计算机组成原理–存储器
存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。
存储器分类
1.按存储介质分类
1.半导体存储器
存储元件由半导体器件组成的叫半导体存储器。优点:体积小、功耗低、存取时间短。缺点:当电源消失时,所存信息也随即丢失,是一种易失性存储器。
2.磁表面存储器
磁表面存储器是在金属或塑料基体的表面上涂一层磁性材料作为记录介质,工作时磁层随载体高速运转,用磁头在磁层上进行读写操作,故称为磁表面存储器。这类存储器具有非易失性的特点,磁盘状态不会轻易丢失。
3.光盘存储器
光盘存储器是应用激光在记录介质(磁光材料)上进行读写的存储器,具有非易失性的特点。光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可交换性强。
2.按存取方式分类
1.随机存储器
随机存储器。RAM是一种可读写存储器,其特点是存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取,而且存取时间与存储单元的物理位置无关。计算机系统中的主存都采用这种随机存储器。基于存储信息原理的不同,RAM又分为静态RAM(以触发器原理寄存信息)和动态RAM(以电容充放电原理寄存信息)。
2.只读存储器
只读存储器。ROM存储的内容固定,一般仅进行读取操作。用于保存参数、数据或系统程序。这种存储器一旦存入了原始信息后,在程序执行过程中,只能将内部信息读书,而不能随意重新写入新的信息去改变原始信息。通常用它存放固定不变的程序、常数以及汉字字库,甚至用于操作系统的固化。它与随机存储器可共同作为主存的一部分,统一构成主存的地址域。
3.串行访问存储器
如果对存储单元进行读写操作时,需按其物理位置的先后顺序寻找地址,则这种存储器叫做串行访问存储器。这种存储器由于信息所在位置不同,使得读写时间均不相同。
3.按信息的可保存性分类
非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。
4.按在计算机中的作用分类
按存储器在计算机系统中的作用不同,存储器又可分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器等。
主存储器的主要特点是它可以和CPU直接交换信息。辅助存储器是主存储器的后援存储器,用来存放当前暂时不用的程序和数据,它不能与CPU直接交换信息。两者相比主存速度快、容量小、每位价格高;辅存速度慢、容量大、每位价格低。
## 存储器主要技术指标
1.存储容量
2.存取时间
3.存取周期
4.存储器的可靠性
5.性能价格比
存储器层次结构
存储器有3个主要特性:速率、容量和价格/位(简称位价)。一般来说,速度越高,价位就越高;容量越大,价位就越低;而且容量越大,速度一定越低。
1.高速缓冲存储器
高速缓冲存储器(Cache),也称为快速缓冲存储器,简称快存。它是计算机系统中的一个高速、小容量的存储器。它采用速度很快、介个更高的半导体静态存储器,存放当前使用最频繁的指令和数据。
2.主存储器
主存储器,是计算机硬件中的一个重要部件,其作用是存放指令和数据,并能由中央处理器(CPU)直接随机存取。
3.外存储器
外存储器也称为辅助存储器,简称外存。外存是指除计算机内存及CPU缓存以外的存储器,此类存储器一般断电后仍然能保存数据。