计算机组成原理 存储器概述

1.1 概述

一、存储器分类

1、按存储介质分类

(1)半导体存储器:TTL、MOS   易失(断电不存储数据)

           TTL(晶体管晶体管逻辑)集成度低功耗高但速度快、MOS(金属氧化物半导体)功耗低集成度高 

(2)磁表面存储器:要有磁头、磁载体    非易失

(3)磁芯存储器:硬磁材料、环状元件    非易失

(4)光盘存储器:激光、磁光材料           非易失

2、按存取方式分类

(1)存取时间与物理地址无关(随机访问)

不管信息存在什么地址,只要给出地址,可以在相同的时间里把信息读出或写入

  • 随机存储器  在程序的执行过程中 可读 可写
  • 只读存储器  在程序的执行过程中 只读

(2)存取时间与物理地址有关(串行访问)

  • 顺序存取存储器  磁带
  • 直接存取存储区  磁盘

3、按在计算机中的作用分类

  • PROM  可编程 
  • EPROM  电可编程
  • EEPROM  电可擦写可编程
  • Flash Memory  U盘 SSD
  • 辅助存储器 光盘 磁盘

二、存储器的层次结构

1、存储器三个主要特性关系

  • 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,这些寄存器不透明,称为体系结构寄存器。
  • 还有一些寄存器不需要让程序员了解,是透明的,指令不能对他们直接进行操作,称为非体系结构寄存器。

2、缓存-主存层次和主存-辅存

  • cpu可以从主存中读信息,也可以把结果存在主存当中
  • 主存容量有限,文档等存在辅存当中
  • 当程序运行时,需要导入到主存当中
  • 主存和辅存使用软硬件结合方式让其二者构成一个整体
  • 缓存是为了解决CPU与主存速度不匹配
  • CPU可以直接访问缓存,通过缓存访问主存,缓存中的信息是主存中一部分信息的副本
  • CPU最常用的绝大部分指令和数据都存储在缓存中,计算机的速度会得到很大提升
  • 程序局部性原理:一段程序在一段时间内大概率会反复使用
  • 空间局部性原理:一段程序的相邻空间代码大概率会被使用

  • 主存和辅存构成的整体叫做虚拟存储器
  • 虚拟存储器的地址空间使用新的地址空间叫做虚地址,是编写地址是使用的逻辑地址
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