 8192 (8KB),...
 CÇn cã 12 bits cña ®Þa chØ 32-bit ®Ó t¹o ®Þa chØ
trang.
 §Þa chØ cña mét ng¨n nhí trong trang ®-îc tÝnh bëi sè
gia (offset).
 §Þa chØ ®Çu cña trang lµ ®Þa chØ c¬ së cña trang
(page base address).
 Sè
3/9/2013 gia cña ®Þa chØ vËt lý vµ ®Þa chØ ¶o gièng nhau, 40

41. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 C¬ chÕ tæ chøc trang cña 80386 gåm 3 phÇn
- Th- môc trang (page directory): DIR
- B¶ng c¸c trang (page table): PAGE
- Trang (page)
 NÕu ®¬n vÞ qu¶n lý bé nhí theo trang ®-îc phÐp
lµm viÖc (enable) th× 32 bit cña ®Þa chØ tuyÕn
tÝnh (Linear Address) ®-îc ph©n thµnh 3 phÇn:
 10 bit cho th- môc ( ng c) trang,
 10 bit cho b¶ng c¸c trang, vµ
 12 bit cho offset.
3/9/2013 41

42. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 M« h×nh chuyÓn ®æi ë c¸c h×nh sau:
 32 bit a n nh c o ra tư đơn n ly theo
n:
3/9/2013 42

43. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 M« h×nh chuyÓn ®æi ë c¸c h×nh sau:
3/9/2013 43

44. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
 M« h×nh chuyÓn ®æi ë c¸c h×nh sau:
3/9/2013 44

45. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
(a) Thanh ghi c¬ së cña bé m« t¶ trang.
 §Þa chØ vËt lý cña th- môc trang hiÖn thêi (page
directory) ®-îc l-u trong thanh ghi ®iÒu khiÓn CR3,
cßn ®-îc gäi lµ thanh ghi c¬ së th- môc trang (PDBR).
12 bit thÊp cña CR3 lu«n b»ng 0 ®Ó ®¶m b¶o r»ng
th- môc trang cã ®Þa chØ b¾t ®Çu c¸ch nhau 1
trang (212 = 4KB).
 CR2 chøa ®Þa chØ tuyÕn tÝnh cña trang cã lçi. VÝ
dô, khi nhiÖm vô ®ang thùc hiÖn quy chiÕu ®Õn
trang d÷ liÖu hay trang lÖnh mµ chóng ch-a ®-îc n¹p
tõ ®Üa tõ vµo bé nhí th× CPU ph¸t hiÖn trang cã lçi.
3/9/2013 45

46. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
(b) Th- môc trang
 Th- môc trang cã ®é dµi 4 KB, chøa 1024 ®iÓm vµo
(Dir Entry). Mçi ®iÓm vµo cã ®Þa chØ trá tíi mét
b¶ng c¸c trang vµ c¸c th«ng tin vÒ b¶ng trang ®ã. Néi
dung 32 bit cña ®iÓm vµo trong th- môc trang nh-
Figure 5-10.
3/9/2013 46

47. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
(c) B¶ng c¸c trang.
 Toµn bé th«ng tin cho chuyÓn ®æi sè trang ¶o (vpn -
virtual page number) thµnh sè trang vËt lý (pnp -
physical page number) ®-îc l-u gi÷ ë trong c¸c b¶ng
trang (page tables) trong bé nhí chÝnh.
 Mçi b¶ng trang cã ®é dµi 4KB, chøa ®-îc 1024 ®iÓm
vµo. Mçi mét trang trong bé nhí chÝnh cã mét ®iÓm
vµo b¶ng trang PTE (page table entry) t-¬ng øng, x¸c
®Þnh ®Þa chØ vµ th«ng tin vÒ trang ®ã.
 C¸c PTE ®-îc l-u trong c¸c b¶ng trang. B¶ng trang cã
thÓ ph©n chia gi÷a c¸c nhiÖm vô vµ cã thÓ trao ®æi
víi ®Üa tõ.
3/9/2013 47

48. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
Bô nhơ o va n ly theo trang
(c) B¶ng c¸c trang.
 Mçi PTE 32-bit chøa (trong i386 vµ i486):
 C¸c bit cao (20 bits: bit 12 -- bit 31) chøa cña ®Þa chØ
c¬ së trang (page base address), kÕt hîp víi 12 bit thÊp
trong ®Þa chØ tuyÕn tÝnh t¹o nªn ®Þa chØ vËt lý.
 C¸c bit tr¹ng th¸i vµ b¶o vÖ liªn quan ®Õn trang (7 bits:
bit 0 -- bit 6)
3/9/2013 48

49. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
 C¬ chÕ b¶o vÖ khi CPU lµm viÖc ë chÕ ®é ph©n
trang:
 Trong b¶ng trang, mçi môc cho mét khu«n trang 4KB
bao gåm c¸c bit ®Þa chØ c¬ së cña khu«n trang vµ c¸c
bit qu¶n lý.
 T-¬ng tù, trong danh môc b¶ng trang, mçi môc cho mét
b¶ng trang bao gåm c¸c bit ®Þa chØ c¬ së cña b¶ng
trang vµ c¸c bit qu¶n lý.
 Trong c¸c bit qu¶n lý cã bit U/S (user/supervisor) dïng
®Ó m· ho¸ c¸c møc ®Æc quyÒn (U/S=1 biÓu thÞ møc
®Æc quyÒn cña hÖ ®iÒu hµnh; U/S=0 biÓu thÞ møc
®Æc quyÒn cña ng-êi sö dông) vµ bit R/W
(Read/write) dïng ®Ó biÓu hiÖn quyÒn ®äc/ghi vµo
3/9/2013 trang hoÆc vµo b¶ng trang. 49

50. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
(d) Bé ®Öm ®Ó chuyÓn ho¸ ®Þa chØ.
 n ly theo trang n t do nhu u a c n ly bô
nhơ o. Nhưng u m đi u i n thâm p bô
nhơ CPU i i sư ng thư c va ng c trang.
 Đê i t n đê y, 80386 sư ng t ng nhơ n
i bô m n hoa riêng TLB (Translation Lookaside
Buffer) đê lưu trư ng trang a i thâm p.
 Bô m tư ng giư i c m o a ng c
trang hay ng t.
 32 m o, i m o quy u n t trang
nhơ 4KB, do y TLB phu t ng nhơ 128KB.
3/9/2013 50

51. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
(e) Hoat đông cua đơn n ly bô nhơ theo trang
 Đơn n ly theo trang n 32 bit a n nh tư
đơn n ly theo n.
 20 bit cao a a y c so nh i 32 m o
a TLB đê m ra a ng p.
 u , 32 bit a t ly c nh n va đưa ra bus
a .
3/9/2013 51

52. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
(e) Hoat đông cua đơn n ly bô nhơ theo trang
 u m o c trang không trong TLB thi CPU
c m o tương ng a thư c trang:
 u P = 1, thi ng c trang trong bô nhơ. CPU c m
o a ng c trang tương ng va t p bit A.
 u trong m o a ng c trang =1, ng trang
n truy p trong bô nhơ nh, CPU đưa c bit A va D
lên 1 trong ng p n t va y n ng.
 20 bit cao a a n nh c tư ng c trang c
lưu o TLB đê ng cho c thâm p bô nhơ n sau.
3/9/2013 52

53. Tổ chức Bộ nhớ chính
3) §Þnh ®Þa chØ o trong 80386, 80486
(e) Hoat đông cua đơn n ly bô nhơ theo trang
 t c, u trong m o a thư c trang hay
ng c trang t sinh ra i lê
14 đê o “trang i”.
 Khi đo thanh ghi CR2 a a a trang i (vd: ghi
o trang c c).
 CS:EIP tro n a a nh gây ra i.
3/9/2013 53

54. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 Tô c phân p bô nhơ
 Giao tiÕp cña bé vi xö lý víi bé nhí ®ãng 1 vai trß quan
träng ®Ó t¹o nªn 1 hiÖu suÊt cao cho bÊt kú 1 hÖ thèng
m¸y tÝnh nµo. Bé nhí bªn ngoµi bé vi xö lý lu«n cã tèc ®é
chËm h¬n bé vi xö lý. V× vËy ®Ó n©ng cao tèc ®é xö lý
cña 1 hÖ thèng m¸y tÝnh víi øng dông c¸c bé VXL hiÖn
®¹i, bé nhí ®-îc x©y dùng theo 5 cÊp, tõ 0 ®Õn 4:
 CÊp 0: TËp c¸c thanh ghi bªn trong bé vi xö lý
 CÊp 1: Cache s¬ cÊp (primary cache): lµ bé nhí cã tèc ®é
truy nhËp nhanh nhÊt, nh-ng dung l-îng nhá. Nã th-êng n»m
bªn trong bé VXL, nh-ng còng cã thÓ n»m bªn ngoµi. Trong
nhiÒu bé VXL, Cache s¬ cÊp tæ theo 2 lo¹i (dual cache):
Cache cho lÖnh (Icache) vµ cache cho d÷ liÖu (Dcache). C¶
2 ®Òu n»m chung 1 cÊp.
3/9/2013 54

55. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 Tô c phân p bô nhơ
 CÊp 2: Cache thø cÊp (secondary cache): còng lµ bé
nhí truy nhËp nhanh, nh-ng dung l-îng nhá h¬n bé nhí
chÝnh, th-êng n»m bªn ngoµi chip vi xö lý.
 CÊp 3: Bé nhí chÝnh (main memory): bé nhí ®-îc bé vi
xö lý ®¸nh ®Þa chØ trùc tiÕp. Nã chøa d÷ liÖu vµ c¸c
ch-¬ng tr×nh ®ang ho¹t ®éng cña m¸y tÝnh. Mét phÇn
cña ch-¬ng tr×nh ®ang ch¹y cã thÓ chøa trong Cache
nh»m t¨ng tèc ®é xö lý. Bé nhí chÝnh bao giê còng cã
dung l-îng lín h¬n nhiÒu so víi bé nhí Cache.
 CÊp 4. Bé nhí thø cÊp (secondary memory) - bé nhí
ngoµi: cã dung l-îng lín, nh-ng tèc ®é truy nhËp chËm.
VÝ dô: ®Üa tõ, b¨ng tõ, CD-ROM...
3/9/2013 55

56. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 Tô c phân p bô nhơ
3/9/2013 56

57. Tổ chức Bộ nhớ chính
4.2 Tô c phân p bô nhơ
 Các đặc tính chính của các cấp bộ nhớ dẫn đến hai mức
chính là:
 Mức cache - bộ nhớ trong ,và
 Mức bộ nhớ ảo (bao gồm bộ nhớ trong và không gian cấp phát
trên đĩa cứng).
 Cách tổ chức này trong suốt đối với người sử dụng.
Người sử dụng chỉ thấy duy nhất một không gian định
vị ô nhớ, độc lập với vị trí thực tế của các lệnh và dữ
liệu cần thâm nhập.
3/9/2013 57

58. Tổ chức Bộ nhớ chính
Bô nhơ Cache
 Cache Memory lµ bé nhí truy xuÊt ngÉu nhiªn tèc ®é
cao mµ bé xö lý m¸y tÝnh dïng ®Ó l-u tr÷ t¹m thêi d÷
liÖu. Nã t¨ng tèc ®é xö lý b»ng c¸ch gi÷ c¸c d÷ liÖu vµ
lÖnh thùc thi th-êng ®-îc dïng ®Õn nhÊt ë n¬i gÇn víi
bé xö lý vÒ mÆt vËt lý vµ nhê thÕ lµm cho tèc ®é truy
xuÊt nhanh h¬n.
 Thùc tÕ, hÖ thèng nµy thÓ hiÖn nh- lµ mét sù ph©n
trang hai møc: khi mét ®o¹n ch-¬ng tr×nh t×m kiÕm
mét d÷ liÖu hay gäi ®Õn mét ®o¹n kh¸c, ®Çu tiªn nã
t×m kiÕm trong bé nhí cache, trong tr-êng hîp thÊt b¹i,
nã t×m kiÕm trong c¸c trang bé nhí vµ cuèi cïng nÕu
sù t×m kiÕm còng kh«ng ®¹t kÕt qu¶, nã sÏ n¹p tõ bé
nhí ngoµi vµo bé nhí trung t©m, ®ång thêi sÏ cã mét 58
3/9/2013

59. Tổ chức Bộ nhớ chính
Bô nhơ Cache
Tõ, nöa Dßng
tõ,Byte (khèi)
Bé nhí
Bé vi xö lý Cache chÝnh
KÕt nèi th«ng tin a bé VXL, Cache vµ bé nhí chÝnh
 Th«ng tin truyÒn gi÷a Cache vµ bé vi xö lý lµ tõ d÷
liÖu, nöa tõ vµ c¸c byte.
 Trong khi ®ã th«ng tin gi÷a Cache vµ bé nhí chÝnh l¹i
lµ 1 sè c¸c dßng (lines), hay cßn gäi lµ c¸c khèi d÷ liÖu.
3/9/2013 59

60. Tổ chức Bộ nhớ chính
Bô nhơ Cache
 Cache chøa c¸c tõ d÷ liÖu t¹i c¸c ®Þa chØ nhí võa
®-îc CPU truy xuÊt t¹i bé nhí chÝnh gÇn ®©y
nhÊt.
 Khi CPU truy xuÊt c¸c d÷ liÖu tiÕp theo, tr-íc tiªn
nã sÏ ®-a ®Þa chØ cña c¸c d÷ liÖu ®ã tíi bé ®iÒu
khiÓn cache.
 NÕu x¸c ®Þnh ®-îc r»ng d÷ liÖu cã ®Þa chØ ®ã
®· ®-îc sao l-u vµo cache, gäi lµ tróng cache
(cahce hit) th× CPU sÏ truy cËp ngay d÷ liÖu nµy
trªn cache víi tèc ®é nhanh cña SRAM,
 Ng-îc l¹i, gäi lµ trËt cache (cache miss), CPU sÏ
3/9/2013 60

61. Tổ chức Bộ nhớ chính
CÊu tróc cña Cache
 Víi c¸c hÖ thèng cache hiÖn nay, tû sè cache
hit/cache miss th-êng ®¹t tíi h¬n 90%.
 Cache ®-îc tæ chøc thµnh c¸c dßng cache (cache
line), mçi dßng cã thÓ nhËn th«ng tin tõ bé nhí
chÝnh ®-îc l-u tr÷ (®Öm) l¹i trong mét ho¹t ®éng
®äc/viÕt.
 KÝch th-íc cña 1 dßng tïy thuéc vµo dung l-îng d÷
liÖu trong CPU hoÆc dung l-îng cache cÊp 1.
 VÝ dô, trong VXL 80386, mçi dßng cache réng 32
bit; víi 80486 lµ 128 bit, vµ Pentium lµ 256 bit.
3/9/2013 61

62. Tổ chức Bộ nhớ chính
CÊu tróc cña Cache
 Mçi dßng cache lu«n ®-îc n¹p ®Çy d÷ liÖu trong 1
lÇn bé xö lý truy cËp bé nhí, kh«ng phô thuéc vµo
sè byte ®äc/viÕt cña nã trong lÇn truy cËp ®ã.
 KÝch th-íc bé nhí cache cµng lín cµng lµm t¨ng
hiÖu suÊt cache do l-îng th«ng tin ®-îc l-u tr÷ trong
mçi lÇn x¶y ra miss cache cµng lín h¬n.
 V× c¸c lÖnh th-êng gåm c¸c ®Þa chØ liªn tôc víi
nhau nªn kÝch th-íc dßng cµng lín cµng cã thÓ cã
1 tû lÖ cache hit cao.
3/9/2013 62

63. Tổ chức Bộ nhớ chính
Nguyên c t ng a Cache.
 Cache ghi nhí mét tËp hîp Ai c¸c ®Þa chØ cña bé
nhí chÝnh vµ c¸c tõ d÷ liÖu M(Ai) t-¬ng øng víi cña
tËp hîp Ai.
 D÷ liÖu trao ®æi gi÷a cache vµ bé nhí chÝnh ®-îc
nhãm theo c¸c khèi (blocks), hay khèi c¸c dßng
(lines).
 Mçi 1 khèi d÷ liÖu nh- vËy lµ 1 ph©n khèi (sublock)
cña 1 trang nµo ®ã cña bé nhí chÝnh.
 Do ®ã ®Þa chØ chøa trong Cache lµ ®Þa chØ
khèi.
3/9/2013 63

64. Tổ chức Bộ nhớ chính
Nguyên c t ng a Cache.
 C¸c dßng (lines) cÊt gi÷ trong Cache kh«ng cã
®Þa chØ riªng biÖt, mµ chóng ®-îc tham chiÕu tíi
nhê ®Þa chØ cña chóng l-u trong bé nhí chÝnh.
 VÞ trÝ chÝnh x¸c cña c¸c dßng trong Cache ®-îc
x¸c ®Þnh b»ng ph-¬ng ph¸p s¾p xÕp ®Þa chØ
gi÷a bé nhí chÝnh vµ Cache.
 Néi dung cña m¶ng Cache (cache array) lµ nh÷ng
b¶n sao cña tËp c¸c khèi nhá kh«ng liªn tiÕp nhau
kÌm theo ®Þa chØ cña bé nhí chÝnh.
3/9/2013 64

65. Tổ chức Bộ nhớ chính
Nguyên c t ng a Cache.
 Mçi dßng cache ®-îc nhËn diÖn b»ng 1 thÎ bµi
(tag), ®ã lµ n¬i cÊt gi÷ ®Þa chØ cña d÷ liÖu còng
nh- th«ng tin t×nh tr¹ng bæ sung.
 Trong cache cÊp 2 (®-îc l¾p trªn b¶n m¹ch chÝnh),
c¸c thÎ nµy n»m trong 1 bé nhí riªng biÖt t¹i bé
®iÒu khiÓn cache (cã tèc ®é truy nhËp nhanh h¬n
bé nhí cache).
 Trong khi truy t×m 1 ®Þa chØ trong cache, ®Þa
chØ nµy kh«ng chØ ®-îc ®äc ra tõ thÎ mµ cßn ®-îc
so s¸nh víi ®Þa chØ cña truy xuÊt cô thÓ b»ng
c¸ch sö dông 1 bé so s¸nh.
3/9/2013 65

66. Tổ chức Bộ nhớ chính
Nguyên c t ng a Cache.
 Bé ®iÒu khiÓn (B§K) cache n»m ngay trong CPU
(víi cache cÊp 1) hoÆc lµ 1 vi ®iÒu khiÓn ®-îc
l¾p trªn b¶n m¹ch chÝnh (víi cache cÊp 2).
 Nã cã chøc n¨ng ®iÒu khiÓn viÖc liªn l¹c víi CPU
còng nh- c¸c th«ng tin ®Õn vµ ®i ®-îc l-u tr÷ trong
c¸c dßng cache.
 §Ó theo dâi vïng nhí chÝnh nµo ®ang hiÖn diÖn
trong RAM cache, B§K cache sö dông th- môc
cache lµ mét bé nhí l¾p trong vi m¹ch ®iÒu khiÓn
cache. Mçi vïng trong cache ®-îc ®¹i diÖn bëi mét
®iÓm vµo trong th- môc.
3/9/2013 66

67. Tổ chức Bộ nhớ chính
Nguyên c t ng a Cache.
 §Þa chØ vËt lý A tõ bé vi xö lý ®-îc göi ®Õn Cache khi
b¾t ®Çu chu tr×nh truy nhËp bé nhí (ghi hoÆc ®äc d÷
liÖu).
 Cache so s¸nh phÇn thÎ (tag) cña ®Þa chØ vËt lý A víi
tÊt c¶ c¸c ®Þa chØ (Ai ) chøa trong Cache.
 NÕu cã sù trïng hîp th× Cache chän tõ d÷ liÖu t-¬ng
øng víi ®Þa chØ A, tøc M(A) vµ nã kÕt thóc chu tr×nh
truy nhËp bé nhí b»ng viÖc chuyÓn d÷ liÖu tõ bé VXL
tíi b¶n sao M(A) (®äc d÷ liÖu), hoÆc ®äc b¶n sao
M(A) vµo bé VXL (ghi d÷ liÖu).
 NÕu kh«ng cã sù trïng lÆp cña tÊt c¶ ®Þa chØ chøa
trong Cache (Ai) víi ®Þa chØ A th× Cache khëi t¹o 1
3/9/2013 67

68. t sô câu i
1. Trình bày cách tính địa chỉ vật lý trong chế độ phân
trang qua địa chỉ tuyến tính 32 bit.
2. Bộ điều khiển Cache lưu trữ các dòng từ bộ nhớ vào
Cache như thế nào? Với một hệ thống Cache ánh xạ
trực tiếp, mỗi điểm vào trong thẻ RAM đại diện cho
cái gì?
3. Trong hệ thống Cache ánh xạ trực tiếp, chỉ có 1 khối
nhớ với một số đặc biệt có thể hiện diện trong Cache
mỗi lần. Trong hệ thống Cache liên hiệp 2 dòng
người ta khắc phục vấn đề này như thế nào?
3/9/2013 68

69. t sô câu i
4. c phương p p p a trong Cache?
5. c t n thay thê ng trong Cache?
3/9/2013 69

70. Sơ đô n hoa a
3/9/2013 70