计组-存储系统(3)

3.1 存储器概述

存储器的分类

按存取方式分类：

• 随机存取存储器（RAM）：读写任何一个存储单元所需时间都相同，与存储单元所在的物理位置无关。
• 顺序存取存储器（SAM）：读写一个存储单元所需时间取决于存储单元所在的物理位置。
• 直接存取存储器（DAM）：既有随机存取特性，也有顺序存取特性。先直接选取信息所在区域，然后按顺序方式存取。
• 相联存取存储器（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。

串行访问存储器：读写某个存储单元所需时间与存储单元的物理位置有关。

按信息的可更改性分类

• 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，通常不能写，但某些类型支持特定条件下的重写（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）

按信息的可保存性分类

• 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

3.2 主存储器

主存储器的基本组成

DRAM和SRAM

DRAM：动态RAM，使用栅极电容存储信息

SRAM：静态RAM，使用双稳态触发器存储信息

DRAM的刷新

只读存储器ROM

双端口RAM和多模块存储器

多体并行存储器

3.3 主存储器与CPU的连接

位扩展

字扩展

• 线选法：\(n\) 条线有 \(n\) 个选片信号，电路简单，地址空间不连续

• 译码片选法：\(n\) 条线对应 \(2^n\) 个选片信号、电路复杂、地址空间可连续

字位同时扩展

3.4 外部存储器

磁盘存储器

组成

固态硬盘

3.5 高速缓冲存储器

Cache 的基本原理

Cache 和主存的映射方式

Cache 替换算法

Cache 写策略