存储器层次结构与主存储器技术
"chap4存储器.ppt" 存储器是计算机系统的重要组成部分,它负责暂时存储处理器需要执行的指令和数据。本章详细介绍了存储器的分类、特点以及层次结构。 4.1 概述 存储器按照不同的标准可以分为多种类型: 1. 按存储介质分类:半导体存储器(如MOSFET,包括静态RAM和动态RAM)、磁表面存储器(如磁盘)、磁芯存储器和光盘存储器。其中,半导体存储器又分为易失性(如RAM)和非易失性(如ROM、闪存)两类。 2. 按存取方式分类:随机存取存储器(RAM,包括SRAM和DRAM)、只读存储器(ROM,如MROM、PROM、EPROM、EEPROM)和顺序存取存储器(如磁带)。 3. 按在计算机中的作用分类:高速缓冲存储器(Cache)、主存储器(内存)和辅助存储器(外存,如磁盘、光盘和磁带)。 近年来,复旦大学微电子学院的研究团队成功研发了半浮栅晶体管(SFGT),这是一种介于MOSFET晶体管和浮栅晶体管之间的新型器件,这一创新成果预示着微电子器件领域的新进展,可能引发新的技术热潮。 4.1 存储器的层次结构 存储器的层次结构是由速度最快、容量最小、价格最高的存储器(如寄存器和Cache)到速度最慢、容量最大、价格最低的存储器(如磁带和光盘)构成的。这种层次结构旨在平衡性能和成本。CPU首先访问Cache,如果数据不在Cache中,则会访问主存,如果主存中也不存在,再从辅助存储器获取,最后通过虚拟存储器机制处理大量数据。 4.2 主存储器 主存储器是计算机运行程序的主要工作区,它由存储体、驱动器、译码器、地址寄存器(MAR)和控制电路等组成。主存储器分为动态和静态两种类型,动态RAM(DRAM)需要定期刷新以保持数据,而静态RAM(SRAM)则不需要刷新,但其速度更快,功耗更大。主存的存取时间是衡量其性能的关键指标之一。 总结来说,存储器是计算机系统的基石,不同类型的存储器各自承担着不同的角色。高速缓冲存储器提供快速访问,主存储器作为临时工作区,辅助存储器则用于长期存储。随着技术的发展,存储器的性能和容量不断升级,为现代计算提供了强大的支持。
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