计算机组成原理-存储器的层次结构

第三章 存储器的层次结构

（一）存储器的分类

1. 按存储介质分类

（1）半导体存储器：

        TTL，MOS，SSD。

        易失

（2）磁表面存储器：

        磁头，载磁体

        非易失

（3）磁芯存储器：

        硬磁材料，环状元件

        非易失

（4）光盘存储器：

        激光，慈光

        非易失

 

1. 按存取方式

（1）存取时间与物理地址无关 （随机存取）

        类比于数据结构中的线性表数组(取数组某个元素的时间和物理地址无关，只和index有关)

        （a）随机存储器：程序执行过程中可读可写

        （b）只读存储器：程序执行过程中只读

（2）存取时间与物理地址有关（串行访问）

        类比于数据结构中的链表

        （a）顺序存取存储器：磁带

        （b）直接存取存储器：磁盘（根据物理地址，直接移动磁头）

 

1. 按在计算机中的作用分类

（1）主存

        （a）RAM：操作系统被加载到RAM

                SRAM：（Static Random Access Memory）静态随机存储器。常用制作二级缓存。

                                不必刷新电路就能保存数据。但体积大，集成度低

                DRAM：（Dynamic Random Access Memory）动态随机存取存储器。常用语制作系统内存

                                DRAM用电容存储数据，需要定时充电，刷新电路，否则出处的数据丢失。集成度高

        （b）ROM：存储机器自检和引导程序，BIOS等程序

                MROM：（Mask Read-Only Memory）掩模式只读存储器。MROM的内容在出厂前一次写入，之后不能更改

                PROM：（Programmable Read-Only Memory）－可编程只读存储器。只能写入一次数据的只读存储器，写入错误只能更换存储芯片

                EPROM：（Erasable Programmable Read Only Memory）可擦除可编程只读寄存器

                EEPROM： (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)，电可擦可编程只读存储器。SSD

（2）辅存

        磁盘，磁带，光盘

 

（二）存储器的层次化结构

1. 存储结构综述

（1）cpu只能和主存，cache进行数据交互，而不能直接获得辅存的数据

（2）辅存的数据只能调入主存，不能直接进入缓存中。

（3）辅存到主存的映射是由OS操作系统管理的。但是主存和辅存之间的一个映射关系被放到TLB中，TLB在cache中。

（4）虚拟存储中的页表，段表，段页表被放到了主存中。cpu通过页表访问辅存时，发现缺页中断，就会先暂停程序的执行，先把数据调到内存

 

2.主存

（1）主存的基本结构