第6章 存储器系统ppt课件.ppt

《第6章 存储器系统ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、本章主要教学内容半导体存储器的分类和性能、存储器系统的层次结构随机存取存储器RAM和只读存储器ROM的特性、功能和原理存储器与CPU的连接方法高速缓冲存储器和虚拟存储器技术第6章存储器系统1第6章存储器系统6.1存储器概述存储器是计算机中用来存储信息的记忆部件，在运行程序时，CPU自动连续地从存储器中取出指令并执行指令规定的操作，计算机每完成一条指令，至少要执行一次访问存储器的操作，并把处理结果存储在存储器中。因此，存储器是微机系统不可缺少的组成部分，是计算机中各种信息的存储和交流中心。2第6章存储器系统6.1.1存储器的分类1.按存储介质分类（1）用半导体器件做成的存储器称为半导体存储器

2、，按制造工艺可把半导体存储器分为双极型、CMOS型、HMOS型等类别。（2）用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器，如磁盘存储器和磁带存储器等。（3）用光学材料做成的存储器称为光表面存储器，如光盘存储器。3第6章存储器系统2.按存储器的存取方式分类（1）只读存储器ROM：ROM中所存储的内容是固定不变的，即只能读出不能写入。ROM一般用来存放微机的系统管理程序、监控程序等。（2）随机存取存储器RAM：RAM中的任意一个存储单元都可被随机读写，且存取时间与存储单元的物理位置无关，读写速度较快。RAM主要用来存放输入、输出数据及中间结果并与外存储器交换信息。4第6章存储器系统3.按信息的可保存

3、性分类根据存储器信息的可保存性可将存储器分为易失性存储器和非易失性存储器。断电后信息将消失的存储器为易失性存储器，如半导体介质的RAM。断电后仍保持信息的存储器为非易失性存储器，如半导体介质的ROM、磁盘、光盘存储器等。5第6章存储器系统4.按在微机系统中的作用分类（1）主存储器：用来存放当前正在运行的程序和数据，位于主机内部。CPU通过指令可以直接访问主存储器。现代微机大多采用半导体存储器。（2）辅助存储器：用来存储CPU当前操作暂时用不到的程序或数据，位于主机外部，CPU不能直接用指令对外存储器进行读写操作。辅助存储器主要有磁带、磁盘和光盘等。（3）高速缓冲存储器Cache：是计算机系

4、统中的一个高速小容量的存储器，位于CPU和内存之间。高速缓存主要由高速静态RAM组成。6第6章存储器系统6.1.2主要性能指标存储器的主要性能指标反映了计算机对它们的要求，计算机一般对存储系统提出如下性能指标要求：1.存储容量是指存储器可以存储的二进制信息总量。目前使用的存储容量达MB（兆字节）、GB（千兆字节）、TB（兆兆字节）或更大的存储空间。存储容量通常以字节（Byte）为单位来表示，各层次之间的换算关系为：1KB=210B=1024B；1MB=220B=1024KB；1GB=230B=1024MB；1TB=240B=1024GB7第6章存储器系统2.存取速度存储器的存取速度可以用存

5、取时间和存取周期来衡量。（1）存取时间：是指完成一次存储器读/写操作所需要的时间，故又称读写时间。具体是指从存储器接收到寻址地址开始，到取出或存入数据为止所需要的时间。（2）存取周期：是连续进行读/写操作的所需的最小时间间隔。当CPU采用同步时序控制方式时，对存储器读、操作的时间安排，应不小于读取和写入周期中的最大值。这个值也确定了存储器总线传输时的最高速率。8第6章存储器系统3.价格存储器的价格也是人们比较关心的指标。一般来说，主存储器的价格较高，辅助存储器的价格较低。存储器总价格正比于存储容量，反比于存取速度。速度较快的存储器，其价格也较高，容量也不可能太大。因此，容量、速度、价格三个

6、指标之间是相互制约的。衡量存储器性能的其它指标还有制造工艺、体积、重量、功耗、品质等，要综合考虑这些因素，满足系统的主要要求并兼顾其它，尽量提高性能价格比。4、可靠性5、功耗9第6章存储器系统6.1.3存储器的层次结构1.存储体系的组成计算机对存储器的基本要求是容量大、速度快和成本低，尽量少出错，平均无故障间隔时间要长。但是要想在一个存储器中同时兼顾这些指标是很困难的，为了解决存储器的容量、速度和价格之间的矛盾，人们除了不断研制新的存储器件和改进存储性能外，还从存储系统体系上研究合理的结构模式。如果把多种类型的存储器有机地组成存储体系，可以如图6-1所示。10图6-1存储体系的组成11第6

7、章存储器系统2.存储系统的多级层次结构我们可以把各种不同存储容量、存取速度和价格的存储器按层次结构组成多层存储器，并通过管理软件和辅助硬件有机组合成统一的整体，使所存放的程序和数据按层次分布在各种存储器中，形成存储系统的多级层次结构。目前，在计算机系统中通常采用三级层次结构来构成存储系统，主要由高速缓冲存储器Cache、主存储器和辅助存储器组成，如图6-2所示。1213存储系统的层次结构根据各种存储器的存储容量、存取速度