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1、哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 2006秋季学期 本章需解决的主要问题： （1 ）存储器如何存储信息？ （2 ）在实际应用中如何用存储芯片组成具有 一定容量的存储器？ 第四章 存储子系统 2 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 4 . 1 . 1存储系统的层次结构 （1 ）主存 （内存） 主要存放C P U 当前使用的程序和数据。速度快 容量有限 4 . 1概述 （2 ）辅存 （外存） 存放大量的后备程序和数据。 速度较慢
2、 容量大 （3 ）高速缓存 存放C P U 在当前一小段时间内 多次使用的程序和数据。 速度很快 容量小 随机访问 3 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 C P U C a c h e 主存 外存 分层存储体系结构示意图 4 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 4 . 1
3、. 2物理存储器与虚拟存储器 物理存储器：真正在物理上存在的主存储器。 存储容量为物理地址空间，使用物理地址访问。 虚拟存储器：提供给用户编程使用的存储器。 存储容量为虚拟地址空间，使用的编程地址为 虚拟地址，或者说逻辑地址。 5 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 4 . 1 . 3存储器的分类 （1 ）半导体存储器 利用双稳态触发器存储信息 （动态存储器除外）。 信息易失 速度快，非破坏性读出 （单管动态存储器除外）， （只读存储
4、器除外）。 作主存、高速缓存。 （2 ）磁表面存储器 容量大，长期保存信息， 利用磁层上不同方向的磁化区域表示信息。 非破坏性读出， 作外存。 速度慢。 （3 ）光盘存储器 速度慢。 利用光斑的有无表示信息。 容量很大， 非破坏性读出， 长期保存信息， 作外存。 1 . 按物理存储机制（存储介质）分类 6 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 2 . 按存取方式分类 随机存取： 可按地址访问存储器中的任一单元， （1 ）随机存取存储器
5、访问时间与单元地址无关。 R A M ： 存取周期或读/ 写周期 固存： （n s ） 可读可写 R O M ： 只读不写 P R O M ： 用户不能编程 用户可一次编程 E P R O M ： 用户可多次编程 （紫外线擦除） E E P R O M ：用户可多次编程 （电擦除） 速度指标： 作主存、高速缓存。 F l a s hM e m o r y 7 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 （2 ）顺序存取存储器（S A M ）
6、访问时读/ 写部件按顺序查找目标地址，访问时 间与数据位置有关。 等待操作 平均等待时间 读/ 写操作 两步操作 速度指标 （m s ） 数据传输率（字节/ 秒） 8 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 （3 ）直接存取存储器（D A M ） 访问时读/ 写部件先直接指向一个小区域，再在该 区域内顺序查找。访问时间与数据位置有关。 三步操作 定位（寻道）操作 等待（旋转）操作 读/ 写操作 速度指标 平均定位（平均寻道）时间 平均等待
7、（平均旋转）时间 数据传输率 （m s ） （m s ） （位/ 秒） 9 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 3 . 按存储器在系统中的位置分类 高速缓冲存储器（C A C H E ） 主存 外存 1 0 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院 姚爱红 姚爱红姚爱红 2 0 0 62 0 0 62 0 0 6 秋季学期秋季学期秋季学期 4 . 1 . 4存储器系统的关键特性 存取时间：从存储器受到读（或写）申请命令，到 从存储器读出（或写入）信息所需的时间称为存储器 访问时间或称存取时间。 存取周期：主要针对随机存储器 数据传输率：数据传入或传出存储器的速率。 1 / T或 T N = T A + N / R
