第4章 存储器

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1.存储系统层次结构的概念，掌握缓存-主存和主存-辅存层次作用，以及程序访问的局部性原理与存储系统层次结构的关系。

存储器分类

  • 按存储介质分类: 存储介质是指能寄存”0”、“1”两种代码并能区分两种状态的物质或元器件。

    • 半导体存储器(易失)：TTL、MOS
    • 磁表面存储器(非易失)：磁头、载磁体
    • 磁芯存储器(非易失)：硬磁材料、环装原件
    • 光盘存储器(非易失)

  • 按存取方式分类

    • 存取时间与物理地址无关（随机访问）
      • 随机存储器RAM在程序执行过程中可读可写
      • 只读存储器ROM在程序的执行过程中只读
    • 存取时间与物理地址有关（串行访问）
      • 顺序存取存储器 磁带
      • 直接存取存储器 磁盘

  • 按在计算机的作用分类

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存储器的层次结构

  • 存储器三个特性的重要关系

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  • 缓存-主存层次和主存-辅存层次

    缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配问题;

    主存-辅存层次主要解决存储系统的容量问题.

    主存与Cache之间的信息调度功能全部由硬件自动完成. 而主存与辅存之间的信息调度目前广泛采用虚拟存储技术实现, 即将主存与辅存的一部分通过软硬结合的技术组成虚拟存储器, 程序员可使用这个比主存实际空间（物理地址空间）大得多的虚拟地址空间（逻辑地址空间）编程.

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程序访问的局部性

程序访问的局部性原理是指在一小段时间内, 最近被访问过的程序和数据很可能再次被访问; 在空间上, 这些被访问的程序和数据往往集中在一小片存储区; 在访问顺序上, 指令顺序执行比转移执行的可能性大( 大约5: 1). 存储系统中Cache-主存层次采用了程序访问的局部性原理.

2.熟知主存储器的基本组成；掌握主存中存储单元地址的分配（对于一定容量的存储器，按字节访问和按字访问的寻址范围是不同的。）、主存的技术指标以及提高访存速度的措施。

主存的基本组成
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主存与CPU的联系
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主存中存储单元地址的分配

主存各存储单元的空间位置是由单元地址号来表示的，而地址总线是用来指出存储单元地址号的，根据该地址可读出或写入一个存储字。

  • 高位字节地址为字地址和低位字节地址为字地址

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求按字节寻址和按字寻址范围的方法
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主存技术指标

主存的主要技术指标是存储容量和存储速度

  • 存储容量: 主存 存放二进制代码的总位数

    $存储容量 = 存储单元个数 \times 存储字长 $

    存 储 容 量 ( 字 节 总 数 ) = 储