计算机组成原理试读稿_第3章存储器系统的层次结构_（初稿）

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1、第三章存储系统的层次结构大纲内容（待补充）已考真题分布（待补充）3.1存储器的分类3.1.1考点精析1.存储器的分类（★）存储器种类繁多，可以从不同的角度对存储器进行分类。（1）按在计算机中的作用（层次）分类1）主存储器：简称主存，又称内存储器（内存），用来存放计算机运行期间所需的大量程序和数据，CPU可以直接随机地对其进行访问，也可以和高速缓冲存储器（Cache）以及辅助存储器交换数据。其特点是容量较小、存取速度较快、每位价格较高。2）辅助存储器：简称辅存，又称外存储器（外存），是主存储器的后援存储器，

2、用来存放当前暂时不用的程序和数据，以及一些需要永久性保存的信息，它不能与CPU直接交换信息。其特点是容量极大、存取速度较慢、单位成本低。3）高速缓冲存储器：简称Cache，位于主存和CPU之间，用来存放正在执行的程序段和数据，以便CPU能高速地使用它们。Cache的存取速度可以与CPU的速度相匹配，但存储容量小、价格高。目前的高档微机通常将它们或它们的一部分制作在CPU芯片中。（2）按存储介质分类按存储介质可分为磁表面存储器（磁盘、磁带）、半导体存储器（MOS型存储器、双极型存储器）和光存储器。（3）按存

3、取方式分类1）随机存储器（RAM）：存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取，而且存取时间与存储单元的物理位置无关。其优点是读写方便、使用灵活，主要用做主存或高速缓冲存储器。2）只读存储器（ROM）：存储器的内容只能随机读出而不能写入。信息一旦写入存储器就固定不变了，即使断电，内容也不会丢失。因此，通常用它存放固定不变的程序、常数和汉字字库，甚至用于操作系统的固化。它与随机存储器可共同作为主存的一部分，统一构成主存的地址域。3）串行访问存储器：对存储单元进行读/写操作时，需按其物理位置的先后顺序寻址，

4、包括顺序存取存储器（如磁带）与直接存取存储器（如磁盘）。顺序存取存储器的内容只能按某种顺序存取，存取时间的长短与信息在存储体上的物理位置有关，其特点是存取速度慢。直接存取存储器既不像RAM那样随机地访问任一个存储单元，也不像顺序存取存储器那样完全按顺序存取，而是介于两者之间。存取信息时通常先寻找整个存储器中的某个小区域（如磁盘上的磁道），再在小区域内顺序查找。（4）按信息的可保存性分类断电后，存储信息即消失的存储器，称为易失性存储器，如RAM。断电后信息仍保持的存储器，称为非易失性存储器，如ROM、磁表面

5、存储器和光存储器。如果某个存储单元所存储的信息被读出时，原存储信息将被破坏，则称为破坏性读出；如果读出时，被读单元原存储信息不被破坏，则称为非破坏性读出。具有破坏性读出性能的存储器，每次读出操作后，必须紧接一个再生的操作，以便恢复被破坏的信息。2.存储器的性能指标（★）存储器有3个主要性能指标，即存储容量、单位成本和存储速度。这3个指标相互制约，设计存储器系统所追求的目标就是大容量、低成本和高速度。1）存储容量=存储字数×字长（如1M×8位）。2）单位成本：每位价格=总成本/总容量。3）存储速度：数据传输

6、率=数据的宽度/存储周期。●存取时间Ta：存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间，分为读出时间和写入时间。●存取周期Tm：存取周期又称为读写周期或访问周期。它是指存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次独立地访问存储器操作（读或写操作）之间所需的最小时间间隔。●主存带宽Bm：主存带宽又称数据传输率，表示每秒从主存进出信息的最大数量，单位为字/秒、字节/秒或位/秒。存取时间不等于存储周期，通常存储周期大于存取时间。这是因为对任何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢复内部状

7、态的复原时间。对于破坏性读出的存储器，存取周期往往比存取时间大得多，甚至可以达到Tm=2Ta，这是因为存储器中的信息读出后需要马上进行再生。存取时间与存取周期的关系如图3-1所示图3-1存取时间与存取周期的关系3.1.2习题精选单项选择题1.【2011年计算机联考真题】下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是（）。A．EPROMB．CDROMC．DRAMD．SRAM【B】ACD选项均采用随机存取方式，CDROM即光盘，采用串行存取方式。2.磁盘属于（）类型的存储器。A.随机存取存储器（RAM）B.只读存储

8、器（ROM）C.顺序存取存储器（SAM）D.直接存取存储器（DAM）【D】磁盘属于直接存取存储器，其速度介于随机存取存储器和顺序存取存储器之间。3.存储器的存取周期是指（）。A．存储器的读出时间B．存储器的写入时间C．存储器进行连续读或写操作所允许的最短时间间隔D．存储器进行一次读或写操作所需的平均时间【C】存储器的存取周期往往大于存取时间，它还包括信息的复原时间。4.主存储器速度的表示中，存取时间Ta和存取周期Tc的关系表述