第 4 节 存储器系统.ppt

第四章存储器系统
10/13/2018
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本章学****内容
存储器的分类及层次结构
半导体存储器的工作原理以及与CPU的连接。
辅助存储器的工作原理
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存储器概述
存储器:计算机的存储部件,用于存放程序和数据。
计算机发展的重要问题之一,就是如何设计容量大、速度快、价格低的存储器。
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存储器分类

(1)主存储器
CPU能够直接访问的存储器。用于存放当前运行的程序和数据。主存储器设在主机内部,所以又称内存储器。简称内存或主存。
(2)辅助存储器
为解决主存容量不足而设置的存储器,用于存放当前不参加运行的程序和数据。当需要运行程序和数据时,将它们成批调入内存供CPU使用。
CPU不能直接访问辅助存储器。
辅助存储器属于外部设备,所以又称为外存储器,简称外存或辅存。
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(3)高速缓冲存储器(Cache)
是一种介于主存与CPU之间用于解决CPU与主存间速度匹配问题的高速小容量的存储器。Cache用于存放CPU立即要运行或刚使用过的程序和数据。
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(1) 随机存取存储器(RAM)
存储器任何单元的内容均可按其地址随机地读取或写入,且存取时间与单元的物理位置无关。RAM主要用于组成主存。
(2) 只读存储器(ROM)
存储器任何单元的内容只能随机地读出而不能随便写入和修改。
ROM可以作为主存的一部分,用于存放不变的程序和数据,与RAM分享相同的主存空间。ROM还可以用作其它固定存储器,如存放微程序的控制存储器、存放字符点阵图案的字符发生器等。
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(3) 顺序存取存储器(SAM)
存储器所存信息的排列、寻址和读写操作均是按顺序进行的,并且存取时间与信息在存储器中的物理位置有关。如磁带存储器,信息通常是以文件或数据块形式按顺序存放,信息在载体上没有唯一对应的地址,完全按顺序存放或读取。
(4) 直接存取存储器(DAM)
介于RAM和SAM之间的存储器。也称半顺序存储器。典型的DAM如磁盘,当进行信息存取时,先进行寻道,属于随机方式,然后在磁道中寻找扇区,属于顺序方式。
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存储介质:具有两个稳定物理状态,可用来记忆二进制代码的物质或物理器件。
目前,构成存储器的存储介质主要是半导体器件和磁性材料。
(1)磁存储器
采用磁性材料制成存储器。
磁存储器是利用磁性材料的的两个不同剩磁状态存放二进制代码“0”和“1”。早期有磁芯存储器。现多为磁表面存储器,如磁盘、磁带等。
(2)半导体存储器
用半导体器件组成的存储器。根据工艺不同,可分为双极型和MOS型。
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(3)光存储器
利用光学原理制成的存储器,它是通过能量高度集中的激光束照在基体表面引起物理的或化学的变化,记忆二进制信息。如光盘存储器。
4. 按信息的可保存性分类
(1) 易失性存储器
电源掉电后,信息自动丢失。如半导体RAM。
(2) 非易失性存储器
电源掉电后,信息仍能继续保存。如ROM、磁盘、光盘等。
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主存储器的组成和基本操作
1. 主存的基本组成
⑴存储元件(存储元、存储位)
能够存储一位二进制信息的物理器件。如一个双稳态半导体电路、一个CMOS晶体管或一个磁性材料的存储元等。存储元是存储器中最小的存储单位。
作为存储元的条件:
①有两个稳定状态。即可以存储“0”、“1”。
②在外界的激励下,能够进入要求的状态。即可以写入“0”、“1”。
③能够识别器件当前的状态。即可以读出所存的“0”、“1”。
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