激光存储器类型详解：内存架构与技术比较

在《计算机组成原理》的学习中，章节涉及了多种存储技术的讨论，包括激光存储器的类型、多级存储器的特点、各种存储器的工作原理及设计。以下是对这些知识点的详细解析： 1. **激光存储器类型**： 激光存储器主要分为几种类型，例如磁表面存储器（Magnetic Surface Memory, MSM），它利用磁记录技术进行信息存储；光盘存储（Optical Disk Storage），如CD、DVD和蓝光光盘，利用激光读写数据；还有固态激光存储器，如光盘驱动器中的光学读取头，以及新兴的光存取存储器（OAM），利用光束在介质中移动来存储数据。 2. **多级存储器特点**： 存储系统通常包含缓存（如L1、L2和L3缓存）、内存（主存）和外部存储（如硬盘）。多级存储器的特点包括层次化、容量不同、速度递增但成本增加、以及缓存的命中率对整体性能至关重要。 3. **存储位和存储周期**： 存储位是数据的基本单元，而存储周期则是数据存取的最小时间单位。在不同的存储器类型中，比如静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），它们的存储周期反映了刷新操作的频率。 4. **存储器类型比较**： - 静态MOS存储器（Static MOS）与动态MOS存储器（Dynamic MOS）的区别在于，静态存储器无需定期刷新，数据保持时间较长，但功耗较高；动态存储器则需定期刷新以防止数据丢失，功耗较低。 5. **存储器设计实例**： - 通过不同类型的芯片组合，可以设计出不同容量和字长的存储器，如用32K×8位芯片实现不同配置。设计图需要展示芯片布局和连接方式，以及与CPU的数据线、地址线连接。 6. **DRAM刷新**： 对于128K×8位的DRAM，刷新操作涉及到行刷新间隔时间和行的矩阵结构，计算刷新周期，以及集中式刷新方式下死时间的计算。 7. **存储器扩展**： 如何通过16K×8位RAM芯片扩展成128K×16位存储器，涉及寄存器位宽、所需芯片数、内部和外部地址分配，以及存储器的总体结构设计。 8. **Cache与CPU交互**： CPU与含Cache的内存储器的读写操作涉及高速缓存的替换策略、地址映射和一致性协议，确保数据的一致性和高效访问。 9. **内存容量和地址表示**： 当主存容量为4MB，字长为32位时，地址表示和数据宽度取决于字节对齐和寻址方式。字长决定了数据的最小访问单位，而地址位数则根据容量计算。 10. **多体交叉存储器**： 多体交叉存储器通过并行读写多路信号来提高数据传输速率，其设计思想是利用多个通道同时处理多个请求，减少访问延迟。 11. **多模块交叉存储器**： 提高工作速度的关键在于优化数据流管理和并行操作，通过模块间的协同工作来提升整体性能。 12. **虚拟内存管理**： 分页管理中，页表长度的计算基于虚存容量和页面大小。对于8MB主存和2GB虚存，页表长度可通过计算得出。 13. **磁表面存储器读写原理**： 磁表面存储器利用磁头在磁介质表面读写磁化状态来存储和检索数据，涉及磁道寻址和扇区读写过程。 这些知识点涵盖了计算机组成原理中关于存储器技术的各个方面，从基本概念到具体设计与实现，展示了计算机存储体系的复杂性和多样性。