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。