计算机存储系统详解：从半导体到虚拟存储器

"北京联合大学李天工教授的计算机组成原理课件第四部分，涵盖了计算机存储系统的相关知识，包括存储器的分类、存储系统结构、虚拟存储器以及存储器的技术指标等核心内容。" 计算机组成原理是一门深入理解计算机硬件结构的基础课程，其中计算机存储系统是至关重要的组成部分。在这一部分的课件中，李天工教授详细讲解了存储器的分类，首先介绍了存储的基本元素，从存储元、存储单元到存储体和存储器，以及存储字和字地址的概念。存储器按照不同的特性可以分为只读和可读写、易失性和非易失性两大类。半导体存储器，如常见的RAM和ROM，因其使用半导体材料而独具特色，而磁表面存储器则依赖于磁性材料。 接着，课件详细阐述了存储系统的结构。计算机通常由多个层次的存储器构成，包括寄存器、高速缓存(Cache)、主存储器和辅助存储器，形成一个层次结构。这种结构充分利用了不同存储介质的速度和容量优势，以提升整个系统的性能。例如，Cache位于CPU内部，用于快速存取常用数据，而主存用于存储当前运行的程序和数据，辅助存储器如硬盘则用于长期存储大量信息。 虚拟存储器的概念也被提及，它是一种使得程序可以使用比实际物理内存更大的地址空间的技术，通过将部分内存内容交换到辅助存储器，以模拟出更大的内存效果。这使得大型程序可以在有限的物理内存中运行。 此外，课件还探讨了存储器的关键技术指标，包括存储单元的定义（字节单元和字单元），存储容量的计算，以及存储速度的衡量，如存储器访问时间（Memory Access Time）。这些指标对于理解和评估存储器的性能至关重要。 李天工教授的计算机组成原理课件4提供了丰富的计算机存储系统知识，不仅涵盖基础概念，还深入到存储系统的设计和优化策略，对于学习者理解和掌握计算机硬件体系有极大的帮助。