計算機組成原理筆記——存儲器分類、層次結(jié)構(gòu)、技術(shù)指標、存儲單元地址分配

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一. 概述

存儲器的分類

按存儲介質(zhì)劃分：

(1)半導(dǎo)體存儲器 雙極型(TTL)、MOS
(2)磁表面存儲器 磁頭、載磁體
(3)磁芯存儲器(目前幾乎已不被采用)硬磁材料、環(huán)狀元件
(4)光盤存儲器 激光、磁光材料
其中，半導(dǎo)體存儲器為易失性存儲器或稱隨機存取存儲器。磁表面存儲器、磁芯存儲器、光盤存儲器為非易失性存儲器。
易失性存儲器：RAM。可作為操作系統(tǒng)或其他正在運行程序的臨時存儲介質(zhì)（可稱作系統(tǒng)內(nèi)存）。當電源關(guān)閉時不能保留數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)容易丟失。

按存取方式劃分：

(1)順序訪問：存取時間與物理地址無關(guān)
隨機存儲器RAM：可讀可寫，其特點是存儲器的任何一個存儲單元都可以隨機存取，而且存取時間與存取單元的物理地址無關(guān)，計算機的主存都采用這種隨機存儲器。
只讀存儲器ROM：只讀。這種寄存器通常用來存放固定不變的程序、常數(shù)或者用于操作系統(tǒng)的固化，它與隨機存儲器可以共同作為主存的一部分，構(gòu)成主存的地址域。
(2)串行訪問：存取時間與物理地址有關(guān)
這種存儲器由于信息所在位置不同，使得讀寫時間不同
順序存取存儲器：如磁帶存儲器，不論信息處于什么位置，讀寫時都從介質(zhì)的始端順序查找。
直接存取存儲器：如磁盤存儲器，首先指出存儲器的磁道，然后再按照順序?qū)ふ覕?shù)據(jù)。

按在計算機中的作用分類：

• 主存儲器：可以與CPU直接交換信息
• 寄存器：交換信息的速度最快、位價最高、容量最小。寄存器中的數(shù)直接在CPU內(nèi)部參與運算，CPU內(nèi)可以有十幾個，幾十個寄存器。
• 高速緩沖存儲器Cache：介于主存與CPU之間，解決數(shù)據(jù)讀寫速度不匹配的問題。
• 輔助存儲器：容量比主存大得多，速度比主存慢得多，位價最低廉。用來存放暫時未用到的程序和數(shù)據(jù)。CPU不能直接訪問主存，而輔存只能與主存交換信息

存儲器的層次結(jié)構(gòu)

存儲器三個主要特性關(guān)系：
從上到下，速度從快到慢，容量從小到大，價格從高到低。

• 緩存—主存層次和主存—輔存層次
  緩存—主存—緩存三級存儲系統(tǒng)

二. 主存儲器

1.概述

主存的基本組成：

訪問存儲單元時，先要通過地址總線到MAR中獲取地址，經(jīng)過地址譯碼、驅(qū)動等電路，才能找到所需訪問的單元，在讀出時，需要經(jīng)過讀寫電路，才能將被選中單元的存儲字送到MDR。

主存與CPU的聯(lián)系：

存儲器進行讀操作：CPU將字的地址送到MAR，經(jīng)過地址總線送至主存，此時CPU中的控制單元CU向存儲器發(fā)出讀命令，讀出的數(shù)據(jù)由存儲器通過數(shù)據(jù)總線送到MDR。（更詳細的指令、數(shù)據(jù)傳輸在之后的CPU中會涉及）

主存中存儲單元地址的分配

• 大端（大尾）方式：高位字節(jié)地址為字地址
• 小端（小尾）方式：低位字節(jié)地址為字地址
  以存儲12345678H為例
  12為高位字節(jié)
  78為低位字節(jié)
• 大端方式
  
• 小端方式
  

主存的技術(shù)指標：
（1）存儲容量：主存能存放二進制代碼的總數(shù)
存儲容量 = 存儲單元個數(shù) * 存儲字長
（2）存儲速度：由存取時間和存取周期表示
存取時間：啟動一次存儲器操作（讀或?qū)?#xff09;到完成該操作所需的全部時間。
存取時間分為讀出時間和寫入時間。
讀出時間是從存儲器接收到有效地址開始，到產(chǎn)生有效輸出所需的全部時間。
寫入時間是從存儲器接收到有效數(shù)據(jù)開始，到數(shù)據(jù)寫入被選中單元為止所需的全部時間。
存取周期：存儲器進行連續(xù)兩次獨立的存儲器操作（如連續(xù)兩次讀操作）所需的最小間隔時間。通常存取周期大于存取時間。
與存取周期密切相關(guān)的指標：存儲器帶寬
存儲器帶寬：每秒從存儲器進出信息的最大數(shù)量。用字/秒、字節(jié)/秒表示。

• 如何提高存儲器帶寬：

1.縮短存取周期
2.增加存儲字長，使每個周期訪問更多的二進制位
3.增加存儲體

二.半導(dǎo)體存儲器芯片簡介

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三.隨機存取存儲器RAM知識概括

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理笔记——存储器分类、层次结构、技术指标、存储单元地址分配的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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