计算机组成原理——存储器的分类

存储器概述

按存储介质分类

• 介质：0.1信息存在哪里
• 磁芯存储器（痛过金属环的磁化方向）
• 半导体存储器（导通，不导通）
• 磁表面存储器
  涂上磁层，信道…
• 光存储器（光盘）

是按存取方式（读写方式）分式

• 随机存取存储器(RAM）
  随机：无论二进制放在内存的哪里，存取所花的时间相同
• 顺序存取存储器(SAM）
  读取时间上有差异
  例：磁带
• 半顺序存取存储器
  介于随机与顺序之间，一部分按顺序，一部分随机
  例：直接存取存储器 DAM.

按读写功能

• RAM
• ROM

按信息的可保存性

• 易失性存储器
  易失：断电就没有了
  代表：内存
• 非易失性存储器
  非易失：断电了内容内容还在
  代表：硬盘

按存储器系统作用的作用分类

• 辅存（外存）
• 主存（内存）
• 缓存（高速缓冲存储器）
• 控制存储器

存储器层次结构

为什么要映入层次化结构

• 主存速度慢
  
  主存增速与CPU增速不同步，CPU要访问主存，慢速的主存会将CPU的性能下降。
  指令执行期间会多次访问存储器。
• 主存容量不足
  存在制约主存容量的技术因素——由CPU、主板等相关技术指标确定
  应用对主存的需求不断扩大
  价格原因
  
  技术发展
  
  
  层次化结构的理论基础
• 局部性原理
  时间局部性
  空间局部性

主存储器的技术指标

内存的编址单元

• 字节存储单元：存放一个字节的单元，相应的地址称为字节地址
• 字（机器字长）存储单元：存放一个机器字的存储单元，相应的单元地址叫字地址
• 编址单元相同，内存容量越大，地址码越长（单元数越多，对单元的编码/编号越长）。
  不正确理解 地址码：划分的单元数目
• 主存容量相同，编址单位越小，地址码越长
• 例子
  内存64MB，机器字长为32位。按字节编址或字编址，求地址范围（从几到几）
• 解析：64MB=64 x $2^{10}$x$2^8$
  1字节=8位 即 1B=8b
  划分单元数：按字节编址：64MB/8b=64M 地址范围 0～$2^{26}-1$ 地址码长26位 数据长度：8位
  机器字长32位——字存储单元长度32位。 按字编码：64MB/32=16M 地址范围：0~$2^{24}-1$ 2进制要24位，地址码长24位

两种二进制

内存单元所保留的二进制信息（数据）——保存
内存地址（房间号）——不保存

主要技术指标

• 存储容量：一个存储器可以容纳的存储单元总数，存储容量越大，能存储的信息就越多。
  按位：存储容量=存储单元个数$\times$存储字长
  按字节：存储容量=存储单元个数$\times$存储字长/8
• 存取时间（存储器访问时间）：指一次读/写操作命令发出到该操作完成的时间。
• 存储周期：指连续启动两次读/写操作所需的间隔的最小时间。通常，存储周期略大于存储时间，其时间单位为ns
• 存储器带宽：单位时间内存储器所存取的信息量，通常以位/秒或字节/秒做为度量单位。
  带宽：单位时间的数据量。