1、第三章 存储系统3.1 存储器概述3.2 随机读写存储器3.3 只读存储器和闪速存储器3.4 高速存储器3.5 cache存储器3.6 虚拟存储器 3.7 存储保护 3.1 存储器概述 3.1.1 存储器分类 存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个 CMOS晶体管或磁性材料的 存储元 ，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个 存储单元 ，然后再由许多存储单元组成一个 存储器 。 根据存储材料的性能及使用方法不同，存储器有各种不同的分类方法 : 按存储介质分 半导体存
2、储器 ：用半导体器件组成的存储器。磁表面存储器： 用磁性材料做成的存储器。 按存储方式分 随机存储器 ：任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。顺序存储器： 只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元的物理位置有关。 按存储器的读写功能分 只读存储器 (ROM)： 存储的内容是固定不变的，只能读出而不能写入的半导体存储器。随机读写存储器 (RAM)： 既能读出又能写入的半导体存储器。 按信息的可保存性分 非永久记忆的存储器： 断电后信息即消失的存储器。永久记忆性存储器： 断电后仍能保存信息的存储器。 按在计算机系统中的作用分 根据存储器在计算机系统中所起的作用，可分
3、为 主存储器 、 辅助存储器 、 高速缓冲存储器 、控制存储器 等。3.1.2 存储器的分级结构 为了解决对存储器要求容量大，速度快，成本低三者之间的矛盾，目前通常采用 多级存储器体系结构 ，即使用 高速缓冲存储器、主存储器和外存储器 。名 称 简 称 用 途 特 点高速 缓 冲存 储 器Cache 高速存取指令和数据 存取速度快，但存 储 容量小主存 储 器 主存 存放 计 算机运行期 间的大量程序和数据存取速度 较 快，存 储 容量不大外存 储 器 外存 存放系 统 程序和大型数据文件及数据 库存 储 容量大，位成本低cache主 存磁 盘 cache磁 盘磁 带 光 盘图 3.1 存储器
4、系统的分级结构CPU 内部寄存器外存储器主存储器高速缓冲存储器3.1.3 主存储器的技术指标 主存储器的性能指标主要是： 存储容量 存取时间 存储周期 存储器带宽 字存储单元即存放一个机器字的存储单元，相应的地址称为字地址。一个机器字可以包含数个字节，所以一个存储单元也可包含数个能够单独编址的字节地址。下面列出主存储器的主要几项技术指标：指 标 含 义 表 现 单 位存 储容量在一个存 储 器中可以容 纳 的存 储单 元 总 数存 储 空 间 的大小字数，字 节 数存取时间启 动 到完成一次存 储器操作所 经历 的 时间主存的速度 ns存 储周期连续 启 动 两次操作所需 间 隔的最小 时间主存的速度 ns存 储 器带宽单 位 时间 里存 储 器所存取的信息量 ,数据 传输 速率技 术 指 标 位 /秒，字 节 /秒表 3.2 主存储器的主要几项技术指标3.2 随机读写存储器 3.2.1 SRAM存储器 1. 基本存储元 基本存储元是组成存储器的基础和核心，它用来存储一位二进制信息 0或 1。下图一个是六管 SRAM存储元的电路结构示意图。它是由两个 CMOS反相器交叉耦合而成的触发器，一个存储元存储一位二进制代码。这种电路有两个稳定的状态，并且 A， B两点的电位总是互为相反的，因此它能表示一位二进制的 1和 0。下面我们来分析说明该存储元的读写操作实现过程。
