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双端存储器采用什么并行技术

发布时间: 2022-09-07 03:48:53

❶ 简述SRAM,DRAM型存储器的工作原理

个人电脑的主要结构:
显示器
主机板
CPU
(微处理器)
主要储存器
(记忆体)
扩充卡
电源供应器
光盘机
次要储存器
(硬盘)
键盘
鼠标
尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。
存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分:算术逻辑单元(ALU),控制电路,存储器,以及输入输出设备(I/O)。这些部件通过一组一组的排线连接(特别地,当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且由一个时钟来驱动(当然某些其他事件也可能驱动控制电路)。
概念上讲,一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号,称为地址;又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令(告诉计算机去做什么),也可以是数据(指令的处理对象)。原则上,每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。
算术逻辑单元(ALU)可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算:第一类是算术运算,比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的,事实上,一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算(由是使用者只能通过编程进行乘除法运算)。第二类是比较运算,即给定两个数,ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。
输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备则是显示器,打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。
控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令进行解码,并向ALU交付符合指令要求的正确输入,告知ALU对这些数据做那些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。
20世纪80年代以来ALU和控制单元(二者合成中央处理器,CPU)逐渐被整合到一块集成电路上,称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观:在一个时钟周期内,计算机先从存储器中获取指令和数据,然后执行指令,存储数据,再获取下一条指令。这个过程被反复执行,直至得到一个终止指令。
由控制器解释,运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类:1)、数据移动(如:将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B)2)、数逻运算(如:计算存储单元A与存储单元B之和,结果返回存储单元C)3)、条件验证(如:如果存储单元A内数值为100,则下一条指令地址为存储单元F)4)、指令序列改易(如:下一条指令地址为存储单元F)
指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说,10110000就是一条Intel
x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此,使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说,它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。
更加强大的小型计算机,大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天,微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。
超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显着区别的体系结构。它们通常由者数以千计的CPU,不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中,还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构(Harvard
architecture)。

❷ 你能说明双端口存储器发明的科学意义和工程意义吗

双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器
前者采用空间并行技术,后者采用时间并行技术。

❸ 双端口存储器是一种( ). 选项: a,并行存储器 b, 串行存储器 c, 相联存储器 d多模块交叉存储器

a
双端口存储器、多模块交叉存储器、相联存储器这三个都是解决cpu和主存速度不匹配的方法,它们都是并行存储器。

❹ 大数据分析模型中什么叫并行技术

并行技术可分为三类,分别是线程库、消息传递库和编译器支持。线程库可实现对线程的显性控制;如果需要对线程进行精细管理,可以考虑使用这些显性线程技术。借助消息传递库,应用程序可同时利用多台计算机,它们彼此间不必共享同一内存空间。MPI 广泛应用于科学计算领域。第三项技术是在编译器中实现的线程处理支持,采用的形式自动并行化。一旦将线程处理引入到应用程序中,开发人员就可能要面对一系列新的编程缺陷(Bug)。其中许多缺陷是难以检测到的,需要付出额外的时间和关注以确保程序的正确运行。

并行技术可以分为多进程编程和多线程编程。人们总会用某种IPC(inter-process communication,进程间通信)的形式来实现进程间同步,如管道(pipes),信号量(semaphores),信息队列(message queues),或者共享存储(shared memory)。在所有的这些IPC形式中,共享存储器是最快的(除了门(doors)之外)。在处理进程间资源管理,IPC和同步时,你可以选择POSIX或者System V的定义。

在现代操作系统里,同一时间可能有多个内核执行流在执行,因此内核其实象多进程多线程编程一样也需要一些同步机制来同步各执行单元对共享数据的访问。尤其是在多处理器系统上,更需要一些同步机制来同步不同处理器上的执行单元对共享的数据的访问。在主流的Linux内核中包含了几乎所有现代的操作系统具有的同步机制,这些同步机制包括:原子操作、信号量(semaphore)、读写信号量(rw_semaphore)、spinlock、BKL(Big Kernel Lock)、rwlock、brlock(只包含在2.4内核中)、RCU(只包含在2.6内核中)和seqlock(只包含在2.6内核中)。

❺ 存储器的扩展方式哪三种

存储器的扩展方式有字扩展、位扩展、字位同时扩展。存储器芯片与单片机扩展连接具有共同的规律。即不论何种存储器芯片,其引脚都呈三总线结构,与单片机连接都是三总线对接。另外,电源线接电源线,地线接地线。

目前生产的存储器芯片容量有限,在字数或字长方面与实际存储器要求有所差距,所以要在字向与位向两方面进行扩充,才能满足实际存储器的要求。

cpu对存储器进行读写操作时,首先由地址总线给出地址信号,然后再发出有关进行读操作与写操作的控制信号,最后在数据总线上进行信息交换。

(5)双端存储器采用什么并行技术扩展阅读:

存储器的扩展技术:

总片数=总容量/(容量/片)。

例:存储器容量为8K×8b,若选用2114芯片(1K×4b),则需要的芯片数为:(8K×8b)/(1K×4b)=16(片)。

(1)位扩展。

只在位数方向扩展(加大字长),而芯片的字数和存储器的字数是一致的。即b前面不一样,K前面保持一样。

例:用64K×1b的SRAM芯片组成64K×8b的存储器,所需芯片数为:(64K×8b)/(64K×1b)=8(片)。

位扩展的关键就是将两个存储芯片当成一个存储芯片来用,让两个存储芯片同时工作,同时被选中,同时做读操作,同时做写操作,要想保证同时,就是把两个芯片的片选,用相同的信号进行连接。

(2)字扩展。

仅在字数方向扩展,而位数不变。即K前面不一样,b前面保持一样。

例:用16K×8b的SRAM组成以64K×8b的存储器,所需芯片数为:(64K×8b)/(16K×8b)=4(片)。

(3)字和位同时扩展。

参考资料来源:网络-位扩展

参考资料来源:网络-字扩展

❻ 并行处理技术的三种形式

时间并行指时间重叠,在并行性概念中引入时间因素,让多个处理过程在时间上相互错开,轮流重叠地使用同一套硬件设备的各个部分,以加快硬件周转而赢得速度。?
时间并行性概念的实现方式就是采用流水处理部件。这是一种非常经济而实用的并行技术,能保证计算机系统具有较高的性能价格比。目前的高性能微型机几乎无一例外地使用了流水技术。 资源共享也是在并行性概念中引入时间因素,它是通过软件的方法实现的。即多个用户按一定的时间顺序轮流使用同一套硬件设备;既可以是按一定的时间顺序共享CPU,也可以是CPU与外围设备在工作时间上的重叠。这种并行措施表现在多道程序和分时系统中,而分布式处理系统和计算机网络则是更高层次的资源共享。
从第一台电子计算机发明,电子计算机已经经历了五代。计算机发展到第四代时,出现了用共享存储器、分布存储器或向量硬件选件的不同结构的并行计算机,开发了用于并行处理的多处理操作系统专用语言和编译器,同时产生了用于并行处理或分布计算的软件工具和环境。到出现的计算机称为第五代计算机,它们的主要特点是进行大规模并行处理。并行处理技术是在微电子、印刷电路、高密度封装技术、高性能处理机、存储系统、外围设备、通信通道、语言开发、编译技术、操作系统、程序设计环境和应用问题等研究和工业发展的产物。
并行计算机具有代表性的应用领域有:天气预报建摸、VLSI电路的计算机辅助设计、大型数据库管理、人工智能、犯罪控制和国防战略研究等,而且它的应用范围还在不断地扩大。并行处理技术主要是以算法为核心,并行语言为描述,软硬件作为实现工具的相互联系而又相互制约的一种结构技术。本文就并行处理技术的算法策略、描述性定义及软硬件方面的实现做一个简单的介绍。

❼ 主存储器常采用并行存储器的目的

主存储器常采用并行存储器的目的是通过并行主存储器和设置Cache来提高速度。
双端口存储器和多体交叉存储器属于并行存储器。
目前通常采用多级存储器体系结构,有高速缓冲存储器、主存储器、外存储器。

❽ 什么是指计算机一次能并行存取

随着计算机应用领域的不断扩大,处理的信息量越来越多,并且现代计算机的I/O设备也在不断增加,因此,提高访存的速度已经成为了迫不及待的任务。于是就出现了并行存储器。
在介绍并行存储器之前,先来介绍一个概念:
**存储器的带宽:表示单位时间内存储器存取的信息量,可用字/秒或者位/秒表示。是衡量数据传输率的重要技术指标。**存储器的带宽是决定了以存储器为中心的机器获得信息的速度。可以通过下面的几种方式提高:

1.缩短存取周期
2.增加存储字长
3.增加存储体
双口RAM
为了提高CPU访问存储体的速度,可以采用双端口的存储器,多模块存储器等技术,它们同属于并行技术。前者为空间并行,后者为时间并行。

多模块存储器
我们还可以从时间上并行并行存取。我们知道CUP的速度要比存储器要快,如果我们同时从存储器中取出几条指令,那么我们就可以充分利用CPU资源,提高运行效率。

多体并行存储器
由多体模块构成,每个模块都有相同的容量和存取速度,有独立的读写控制电路,地址寄存器和数据寄存器。
多体并行存储器分为高位交叉编址和低位交叉编址两种。

高位交叉编址
当程序按体内地址顺序存放,即一个体存满之后,再存入下一个体时,这种方式称为顺序存储,

低位交叉编址
对应于高位交叉编址,低位交叉编址指的是将程序连续存放在相邻体中,又称交叉存储。

访存冲突
但是低位交叉存储可能导致访存冲突,当访存地址在相邻的四次访存中,出现在同一存储块内,就会发生访存冲突。

两种并行存储器的访问时间
设存储器的模块数为n,存取周期为T,总线传输周期为i,当采用流水线方式存取的时候,:

若采用高位交叉编址,那么连续读取n个字节所需的时间t1为: t1 = nT
若采用低位交叉编址,那么连续读取n个字节所需的时间t2为:t2 = T +(n - 1 )i
存储器的交叉模块数 m >= T/i

❾ 低位交叉存储器为什么能并行

低位交叉存储器能并行是因为采用流水线的方式并行存取。交叉存储器,又称低位交叉编址,是一种模块式的存储器,能并行执行多个独立的读、写操作。存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种。

按存储器的使用类型可分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM),两者的功能有较大的区别,因此在描述上也有所不同。存储器是许多存储单元的集合,按单元号顺序排列。

每个单元由若干二进制位构成,以表示存储单元中存放的数值,这种结构和数组的结构非常相似,故在VHDL语言中,通常由数组描述存储器。

工作原理

存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。存储器可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。

主存的工作方式是按存储单元的地址存放或读取各类信息,统称访问存储器。主存中汇集存储单元的载体称为存储体,存储体中每个单元能够存放一串二进制码表示的信息,该信息的总位数称为一个存储单元的字长。

存储单元的地址与存储在其中的信息是一一对应的,单元地址只有一个,固定不变,而存储在其中的信息是可以更换的。

以上内容参考:网络- 存储器

❿ 并行存储器采用的什么并行技术

多通道并行技术

包括内存的板上双通道或多通道(系统内存、显存等均有);
内存颗粒内部的多通道,例如DDR2就是内存芯片内部双通道实现的高传输率(缺点是高延迟);
磁盘的RAID技术,SSD硬盘内部的多通道技术等等。

以上都属于多通道并行技术。

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