计算机组成原理(任国林第二版)

第三章 存储系统

3.1 存储系统概述

3.1.1 存储器的分类

按存储介质分类: 半导体:TTL型,MOS型;磁性材料;光介质。

按存取方式分类

RAM(随机存储器),SAM(顺序存储存储器),DAM(直接存储存储器),ROM(只读存储器)

按应用功能分类

主存储器(MM)

快速的存取速度,通常由MOS型半导体RAM构成,由于价格较贵,所以一般容量不高。

辅助存储器

容量巨大,存取速度一般,由磁性材质或光介质DAM构成,即硬盘。

Cache(高速缓冲存储器)

介于CPU和主存之间,比主存还快,常由MOS型半导体静态RAM构成

Control Storage(控制存储器)

用于存放解释机器语言指令的微程序,位于CPU内部,由MOS型半导体ROM构成。

3.1.2存储器的主要技术指标

存储容量

存取速度:

存取时间:存储器从启动一次存储器操作(读或者写)到完成该操作所需的时间

存取周期:连续进行两次存储器操作的最短间隔

传输速度:

存储器带宽:单位时间里存储器所存取的信息量,也称为存储器在单位时间内读出/写入的位数或字节数

3.1.3层次结构存储系统

由于时间局部性和空间局部性,我们可以得出存储器需求矛盾的一个解决方案:将近期访问的信息存放在前方的小容量、快速存储器中,而将近期未访问的信息存放在后方的大容量、慢速的存储器中,前后方存储器可以交换信息。


3.2半导体存储技术

3.2.1 SRAM静态存储器(触发器)

存储矩阵、地址译码器,I/O门、读写电路和控制电路组成

\overline{CS}片选信号,低电平有效

\overline{WE}读写引脚,低电平为读

容量s=存储单元个数×存储单元长度

数据引脚个数:位数

地址引脚个数:\log_2  存储字数(w/位)

存储周期:

3.2.2 DRAM动态存储器(MOS)(需要刷新)

采用引脚复用技术,地址由行地址和列地址组成,地址分两次送入DRAM,地址引脚只有实际地址位数的一半。主要由存储矩阵、地址译码器(行、列)、读写电路组成,与SRAM相比,增加了地址锁存器(保存先进入的行地址)、时序控制电路、再生电路(刷新)

\overline{RAS}行地址选通信号,整个读写周期有效,可替代\overline{CS}

\overline{CAS}列地址选通信号

地址引脚个数:(\log_2  存储字数)/2

读写周期:

行刷新:见名词解释

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