存储器
存储器
按存储介质分类
- 半导体存储器,以半导体器件存储信息(主存,Cache)
- 磁表面存储器,以磁性材料存储信息:磁盘,磁带
- 光存储器,以光介质存储信息
按存储方式分类
顺序存储器与直接存取存储器都属于串行访问存储器(按地址访问):读写某个存储单元所需时间与存储单元的物理位置有关
相联存储器(Associative Memory) ,即可以按内容访问的存储器( CohtentAddressed Memory( CAM) ;可以按照内容检索到存储位置进行读写,“快表” 就是一种相联存储器
按信息可更改方式分类
读写存储器(Read/Write Memory) --即可读、 也可写(如:磁盘、内存、Cache)
只读存储器(Read Only Memory) -- 只能读,不能写(如:实体音乐专辑通常采用CD-ROM,实体电影采用蓝光光碟,BIOS通常 写在ROM中)
事实上很多ROM也可多次读写,只是比较麻烦
按信息可保护性分类
断电后,存储信息消失的存储器----易失性存储器(主存Cache )
断电后,存储信息依然保持的存储器----非易失性存储器(磁盘、光盘)
信息读出后,原存储信息被破坏-- -破坏性读出(如DRAM芯片,读出数据后要进行重写)
信息读出后,原存储信息不被破坏- - -非破坏性读出( 如SRAM芯片、磁盘、光盘)
存储器的性能指标
1.存储容量:存储字数 x 字长(如1M x 8位) MDR位数反映存储字长
2.单位成本:每位价格=总成本/总容量。
3.存储速度:数据传输率=数据的宽度/存储周期。 数据的宽度即存储字长
①存取时间(Ta) :存取时间是指从启动一-次存储器操作到完成该操作所经历的时间,分为读出时间和写入时间。
②存取周期(Tm) :存取周期又称为读写周期或访问周期。它是指存储器进行一次完整的读写 操作所需的全部时间,即连续两次独立地访问存储器操作(读或写操作)之间所需的最小时间间隔。
主存带宽(Bm) :主存带宽又称数据传输率,表示每秒从主存进出信息的最大数量,单位为字/秒、宇节/秒(B/s) 或位/秒(b/s)
主存储器的基本组成


片选线:一块存储器可能有多块存储器构成,但是当要固定读取某一存储器时则需要用到片选信号
DRAM和SRAM
Dynamic Random Access Memory,即动态RAM
Static Random Access Memory,即静态RAM
DRAM用于主存、SRAM用 于Cache
高频考点: DRAM和SRAM的对比
只读存储器ROM
MROM ( Mask Read-Only Memory) - -掩模式只读存储器厂家按照客户需求,在芯片生产过程中直接写入信息,之后任何人不可重写(只能读出)可靠性高、灵活性差、生产周期长、只适合批量定制
PROM ( Programmable Read-Only Memory) - - - -可编程只读存储器用户可用专门的PROM写入器写入信息,写一次之后就不可更改
EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) --可擦除可编程只读存储器允许用户写入信息,之后用某种方法擦除数据,可进行多次重写
UVEPROM (ultraviolet rays) -一用紫外线照射8~20分钟,擦除所有信息
EEPROM ( 也常记为E^2PROM,第一个E是Elecrially) --可用“电擦除”的方式,擦除特定的字
Flash Memory-- -闪速存储器( U盘、SD卡就是闪存)每个存储元只需单 个MOS管,位密度比RAM高,在EEPROM基础上发展而来,断电后也能保存信息,且可进行多次快速擦除重写,注意:由于闪存需要先擦除在写入,因此闪存的“写”速度要比“读"速度更慢。
SSD (Solid State Drives) - --固态硬盘由控制单元+存储单元(Flash 芯片)构成,与闪速存储器的核心区别在于控制单元不一样,但存储介质都类似,可进行多次快速擦除重写。SSD速度快、功耗低、价格高。目前个人电脑上常用SSD取代传统的机械硬盘。拓:手机辅存也使用Flash芯片,但相比sSD使用的芯片集成度高、功耗低、价格贵

存储器与CPU的连接

译码器:

Cache
空间局部性:在最近的未来要用到的信息(指令和数据),很可能与现在正在使用的信息在存储空间上是邻近的
时间局部性:在最近的未来要用到的信息,很可能是现在正在使用的信息
基于局部性原理,不难想到,可以把CPU目前访问的地址“周围”的部分数据放到Cache中

Cache和主存的映射方式
全相联映射(随意放)
直接映射(只能放在指定位置)
组相联映射(可放在特定分组)
总结:
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