第三章 存储系统
三、存儲系統
3.1 基本概念
知識總覽:
1.存儲器的層次結構
主存——輔存:解決了主存容量不夠的問題。
Cache——主存:解決了主存與CPU之間速度不匹配的問題。
2.存儲器的分類
(1)按層次進行分類
(2)按傳輸介質進行分類
半導體:主存、Cache
磁表面存儲器: 磁盤,磁帶
光存儲器
(3)按存取方式進行分類
相聯存儲器:可以按照內容檢索到存儲位置進行讀寫。
隨機存取存儲器(RAM):讀寫任何一個存儲單元所需的時間都相同,與位置無關。(內存 )
順序存取存儲器(SAM):讀寫一個存儲單元所需的時間取決于存儲單元所在的位置。(磁帶)
直接存取存儲器(DAM):既有隨機存取特性,也有順序存取特性。先直接選取信息所在區域,然后按順序方式進行存取。(機械硬盤)
順序存取存儲器和直接存取存儲器都歸為串行訪問存儲器(讀取時間和數據位置有關)。
(4)按信息的可更改性進行分類
讀寫存儲器:可讀可寫(如內存,硬盤等)
只讀存儲器:只能讀,不能寫(如電影使用的光碟)
(5)按信息的可保存性進行分類
易失性存儲器:斷電后數據消失(主存,Cache)
非易失性存儲器:斷電依然保存(磁盤、光盤)
破壞性讀出:讀出數據后要進行重寫(如DRAM芯片)
非破壞性讀出:讀出數據后原數據沒被破壞(如SRAM芯片、磁盤、光盤)
3.存儲器的性能指標
存儲容量:存儲字數 x 存儲字長(如 1M x 8位 )。
MAR反映存儲字數,MDR反映了存儲字長。
單位成本:每位價格 = 總成本/總容量(某條內存條價格為259,容量為8GB,則單位成本 = 259 / (8*8) )。
存儲速度:數據傳輸率 = 數據的寬度/存儲周期
存取時間:存取時間 + 恢復時間 = 存取周期,計算機進行一次讀寫操作后需要一段恢復時間才能進行下一次的讀寫操作。
主存帶寬:就是上面的數據傳輸率,表示每秒從主存進出信息的最大數量,單位為字/秒,字節/秒,位/秒。
3.2主存儲器
3.2.1主存儲器的基本組成
知識總覽:
(1)存儲體
存儲體由多個存儲單元構成,每個存儲單元由多個存儲元構成。
存儲元:能夠存儲一位比特。
電容:存儲電荷,有電壓差表示比特1,無電壓差表示比特0。
MOS管:一個電控開關,當輸入電壓到達某個閥值時,MOS管就可以接通,電容中的電荷就可以跑出來。(相當于一個電路的開關)
將多個存儲元組合起來就構成了存儲單元,同個存儲單元的存儲元共用一根MOS管。
將多個存儲單元組合起來就構成了存儲體。
總結
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