计算机组成原理(4.1存储子系统概述)

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第四章存储子系统
本章需解决的主要问题：（１）存储器如何存储信息？（２）在实际应用中如何用存储芯片组成具有一定容量的存储器？
哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院姚爱红 2006秋季学期

４．１概述
４．１．１存储系统的层次结构
随机访问主要存放ＣＰＵ当前使用的程序和数据。速度快容量有限（２）辅存（外存）速度较慢存放大量的后备程序和数据。容量大（３）高速缓存速度很快存放ＣＰＵ在当前一小段时间内容量小多次使用的程序和数据。哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院姚爱红２００６秋季学期
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（１）主存（内存）
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分层存储体系结构示意图ＣＰＵＣａｃｈｅ主存
外存
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４．１．２物理存储器与虚拟存储器
物理存储器：真正在物理上存在的主存储器。存储容量为物理地址空间，使用物理地址访问。虚拟存储器：提供给用户编程使用的存储器。存储容量为虚拟地址空间，使用的编程地址为虚拟地址，或者说逻辑地址。
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４．１．３存储器的分类
１．按物理存储机制（存储介质）分类（１）半导体存储器作主存、高速缓存。利用双稳态触发器存储信息（动态存储器除外）。速度快，非破坏性读出（单管动态存储器除外），信息易失（只读存储器除外）。（２）磁表面存储器作外存。利用磁层上不同方向的磁化区域表示信息。容量大，非破坏性读出，长期保存信息，速度慢。（３）光盘存储器作外存。利用光斑的有无表示信息。长期保存信息，速度慢。非破坏性读出，容量很大，哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院００６秋季学期哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院姚爱红姚爱红２２００６秋季学期
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２．按存取方式分类
（１）随机存取存储器随机存取：可按地址访问存储器中的任一单元，访问时间与单元地址无关。可读可写ＲＡＭ：固存：用户不能编程ＰＲＯＭ：用户可一次编程ＲＯＭ：只读不写ＥＰＲＯＭ：用户可多次编程（紫外线擦除）ＥＥＰＲＯＭ：用户可多次编程（电擦除）ＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ速度指标：存取周期或读／写周期（ｎｓ）作主存、高速缓存。
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（２）顺序存取存储器（ＳＡＭ）访问时读／写部件按顺序查找目标地址，访问时间与数据位置有关。两步操作速度指标等待操作读／写操作平均等待时间数据传输率（ｍｓ）（字节／秒）
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（３）直接存取存储器（ＤＡＭ）访问时读／写部件先直接指向一个小区域，再在该区域内顺序查找。访问时间与数据位置有关。定位（寻道）操作等待（旋转）操作读／写操作
三步操作
平均定位（平均寻道）时间（ｍｓ）速度指标平均等待（平均旋转）时间（ｍｓ）数据传输率（位／秒）
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３．按存储器在系统中的位置分类
高速缓冲存储器（ＣＡＣＨＥ）主存外存
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４．１．４存储器系统的关键特性
Ø 存取时间：从存储器受到读（或写）申请命令，到从存储器读出（或写入）信息所需的时间称为存储器访问时间或称存取时间。 Ø 存取周期：主要针对随机存储器 Ø 数据传输率：数据传入或传出存储器的速率。１／Ｔ或Ｔ＝Ｔ＋Ｎ／ＲＮＡ
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