写出计算机存储系统的层次结构，并简述主存储器的分类及每种存储器的用途？

计算机存储系统的层次结构通常分为以下几层：

1. 寄存器：速度最快，但容量最小，用于存储CPU暂时需要的数据或指令。
2. 高速缓存：速度较快，容量较大，用于缓存主存中的数据和指令。
3. 主存储器：速度较慢，容量较大，用于存储正在运行的程序和数据。
4. 辅助存储器：速度最慢，容量最大，用于长期存储数据和程序，如硬盘、光盘、U盘等。

主存储器通常分为两种：

1. 随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）：可以随机访问任意一个存储单元，读写速度快，但是当断电或重启计算机时，存储的数据会被清空。因此，RAM通常用于存储操作系统和正在运行的程序的数据。
2. 只读存储器（Read-Only Memory，ROM）：只能读取数据，不能写入或修改，通常用于存储固化的程序或数据，如计算机BIOS和固件。

以上是主存储器的分类及每种存储器的用途。

相关问题

简述主存储器的性能主要指标有哪些?

主存储器的性能主要指标包括以下几个方面：

1. 容量：主存储器的容量指的是它可以存储的数据量大小，通常以字节（Byte）、千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）等单位来表示。

2. 带宽：主存储器的带宽指的是它可以传输数据的速率，通常以每秒钟传输的比特数（bit/s）或字节（Byte/s）来表示。带宽越大，主存储器的数据传输速度越快。

3. 访问延迟：主存储器的访问延迟指的是CPU从发出内存请求到获取数据所需的时间，通常以纳秒（ns）或时钟周期数来表示。访问延迟越小，CPU获取数据的速度越快。

4. 时序参数：主存储器的时序参数指的是内存访问时的时序参数，例如读写时序、预充电时序等。时序参数对于主存储器的性能和稳定性有重要影响。

5. 失效率：主存储器的失效率指的是CPU从内存请求数据时，由于缓存未命中或内存访问冲突等原因导致失败的概率。失效率越小，CPU从内存获取数据的效率越高。

简述51单片机存储器的分类、每类存储器的寻址范围、同一地址下如何区分不同的存储器?

51单片机的存储器可以分为程序存储器和数据存储器两类。每类存储器的寻址范围如下：

1. 程序存储器（Program Memory）：用于存储程序指令。51单片机的程序存储器采用的是Flash存储器，它的寻址范围是 0000H 到 FFFFH（64KB）。

2. 数据存储器（Data Memory）：用于存储数据、变量和中间结果。51单片机的数据存储器包括两部分：RAM和特殊功能寄存器（SFR）。

- RAM（Random Access Memory）：用于存储数据和变量。51单片机的RAM分为两个区域，分别是内部RAM和外部RAM。
- 内部RAM：寻址范围是 00H 到 7FH（128字节），常用来存储临时变量和栈。
- 外部RAM：寻址范围是 00H 到 FFH，可以通过外部扩展芯片来扩展RAM容量。

- 特殊功能寄存器（Special Function Register，SFR）：用于控制和配置单片机的各种功能。SFR寻址范围是 80H 到 FFH。每个SFR都有唯一的地址，用于对特定功能进行操作和配置。

在51单片机中，不同存储器之间通过地址来区分。对于程序存储器和数据存储器，它们在不同的地址范围内，因此可以通过地址范围来区分。而在数据存储器内部的RAM和SFR之间，它们的地址范围有一部分是重叠的。为了区分不同的存储器，在访问时需要使用特定的寻址方式。

对于访问内部RAM，可以直接使用地址进行寻址。例如，使用MOV指令将数据存储到内部RAM的地址20H中：MOV 20H, A。

对于访问SFR，需要使用特殊的寻址方式，如直接寻址、间接寻址、立即寻址等。例如，使用MOV指令将数据存储到SFR P1的位0中：MOV P1.0, A。

通过不同的寻址方式和地址范围，可以准确地区分不同的存储器，并进行相应的读写操作。