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课件网) 第4章 存 储 器 系 统 4.1 存储器概述 4.2 半导体存储器 4.3 高速缓冲存储器 4.4 虚拟存储器 关联 习题 4.1 存 储 器 概 述 4.1.1 存储器分类 随着计算机的发展，存储器进步较快，种类繁多，其分类方法也有多种。 1．按存储器在系统中的作用进行分类 1) 主存储器 主存储器用来存放当前运行的程序和数据，是可以被CPU直接访问的半导体存储器。它位于主机内部，又称内存储器，简称内存或主存。 2) 辅助存储器 辅助存储器是为解决主存容量不足而设置的存储器，用来存放CPU暂不执行的程序和数据，它可以是硬盘、U盘、光盘等，其特点是存储容量大。辅助存储器又称外存储器，简称外存或辅存。辅存是不能被CPU直接访问的，当需要运行存放在辅存中的程序时，必须将辅存中的程序调入内存，然后再由CPU去执行。近年来，大容量半导体存储器如FLASH存储器的价格迅速下降，用闪存制成的“优盘”成为了一种很受欢迎的外存。 3) 高速缓冲存储器 高速缓冲存储器是介于CPU与主存之间，用来解决CPU与主存之间的速度匹配问题而设置的高速小容量的存储器，简称Cache。它可位于CPU内部，称内部Cache，也可位于CPU之外，称为外部Cache。 2．按存取方式进行分类 1) 随机存储器 随机存储器简称RAM(Random Access Memory)，是指存储单元既能被CPU读，又能被CPU写，CPU对存储单元的读、写都是随机的，且读、写时间与存储单元的物理位置无关。一般主存主要由RAM组成。 2) 只读存储器 只读存储器简称ROM(Read Only Memory)，是指存储单元只能被CPU随机地进行读，而不能进行写。只读存储器可以作为主存的一部分，用来存放不变的程序和数据，例如计算机的加电诊断程序、系统引导程序等。 3) 顺序存储器 顺序存储器(Sequential Access Memory，SAM)是指存储器的内部信息排列有序，CPU对存储器的读或写是按顺序进行的，并且CPU对存储器读或写的时间与信息在存储器中的物理位置有关。 3．按存储介质进行分类 1) 半导体存储器 半导体存储器是一种利用半导体器件来存储二进制信息的存储器。计算机的内存一般是由半导体存储器组成的。根据半导体存储器的制造工艺不同，可以将半导体存储器分为双极型和MOS型。 2) 磁表面存储器 磁表面存储器是利用涂在基体表面上的一层磁性材料来存储二进制信息的存储器，例如磁盘等。 3) 光存储器 光存储器是采用光学原理制成的存储器，它是通过能量高度集中的激光束照在基体表面而引起的物理或化学的变化来记忆二进制信息的。 4.1.2 存储器系统结构 不管计算机的主存容量有多大，总是无法满足人们的期望。为了解决存储器的容量大、速度快、价格低三方面的矛盾，计算机往往采用多级存储体系结构，如图4-1所示。最上层(即第一层)是CPU的内部寄存器，数量是有限的，其访问时间是几纳秒；第二层是Cache，存储容量在32 KB至几十兆字节，其访问时间是十几纳秒；第三层是主存，存储容量几十兆字节至几吉字节，其访问时间是几十纳秒；第四层是辅存，存储容量在几吉字节至几十吉字节，其访问时间是10 ms以上，如果是光盘，其驱动时间加上访问时间就需要用秒来衡量了。 图4-1 多级存储体系结构 4.1.3 主存储器的技术指标 主存储器一般是半导体存储器，主存储器的技术指标也是指半导体存储器的技术指标。半导体存储器的组成结构如图4-2所示。存储体是存储二进制信息的主体，由很多存储单元组成。为了区别不同的存储单元，就需要对存储体中的每一个存储单元进行统一编号，这个编号我们称之为存储单元的地址。于是，存储单元与其地址之间建立了一一对应的关系，一旦给出一 ... ...
