计算机存储系统：从存储器分类到虚拟存储器解析

"计算机组成原理-计算机组成原理第三章课件(白中英版)涵盖了存储系统的多个方面，包括存储器的分级结构和虚拟存储器等核心概念。" 计算机组成原理是理解计算机系统运作的基础，其中第三章主要讨论的是存储系统。首先，存储器有两大基本功能：存储（Write）和取出（Read）。为了满足日益增长的需求，存储器设计需满足大容量、高速度和低成本的三项基本要求。 存储器的分类多样，根据存储介质可以分为半导体存储器和磁表面存储器；按存取方式则分为随机存储器（RAM）和顺序存储器；按读写功能，有只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）；按信息的可保存性，可分为临时记忆（如RAM）和永久记忆（如ROM、硬盘）；最后，按照在计算机系统中的作用，有主存、辅存、高速缓存（Cache）和控制存储器等。 存储器的分级结构是提升系统性能的关键。寄存器位于微处理器内部，提供最快的数据存取速度；Cache作为高速缓冲，通过硬件手段提高了主存的访问效率；主存储器，通常由半导体存储器构成，用于存放当前运行的程序和数据；辅助存储器，如磁盘和光盘，具有大容量和较低的访问速度，通常以外设方式连接，用于长期存储。 虚拟存储器是一种内存管理技术，它使得程序可以使用比实际物理内存更大的地址空间。通过将不活跃的数据交换到辅助存储器，虚拟存储器允许操作系统在有限的物理内存中同时运行多个程序，提升了系统的多任务处理能力。 主存储器的技术指标包括存储容量、存取时间、存取周期和存储器带宽。存储容量通常以字节（B）为单位，而半导体芯片则以位（b）计。存取时间和存取周期决定了数据读写的速度，而存储器带宽则表示单位时间内能传输的信息量。 随机读写存储器（RAM）是计算机中常见的存储类型，其内容可随时读写，但断电后数据会丢失。只读存储器（ROM）则在制造时预编程，其内容一般不会改变，常用于存储固定的系统程序或配置数据。 本章深入探讨了存储系统的层次结构，虚拟存储器的工作原理，以及存储器的主要性能参数，这些都是理解和优化计算机性能不可或缺的知识点。