挑战408——组成原理(9)——存储器简介

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计算机数据的内容就暂时告一段落,还有一小部分内容(比如编码)没提到,那部分到大题的时候再细说,先把主干知识抓住。存储器这一章,哇,可以中重点重的重点来形容,两个字,必考,而且是考大题。理由很简单,它跟操作系统中的存储管理关系很是紧密,两者可以结合在一起出题,也可以单独考。所以这部分内容重要且内容繁多,但是如果与操作系统一起复习,又会有意想不到的收获

存储器的分类

存储器是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据,从不同的角度对存储器可以做不同的分类。(以下内容为个人笔记,字迹较丑,由于不会使用工具画这种图,只能手绘,了解这种画图工具的朋友,可以介绍个软件给我,谢谢)
在这里插入图片描述
感觉这张不太清楚 ,我还是写吧。
按存储介质分,可以分为:

  • 半导体存储器(又称易失性存储器):体积小,功耗低,存取时间短,电源消失的时候,所存的信息也随之消失。
  • 磁表面存储器(非易失性存储器):如磁盘
  • 光盘存储器(非易失性存储器):耐用,可靠,如光盘

按存取方式分,可以分为:

  • 随机存储器(RAM):任何一个存储单元内容都可以随机存取,像数组的下标,可以直接访问元素。访问速度较快,常用于制作主存和Cache
  • 顺序存取存储器(SAM):只能按某种顺序来存取,即与存取时间和存取单元的物理位置有关。(比如磁带
  • 直接存取存储器(DAM):如磁盘
  • 相联存储器(CAM):按内容检索

按在计算机中的作用分(这个最重要)
在这里插入图片描述

计算机的层次结构

先看一张存储器金字塔;

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存储器有三个性能指标,速度,容量,每位价格(位价)
就一般而言,速度较高,位价越越高,容量越小。反之,速度越低,位价也越低,容量也就越大。
存储系统的层次结构主要体现在缓存——主存和主存——缓存两个存储层次上。如图:
在这里插入图片描述
我们逐个分析:
这部分的内容我们之前讲过:挑战408——组成原理(1)——看看我们要学什么
缓存——主存层次:这一层面主要解决CPU与主存速度不匹配的问题,主存用来存放将要参与运行的程序和数据。但是其速度与CPU相差很大,为了使得他们之间的速度更好匹配,于是在主存与CPU之间插入了一种比主存更快,容量更小的高速存储器(Cache),因此只要把近期要使用的信息调入缓存,CPU便可以直接从缓存中获取信息。注意,主存与缓存中的数据调动是由硬件自动完成,对程序员是透明的
主存——辅存层次:这一层面主要解决存储系统的容量问题,辅存的速度较低,但是容量大,用于存放暂时未用到的信息,当CPU要用到这些信息的时候,将辅存的内容调到主存中,供CPU直接访问,主存与辅存之间的数据调动是由硬件和操作系统共同完成的

因此,这两大问题,分别对应的是主存与cache之间的映射,虚拟存储技术的内容。也是考试的重点

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