存儲器系統(tǒng)(6116)

1、1第4章存儲器系統(tǒng)存儲器系統(tǒng)引入：引入：電子計算機是20世紀人類最偉大的發(fā)明之一。隨著計算機的廣泛應(yīng)用，人類社會生活的各個方面都發(fā)生了巨大的變化。特別是微型計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，計算機逐漸走進了人們的家庭，正改變著人們的生活方式。計算機逐漸成為人們生活和工作不可缺少的工具，掌握計算機的使用也成為人們必不可少的技能。本章知識要點：本章知識要點：1）存儲器的分類和三層體系結(jié)構(gòu)2）RAM、ROM芯片的結(jié)構(gòu)、工作原理3）存儲器的擴展方

2、法4）高速緩沖存儲器技術(shù)5）虛擬存儲器技術(shù)6）存儲保護4.14.1存儲器概述存儲器概述4.1.14.1.1存儲器的分類存儲器的分類在計算機的組成結(jié)構(gòu)中，有一個很重要的部分，就是存儲器。存儲器是一種記憶部件，是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的，對于計算機來說，有了存儲器，才有記憶功能，才能保證正常工作。存儲器的種類很多，常用的分類方法有以下幾種。一、按其用途分一、按其用途分（1）內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器又叫內(nèi)存，是主存儲器。用來存儲當(dāng)前正在使用的或經(jīng)常使用的

3、程序和數(shù)據(jù)。CPU可以對他直接訪問，存取速度較快。（2）外存儲器外存儲器又叫外存，是輔助存儲器。外存通常是磁性介質(zhì)或光盤，像硬盤，軟盤，磁帶，CD等，能長期保存信息，并且不依賴于電來保存信息，但是由機械部件帶動，速度與CPU相比就顯得慢的多。外存的特點是容量大，所存的信息既可以修改也可以保存。存取速度較慢，要用專用的設(shè)備來管理。計算機工作時，一般由內(nèi)存ROM中的引導(dǎo)程序啟動程序，再從外存中讀取系3不相同，但也不象磁帶存儲器那樣，完全由被

4、訪問數(shù)據(jù)所處的物理位置來決定。磁盤、光盤等可以在兩個方向上同時尋址，實際的訪問時間與發(fā)出讀寫命令時磁頭所處的位置等因素有關(guān)。四、按信息可保存性分四、按信息可保存性分（1）易失性存儲器斷電后，存儲的信息將消失的存儲器。RAM是易失性存儲器。（2）非易失性存儲器斷電后，存儲的信息仍然保存再存儲器中，稱為非易失性存儲器，ROM，F(xiàn)LASH和磁性材料存儲器為非易失性存儲器。4.1.24.1.2存儲體系與層次結(jié)構(gòu)存儲體系與層次結(jié)構(gòu)一、訪存的局部性

5、原理一、訪存的局部性原理計算機對存儲器的要求是高速度、大容量、低價格。從大量的統(tǒng)計中得到的一個規(guī)律是，程序中對于存儲空間90%的訪問局限于存儲空間的10%的區(qū)域中，而另外10%的訪問則分布在存儲空間的其余90%的區(qū)域中。這就是通常說的局部性原理。訪存的局部性規(guī)律包括兩個方面：（1）時間局部性：如果一個存儲項被訪問，則可能該項會很快被再次訪問。（2）空間局部性：如果一個存儲項被訪問，則該項及其鄰近的項也可能很快被訪問。二、存儲器的層次結(jié)構(gòu)

6、二、存儲器的層次結(jié)構(gòu)人們?yōu)榱私鉀Q存儲器容量和速度的矛盾，應(yīng)用了訪問局部性原理，把存儲體系設(shè)計成為層次化的結(jié)構(gòu)以滿足使用要求。存儲體系結(jié)構(gòu)包括不同層次上的存儲器，通過適當(dāng)?shù)挠布?、軟件有機地組合在一起形成計算機的存儲體系結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在大多數(shù)人都將高性能計算機的存儲體系結(jié)構(gòu)描述成如圖41所示的三層存儲器層次結(jié)構(gòu)。三級存儲結(jié)構(gòu)是高速緩存(Cache)、主存儲器(MM)和輔助存儲器(外存)。也有人將存儲器層次分為四層，是將CPU內(nèi)部的寄存器也看作是存