[電腦基礎(chǔ)知識]存儲器原理與接口-du(已修改)
2025-01-31 15:29 本頁面
【正文】 1 第 5章 存儲器原理與接口 2 控制器 運算器 存儲器 輸入設(shè)備 輸出設(shè)備 3 4 主要內(nèi)容 ? 存儲器分類 ? 多層存儲結(jié)構(gòu)概念 ? 主存儲器及存儲控制 ? 8086系統(tǒng)的存儲器組織 5 ? 存儲器： 指許多存儲單元的集合，用以存放計算機要執(zhí)行的程序和有關(guān)數(shù)據(jù)。存儲器根據(jù)其在計算機系統(tǒng)的地位和作用分為內(nèi)存儲器、外存儲器和高速緩沖存儲器等 ? 內(nèi)存儲器： 指 CPU通過指令可以直接訪問的存儲器 ? 外存儲器： 是內(nèi)存儲器的補充，一般不能為CPU直接訪問，通常存放當(dāng)前不活躍的程序和數(shù)據(jù)，磁盤、磁帶、光盤、閃存（ U盤） ? 緩沖存儲器： 主要在兩個不同工作速度的部件之間起緩沖作用 6 ? 按構(gòu)成存儲器的器件和存儲介質(zhì)分類 半導(dǎo)體存儲器 磁盤和磁帶等磁表面存儲器 光電存儲器 ? 按存取方式分類 隨機存儲器 RAM(RandomAccessMemory) 只讀存儲器 ROM（ ReadOnly Memory） 串行訪問存儲器 (Serial Access Storage) ? 按在計算機中的作用分類 主存儲器 (內(nèi)存 ) 輔助存儲器 (外存 ) 高速緩沖存儲器 (Cache) 7 本課程中所謂的存儲器指 主存儲器 半導(dǎo)體存儲器 8 ? 什么叫半導(dǎo)體？ 導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料，叫做半導(dǎo)體． 例如：鍺、硅、砷化鎵等． 半導(dǎo)體在科學(xué)技術(shù)，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用．（例如：電視、半導(dǎo)體收音機、電子計算機等） 半導(dǎo)體存儲器 9 RAM 靜態(tài) RAM（ SRAM） 動態(tài) RAM（ DRAM） 組合 RAM（ IRAM） Flash ROM 掩膜型 ROM 可編程 ROM（ PROM） 可擦除可編程 ROM（ EPROM） 電可擦除可編程 ROM（ E2PROM) 半導(dǎo)體存儲器 SRAM： 其存儲電路是以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)，只要不掉電，信息永不會丟失，不需要刷新電路。 SRAM的主要性能是：存取速度快、功耗較大、容量較小。它一般適用于構(gòu)成高速緩沖存儲器（ Cache）。 DRAM： 是依靠電容來存儲信息，電路簡單集成度高，但電容漏電，信息會丟失，故需要專用電路定期進行刷新。 DRAM的主要性能是：容量大、功耗較小、速度較慢。它被廣泛地用作 內(nèi)存貯器的芯片 。 10 多層存儲結(jié)構(gòu)概念 ? 將兩個或兩個以上速度、容量和價格各不相同的存儲器用硬件、軟件或軟硬件相結(jié)合的方法連接起來 構(gòu)成存儲系統(tǒng)。 ? 系統(tǒng)的存儲速度接近最快的存儲器，容量接近最大的存儲器。 11 外存平均訪問時間 ms級 硬盤 9~10ms 光盤 80~120ms 內(nèi)存平均訪問時間 ns級 SRAM Cache1~5ns DRAM內(nèi)存 7~15ns EPROM存儲器 100~400ns 12 主存與輔存之間的關(guān)系 ? 主存 :(半導(dǎo)體材料組成 ) ? 優(yōu) :速度較快 ? 缺 :容量居中 ,單位成本高 ,價格居中。 ? 輔存 :(光盤 ,磁盤 ) ? 優(yōu) :容量大 ,信息長久保存 ,單位成本低 . ? 缺 :存取速度慢 ? CPU正在運行的程序和數(shù)據(jù)存放在主存 ? 暫時不用的程序和數(shù)據(jù)存放在輔存 ? 輔存只與主存進行數(shù)據(jù)交換 13 主存和高速緩存之間的關(guān)系 ? Cache引入 : ? 為解決 cpu和主存之間的速度差距 ,提高整機的運算速度 ,在 cpu和主存之間插入的由高速電子器件組成的容量不大 ,但速度很高的存儲器作為緩沖區(qū)。 ? Cache特點 ? 存取速度最快，容量小，存儲控制和管理由硬件實現(xiàn)。 ? Cache工作原理 —— 程序訪問的局部性 ? 在較短時間內(nèi)由程序產(chǎn)生的地址往往集中在存儲器邏輯地址空間的很小范圍內(nèi)。這種對局部的存儲器地址頻繁訪問，而對此范圍以外的地址訪問甚少的現(xiàn)象就稱為程序訪問的局部性。 14 Cache存儲層次： Cache— 主存層次 解決 CPU與主存的速度上的差距 虛擬存儲層次：主存 — 輔存層次 解決存儲的大容量要求和低成本之
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