EPROM：存储原理与层次结构详解

本章深入探讨了可重编程只读存储器EPROM在计算机组成原理中的重要角色，尤其是在存储子系统中。EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种特殊的非易失性存储器，与传统的PROM相比，它允许用户在一定次数内修改存储内容，通过紫外光进行擦除操作，重编程后即使断电也能保持信息。这种存储器的结构中，浮栅区域被二氧化硅保护，通过控制MOS管的带电状态来实现0或1的存储，具有较高的灵活性和可重复使用性。 存储子系统的设计在计算机中起着至关重要的作用。随着技术的发展，存储器的需求在速度、容量和成本之间寻求平衡。为了满足这些需求，存储系统被设计为多层结构，包括： 1. **二级存储器子系统**：主要分为主存（内存）和辅存（外存）。主存，如动态随机存储器(SDRAM和DDRAM)及少量只读存储器（如MROM、PROM、EPROM、E2PROM和Flash Memory），速度极快，但容量有限，是CPU直接访问的随机访问存储。辅存，如磁盘、磁带、光盘和U盘，提供大容量存储但速度较慢，主要用于长期保存数据。 2. **高速缓存**：作为CPU和主存之间的中间层次，高速缓存（Cache）提供了近乎瞬时的数据访问，容量较小但速度远超主存，价格昂贵。它的设计目的是存储CPU短期内频繁使用的数据，由硬件控制，不可由用户编程。 3. **三级存储器子系统**：在解决速度、容量和价格矛盾的基础上，引入了主存、高速缓存和辅存的层次结构，使得CPU可以在高速缓存中快速访问数据，同时利用辅存的大容量。 4. **四级存储系统**：这一概念进一步扩展了存储层次，但具体细节未在提供的部分中详述。 总结来说，EPROM在存储子系统中扮演着提升存储器灵活性的角色，而多层次的存储结构则是为了优化计算机系统的性能，平衡速度、容量和成本，以适应不断增长的应用需求。理解这些基本原理对于理解和设计现代计算机系统至关重要。