• 存储器概述


    一、存储系统基本概念

    1、相联存储器是按内容指定方式和地址指定方式相结合

    2、计算机的存储器采用分级方式是为了解决容量、速度、价格者之间的矛盾

    3、计算机的存储系统包括CPU内部寄存器、Cache、主存和外存

    4、Cache中的内容只是主存内容的部分副本(拷贝),因而“Cache-主存”结构并未增加主存容量,目的是解决主存与CPU速度不匹配的问题

    5、主存和辅存之间的数据调动是由硬件和操作系统共同完成的,仅对应用程序员透明。CPU与主存可直接交换信息。多级存储系统是为了降低存储成本

    二、主存储器的基本组成

    三、SRAM和DRAM对比

    四、只读存储器ROM

    五、双端口RAM和多模块存储器

    1、地址线只与RAM的存储单元个数有关,而与存储单元的字长无关

    2、DRAM的刷新按行进行

    3、集中刷新必然存在四十九,采用分散刷新时,机器的存取周期中的一段用来读/写,另一段用来刷新,因此不存在死时间,但存取周期变长。异步刷新虽然缩短了死时间,但死时间依然存在。

    4、RAM属于易失性半导体,SRAM和DRAM的区别在于是否需要动态刷新,DRAM采用地址复用技术,而SRAM不采用

    5、Cache由SRAM组成,掉电后信息即消失,属于易失性存储器

    6、U盘采用Flash存储器技术,它是在E^2PROM的基础上发展起来的,属于ROM的一种,由于擦写速度饿性价比均可观,因此常做辅存。

    7、随机存取与随机存取存储器(RAM)不同,只读存储器(ROM)也是随机存取的,因此,支持随机存取的存储器不一定是RAM

    8、因为计算机的操作系统保存于硬盘上,所以需要BIOS的引导程序将操作系统引导到主存(RAM)中,而引导程序则固化于ROM中

    9、EPROM可多次改写,但改写较为繁琐,写入时间过长,且改写的次数有限,速度较慢,因此不能作为需要频繁读写的RAM使用

    10、动态半导体存储器利用电容存储电荷的特性记录信息,由于电容会放电,必须在电荷流失前对电容充电,即刷新。方法是每隔一定的时间,根据原存内容重新写入一遍。这里的读写并不是信息读入CPU,也不是从CPU向主存存入信息,它只是把信息读出,通过一个刷新放大器后又重新存回存储单元,而刷新放大器是集成在RAM上的。因此,这里只进行了一次的访存,也就是占有一个存取周期

    11、闪存是E^2PROM的进一步发展,可读可写,用MOS管的浮栅有电荷来存储信息。闪存依然是ROM的一种,写入时必须先擦除原有的数据,因此写速度比读速度要慢不少,闪存是一种非易失性存储器,它采用随机访问方式,现在常见的SSD固态硬盘,它由Flash芯片组成

    12、高位交叉存储器在单个存储器中的字是连续存放的,不满足程序局部性原理,而低位交叉存储器是交叉存放,很好满足了程序的局部性原理。高位四体交叉存储器虽然不能满足程序的连续存取,但仍可能一次连续读出彼此地址相差一个存储体容量的四个字,只是读的概率很小。双端口存储器具有两套独立读。写口,具有各自的地址寄存器和译码电路,所以可以同时访问同一区间,同一单元,当两个端口同时对相同的单元进行读操作时,则不会发生冲突。

    六、主存储器与CPU连接

    1、主存容量扩展

    2、章节总结回顾

    七、磁盘存储器

    1、总结

    2、磁盘性能指标

    3、固态硬盘SSD

    4、易错点

    1)闪存是在E2PROM的基础上发展起来的,本质上是只读存储器。RAID将多个物理盘组成像单个逻辑盘,不会影响磁记录密度,也不可能提高磁盘利用率

    2)固态硬盘基于闪存技术没有器械部件,随机读写不需要机械操作,因此速度明显高于磁盘,SSD的缺点就是容易磨损

    3)RAID0方案是无冗余和无校验的磁盘阵列,而RAID1~RAID5方案均是加入了冗余(镜像)或校验磁盘阵列。因此能提高RAID可靠性的措置主要是对磁盘进行镜像处理和奇偶校验

    4)磁盘存储器的最小读写单位为一个扇区,即磁盘按块读取。磁盘存储数据之前需要进行格式化,将磁盘分成扇区,并写入信息,因此磁盘的格式化容量比非格式化容量小。磁盘扇区中包含数据,地址和校验等信息。磁盘存储器由磁盘控制器、磁盘驱动器和盘片组成。

    八、高速缓存储存器

    1、Cache的基本原理

    2、Cache和主存的映射方式

    3、Cache替换算法

    4、Cache写策略

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