第四章：存储器

概述

一、存储器的分类

1. 按存储介质分

• 半导体存储器（信息易丢失）：双极型半导体存储器（TTL）—高速，MOS半导体存储器—集成度高、制作简单、成本低功耗小
• 磁表面存储器（信息不易丢失）
• 磁芯存储器
• 光盘存储器：记忆密度高、耐用性好、可靠性高、可交换性强

    2.按存储方式分类

• 随机存储器（RAM）：存储器的任何一个单元都可以随机存储，存取时间与存储单元物理位置无关
• 只读存储器（ROM）：只对其存储内容读出，而不能重新写入。应用于系统的固化
• 串行访问存储器：对存储单元进行读写操作时，按其物理位置先后顺序寻找地址

顺序存取存储器：必须从介质的始端开始寻找。

直接存取存储器：直接指出在某个区域，在进行顺序寻访。

    3.按在计算机中的作用分类

• 主存储器：直接于CPU交换信息（速度快、容量小、价位高）
• 辅助存储器：暂时存放不用的数据和程序，不能于CPU直接交换信息（速度慢、容量大、价位低）
• 缓冲存储器：在两个速度不同的部件之中，起到缓冲作用

二、存储器的结构层次

主要性能指标：速度、价位、容量

缓存——主存：解决主存与CPU速度不匹配问题：缓存速度比主存快，接近于CPU，容量小。CPU直接从缓存中获取信息，主                             存的信息源源不断进入缓存，以便CPU访问。

主存——辅存：解决存储系统容量问题：辅存速度比主存低，容量比主存大。

                         逐渐形成了虚拟存储系统，主存——实地址/物理地址、辅存——虚地址/逻辑地址

主存储器

主存的基本组成：

读出一信息：CPU将该字的地址送到MAR，通过地址总线送到主存，主存发出该命令，将地址单元的信息读出。

存入—信息：CPU将信息地址送到MAR，通过地址总线，并将字的信息送到MDR，让后向主存发出命令，主存接收到命令后，将数据信息写入到对应的存储地址单元中。

1.主存中存储单元的分配

存储单元的空间位置——单元地址号

指出单元地址号——地址总线

8位二进制=1个字节    存储字长是8的倍数

按字节寻址：不同机器字节不同

字地址：该字高位的字节的地址

地址线24根,按字节寻址范围为2的24次方 =16M;

若字长32位,则一个字有4个字节,所以要留2根地址线指出该字中的哪个字节[00,01,10,11],即寻址范围为 2的（24−2）次方=4M;

若字长16位,则一个字有2个字节,所以要留1根地址线指出该字中的哪个字节[0,1],即寻址范围为 2（24−1）次方=8M;

2.主存的技术指标

存储容量、存储速度

• 存储容量：能存放二进制代码的总位数

存储容量=存储单元个数*存储字长 （/8=存储字长）

• 存储速度：

存储时间：启动一次存储器并完成所有操作。（读出时间与写入时间）

存储周期：存储器执行连续两次独立的存储操作（两次读）最小间隔时间

• 存储器带宽：

单位时间内存储器存取的信息量。

带宽=每个存取周期访问位数/存取周期

例：存储周期是200ns，每个周期访问4个字节，则存储器带宽为多少？

周期=200ns,所以主频=5MHz，带宽=5Mhz * 4B=20MB/S（1ns=10*-9次方秒）

提高带宽：缩短存取周期、增加存储字长、增加存储体