计算机组成原理——存储器

1 概述

1.1 存储器分类

（1）按存储介质分类

• 半导体存储器（双极型TTL存储器和MOS存储器）
  是超大规模集成电路工艺制成的芯片
  特点：体积小、功耗低、存储时间短
  缺点：断电信息丢失，是易失性存储器
• 磁表面存储器（磁盘、磁带、磁鼓）
  非易失性
• 磁芯存储器（被半导体存储器取代）
• 光盘存储器

（2）按存取方式分类

分为随机存储器、只读存储器、顺序存取存储器、直接存取存储器

• 随机存储器（RAM）
  特点：任何一个存储单元的内容都可以随机存取，存取时间和存储单元物理位置无关
  主存都采用它。
  根据存储原理不同，分为：静态RAM（触发器原理）、动态RAM（电容充放电原理）
• 只读存储器
  只能读内容，不能重新写入
  小分类：
  掩膜型只读存储器（Masked ROM，MROM）
  可编程只读存储器（PROM）
  可擦除可编程只读存储器（EPROM）
  用电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）
  闪速存储器Flash Memory（具有EEPROM特点，速度比它快得多）
• 串行访问存储器
  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。

（3）按在计算机中的作用分类

• 主存储器（主存）
  可以和CPU直接交换信息
• 辅助存储器（辅存）
  存放当前暂时不用的程序和数据，不能和CPU直接交换信息
• 缓存
  用在两个速度不同的部件之中

存储器的层次结构

缓存 - 主存体系，数据调动由硬件自动完成
主存 - 辅存体系，数据调动由硬件和操作系统共同完成
虚拟存储系统：主存的实际存储单元是物理地址，机器指令地址码的位数，所决定的存储单位地址，是虚拟地址或逻辑地址。
程序员编程时，程序在执行过程中真正能访问的地址是物理地址，但程序可用地址空间是逻辑地址。
逻辑地址变换为物理地址的工作是由计算机系统的硬件和操作系统自动完成的，对程序员是透明的。

主存储器

提高存储器带宽的措施：
1.缩短存取周期
2.增加存储字长，使每个存取周期可读/写更多的二进制位数
3.增加存储体

半导体存储芯片

一个芯片内具有：译码驱动电路、存储矩阵、读/写电路