"计算机组成原理中的存储系统概述与设计要求"

计算机组成原理是研究计算机系统中各个组成部分及其相互关系的学科，其中存储器作为计算机系统中的记忆设备，扮演着存储程序和数据的重要角色。计算机系统通常采用多级存储器体系结构，这种体系结构由容量、速度和价格各不相同的存储器组成。 本章主要内容主要涵盖了存储系统概述、随机存储器（SRAM、DRAM）和只读存储器（ROM）、主存储器的构成、提高主存速度的技术、高速缓冲存储器Cache、虚拟存储器等方面。 首先，存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存放程序和数据。存储器中的最小存储单位为二进制代码位，也称为存储位或存储元。多个存储元构成一个存储单元，多个存储单元构成一个存储器。 其次，存储器和存储系统是两个不同的概念。存储器是指物理上的存储设备，而存储系统是由容量、速度和价格不同的存储器组成的整体。在计算机系统中，使用不同类型的存储器来满足不同的需求。 根据存储介质的不同，存储器可以分为半导体存储器、磁表面存储器和光存储器。半导体存储器在计算机系统中应用广泛，包括SRAM和DRAM。SRAM是静态随机存储器，其存储信息可以无限期保留，而且读写速度较快；DRAM是动态随机存储器，其存储信息需要定期刷新，但相比于SRAM，其容量更大。只读存储器（ROM）一般用于存储程序和数据，且存储内容不可更改。 主存储器是存放程序和数据的关键组成部分，本章重点介绍了主存储器的工作原理和组成方式。主存储器的组成包括存储单元和存储器芯片，其中存储单元是存储器中的最小单位，而存储器芯片则是构成存储器的基本元件。 为了提高主存储器的访问速度，本章还介绍了一些提高主存速度的技术，包括乱序执行、分支预测和超线程等。这些技术可以有效提高计算机系统的性能。 此外，高速缓冲存储器（Cache）是一种位于主存和CPU之间的存储器，用于提高计算机的访问速度。Cache存储了最常用的数据和指令，使得CPU可以更快地访问这些数据和指令，从而提高计算机系统的整体性能。 最后，本章还介绍了虚拟存储器的基本原理。虚拟存储器是一种扩展了主存储器的概念，将辅助存储器（如硬盘）作为主存的扩展，使得程序能够以更大的内存空间运行，提高计算机系统的运行效率。 总之，本章主要介绍了存储系统的概述和主要组成部分，包括存储器的分类、主存储器的构成和工作原理、提高主存速度的技术、高速缓冲存储器Cache和虚拟存储器。了解和掌握这些知识，对于设计和优化存储系统，提高计算机系统的性能和效率具有重要意义。