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主存储器综述 存储器的基本组成 六管静态MOS管存储位 采用触发器存储信息，只要不发生掉电，它的状态就是稳定的，而且可读可写. 静态随机存储器SRAM的基本元件。 当电源掉电时，原来存储的信息就会丢失，属于易失性（又称易挥发性）存储器。 单管动态MOS管存储位 单管动态存储元件 多个存储元件构成的动态存储单元 动态MOS管存储位是动态随机存储器DRAM的基本元件，它利用MOS管的栅极电容的充电和放电状态来保存信息。“再生”特点。 常见的有三管和单管DRAM基本元件。 存储器的工作原理 CPU按地址访问存储器的存储单元。 CPU将n位地址码通过地址总线送入存储器中的地址寄存器MAR 通过地址译码驱动电路选中了某一单元驱动相应的读/写电路，实现对2n个片内存储单元的选址。 在读/写控制逻辑的作用下，通过MDR是协调CPU与存储器之间在速度上的差异设置的，暂时存放存储器读写的数据。 随着存储器技术的不断发展，存储器在组成时做了一些相应的改变，但其基本组成部分大致不变。 存储器的技术指标 存储容量：指一个存储器所能够容纳的二进制信息量，它反映了存储空间的大小。 存储速度：执行存储器读出和写入操作时所占用的时间 。通常用存取时间和存取周期来衡量存储器的存储速度 。 存储器的可靠性：规定的时间内存储器无故障读/写的概率。通常用平均无故障时间MTBF来衡量 存储器的性能/价格比 存储器的分类 按构成存储器的存储介质分类 半导体存储器，磁表面存储器，磁芯存储器，光盘存储器 按存取方式分类 ROM，RAM，串行访问存储器（SAM，DAM） 按在计算机中的作用分类 按访问方式分类 按地址，按内容访问 多级存储器层次结构 内存容量扩充 位扩展（地址线并联或数据线串联），字扩展（多个芯片地址串联），字位扩展（两者结合） 16K * 1位 高速缓冲存储系统 解决CPU与主存不匹配问题，cache以“块”进行数据交换 地址映像和相关的地址变换有方式（主存到高速缓存） 1．全相联映像及其变换：主存中的任意一块可以映象到Cache中的任意一块的位置上 （冲突率最低，Cache的利用率最高。但速度太慢，成本太高） 2. 直接映像及其变换：直接映像是让主存中的一个块只能映像到Cache中的某一个特定块地址的方式 （ b=B mod Cb，Cb个块，Mb应是Cb的整数倍。主存分区：Me=Cb，分区中的块号Be与Cache中的块号b相同）（硬件实现简单，不需要进行地址变换，访问速度也比较快。但Cache块冲突概率较高） 3．组相联映像及其变换：组相联映像方式结合了直接相联映像和全相联映像的优点（两者结合） 替换策略：随机替换算法，先进先出（FIFO）法，近期最少使用（LRU）算法 虚拟存储系统 增加快速的存储器容量，是一个逻辑模型 虚拟存储器传送信息的单位是“段”和“页” 主存发展 主存俗称为内存，在计算机诞生初期内存是以磁芯的形式排列在线路上，后来出现了焊接在主板上的半导体集成内存芯片。 内存的发展趋势主要集中在增大容量，提高数据传输速率，降低功耗等方面。 主存储器组成 读写驱动器 存储体MB 地址译码驱动 读写控制逻辑 m位数据总线 m位地址总线 CPU 数据寄存器MDR 地址寄存器MAR 存储体是存储器的核心，由多个存储单元组成，每个存储单元可存放一位或几位二进制数码。 二进制位的存储 六管静态MOS管存储位 单管动态MOS管存储位 存储体 存储体中存储单元的地址译码 B A T2 T5 T4 T0 T1 T3 BS0 V BS1 读/写”0” 读/写”1” 位/读出线 位/读出线 字线 6管MOS存储电路 数据线 数据线 字线 字线 缓冲存储器 动态RAM 静态RAM 闪存存储器 光盘存储器 磁带存储器 磁盘存储器 PROM EEPROM EPROM ROM 只读存储器ROM 随机存储器RAM 辅助存储器 主存储器 存储器 CPU 寄存器 主存 辅助存储器（磁盘） 高速缓存 虚拟存储系统 高速缓冲存储系统 数据线 1位 数据位 位扩展（仅此） 地址线 2^4*2^10为14条