第03章--存储系统(1概述及随机读写存储器RAM).pptVIP

第三章存储系统3.1存储器概述存储器是计算机的一种具有记忆功能的部件,用以存放程序和数据它由一些能表示二进制数0和1的存储介质组成(常用有半导体器件和磁性材料)第三章存储系统3.1.1存储器的发展一、存储器件的变化第一台电子计算机ENIAC用的是电子管触发器此后经历过：磁带→磁鼓→磁心→半导体主存的重要作用图示二、存储体系结构的发展1、由主-辅二级结构发展到多层次存储体系结构。2、主存由单体发展到多体交叉（并行）。3、采用了虚拟存储技术。3.1.2评价存储器性能的主要指标一、存储容量：能存放二进制位的总量。常用单位为:1Byte[B]=20byte1kilobyte[KB]=210byte1megabyte[MB]=220byte1gigabyte[GB]=230byte1terabyte[TB]=240byte1petabyte[PB]=250byte3.1.2评价存储器性能的主要指标三、频宽Bm：Bm=W/TM（位/秒）其中W为每次R/W数据的宽度，一般等于Memory字长。TM为存取周期。按此定义Bm也被叫做存储器的数据传输率。四、价格：以每位价格来衡量。P=C/SC—存储芯片价格，S—存储芯片容量（bits）容量越大、速度越快，价格就越高。

3.1.3存储器分类一、按存储介质分1、半导体存储器：利用触发器的双稳态或MOS管栅极有无电荷来表示二进制的0/1。2、磁表面存储器：利用两种不同的剩磁状态表示二进制0/1。常见有磁带、磁盘两种。3、光及磁光存储器（1）利用激光在非磁性介质上写入和读出信息，也称第一代光存储（技术）（OpticalMemory）。（2）利用激光在磁记录介质上存储信息，也称第二代光存储（技术）（MegnetoopticalMemory）。3.1.3存储器分类二、按工作方式分1、随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）特点如下:按地址码编址，地址译码线对应唯一确定的存储单元，按照给定地址可以随时访问（R/W）任何存储单元，且访问时间与存储单元的物理位置无关。速度较快，TM为ns级。常用作cache和主存。3.1.3存储器分类2、只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）也是按地址译码访问，但只能随机读取，不能随机写入。又分为MROM、PROM、EPROM和FlashROM几类。3、直接存取存储器DAS（DirectAccessStorage）信息所在地址按控制字编码形式给出，然后以字符、记录形式成块存取。存取时间与信息所在物理位置有关。容量大，寻址较慢，便宜。磁盘。4、串行存取存储器SAM（SerialAccessMemory）以记录、字节形式成块、成组存取信息。地址以块号和块间间隔给出，要顺序找到块号，再依次存取。磁带。3.1.4多层次存储体系结构主存的速度总落后于CPU的需要，主存的容量总落后于软件的需要。所以要用多层次存储体系结构一、多层次存储结构系统的一般形式多层次存储结构系统的一般形式1、通用寄存器（组）：速度近于CPU，少量连续计算时存放部分数据及中间结果，通过减少主存访问而提高系统速度。2、Cache（1）什么是cache：高速缓冲存储器，高缓。是在CPU和主存之间的小容量快速存储器，速度与CPU相当。依据程序运行的局部性，把主存中部分信息映射到cache中，CPU与之打交道，如此弥补了主存在速度上的不足。（2）Cache与CPU、主存的关系：为解决CPU与主存之间的速度匹配,其中存放最近要使用的程序与数据,作为主存中当前活跃信息的副本。（3）Cache的物理构成：一般为SRAM即静态RAM（Static）；而主存一般为DRAM即动态RAM（Dynamic）。SRAM较快，约为DRAM的3-5倍，但功耗大，集成度低，价格高。（4）目前PC系统中一般设有一级缓存和二级缓存L1cache做在CPU内部，叫内部cache，速度最快，容量较小，常在几十KB。L2cache又叫外部或片外cache。多层次存储结构系统的一般形式3、主-辅层次（1）构成：主存和辅存。（2）作用：解决主存容量不足的问题。（3）虚拟存储器（VirtualMemory）：虚存。是建立在主-辅物理结构基础之上，由附加的硬件装置及操作系统的存储管理软件组成的一种存储体系。它将主存和辅存地址空间统一编