計算機組成原理 存儲器概述

1.1 概述

一、存儲器分類

1、按存儲介質分類

(1)半導體存儲器:TTL、MOS   易失(斷電不存儲數據)

           TTL(晶體管晶體管邏輯)集成度低功耗高但速度快、MOS(金屬氧化物半導體)功耗低集成度高 

(2)磁表面存儲器:要有磁頭、磁載體    非易失

(3)磁芯存儲器:硬磁材料、環狀元件    非易失

(4)光盤存儲器:激光、磁光材料           非易失

2、按存取方式分類

(1)存取時間與物理地址無關(隨機訪問)

不管信息存在什麼地址,只要給出地址,可以在相同的時間裏把信息讀出或寫入

  • 隨機存儲器  在程序的執行過程中 可讀 可寫
  • 只讀存儲器  在程序的執行過程中 只讀

(2)存取時間與物理地址有關(串行訪問)

  • 順序存取存儲器  磁帶
  • 直接存取存儲區  磁盤

3、按在計算機中的作用分類

  • PROM  可編程 
  • EPROM  電可編程
  • EEPROM  電可擦寫可編程
  • Flash Memory  U盤 SSD
  • 輔助存儲器 光盤 磁盤

二、存儲器的層次結構

1、存儲器三個主要特性關係

  • 寄存器不止CPU中有,I/O端口中也有。
  • 有些寄存器在指令中可以使用,這些寄存器不透明,稱爲體系結構寄存器。
  • 還有一些寄存器不需要讓程序員瞭解,是透明的,指令不能對他們直接進行操作,稱爲非體系結構寄存器。

2、緩存-主存層次和主存-輔存

  • cpu可以從主存中讀信息,也可以把結果存在主存當中
  • 主存容量有限,文檔等存在輔存當中
  • 當程序運行時,需要導入到主存當中
  • 主存和輔存使用軟硬件結合方式讓其二者構成一個整體
  • 緩存是爲了解決CPU與主存速度不匹配
  • CPU可以直接訪問緩存,通過緩存訪問主存,緩存中的信息是主存中一部分信息的副本
  • CPU最常用的絕大部分指令和數據都存儲在緩存中,計算機的速度會得到很大提升
  • 程序局部性原理:一段程序在一段時間內大概率會反覆使用
  • 空間局部性原理:一段程序的相鄰空間代碼大概率會被使用

  • 主存和輔存構成的整體叫做虛擬存儲器
  • 虛擬存儲器的地址空間使用新的地址空間叫做虛地址,是編寫地址是使用的邏輯地址
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