【计算机组成原理】第三章 存储系统

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开心星人 发表于 2022/09/26 20:26:55 2022/09/26
【摘要】 @toc 🍫存储器的分级结构内存:存储正在执行的程序指令和数据;容量小、速度快、价格高(半导体存储器)外存(辅存):CPU不能直接访问,存储容量大、价格便宜、速度低;(磁盘、光盘存储器)Cache:存放内存中正在被使用的信息快;在CPU和内存之间;(半导体存储器) 🍫存储器的分类按存储介质分半导体存储器:用半导体器件(MOS管)组成的存储器;(系统主存、Cache)磁表面存储器:用磁性材...

@toc

🍫存储器的分级结构

内存:存储正在执行的程序指令和数据;容量小、速度快、价格高(半导体存储器)
外存(辅存):CPU不能直接访问,存储容量大、价格便宜、速度低;(磁盘、光盘存储器)
Cache:存放内存中正在被使用的信息快;在CPU和内存之间;(半导体存储器)
在这里插入图片描述

🍫存储器的分类

按存储介质分

  • 半导体存储器:用半导体器件(MOS管)组成的存储器;(系统主存、Cache)
  • 磁表面存储器:用磁性材料(磁化作用)做成的存储器;(软盘、硬盘、磁带)
  • 光盘存储器:用光介质(光学性质)构成的存储器;(光盘)

按存取方式分

  • 随机存储器:存取时间和存储单元的物理位置无关;(半导体存储器)
  • 顺序存储器:存取时间和存储单元的物理位置有关;(磁带)
  • 半顺序存储器:存取时间部分地依赖于存储单元的物理位置;(磁盘存储器)

按存储内容可变性分

  • 只读存储器(ROM):只能读出而不能写入的半导体存储器;(半导体存储器)
  • 随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的半导体存储器;

==按在计算机系统中的作用分==

  • 主存储器
    能够被CPU直接访问,速度较快,用于保存系统当前运行所需的所有程序和数据;(半导体存储器)
  • 辅助存储器
    不能被CPU直接访问,速度较慢,用于保存系统中所有的程序和数据;(磁盘、光盘存储器)
  • 高速缓冲存储器(Cache)
    能够被CPU直接访问,速度快,用于保存系统当前运行中频繁使用的程序和数据;(半导体存储器)
  • 控制存储器
    CPU内部的存储器。(半导体存储器)

🍫存储器的技术指标

某机存储容量为 2K×16,则该系统所需的地址线为 11 根,数据线位数为 16 根。

🍫随机存取存储器RAM

  • 静态RAM(SRAM)
    优点:访问速度快,只要不掉电可以永久保存信息;
    缺点:集成度低,功耗大,价格高;
  • 动态RAM(DRAM)
    优点:集成度高,功耗约为SRAM的1/6,价格低;
    缺点:访问速度慢,电容的放电作用会使信息丢失,要长期保存数据必须定期刷新存储单元

SRAM用于构成cache,DRAM用于构成主存
在这里插入图片描述

SRAM

目前SRAM芯片采用双译码方式,以便组织更大的存储容量。这种译码方式是采用了二级译码,将地址分为x向、y向两个部分,第一级进行x向和y向独立译码,然后在存储阵列中完成第二级的交叉译码。
在这里插入图片描述

DRAM

DRAM存储器必须定时刷新,才能维持其中的信息不变

存储元所需元件少,存储密度更高
在这里插入图片描述
注意地址线、行地址锁存器和列地址锁存器

刷新的原因
DRAM的基本存储元——电容,会随着时间和温度而减少;
必须定期地对所有存储元刷新,以保持原来的信息。

==存储器的字位扩展是本章关键==

🍫习题练习

1、下列有关RAM和ROM的叙述中,正确的是( I、II )
I、 RAM是易失性存储器,ROM是非易失性存储器
II、 RAM和ROM都是采用随机存取的方式进行信息访问
III、RAM和ROM都可用作Cache
IV、RAM和ROM都需要进行刷新

2、下列各类存储器中,不采用随机存取方式的是( B)
A、EPROM
B、CD-ROM
C、DRAM
D、SRAM

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