存儲器

存儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。隨著技術的發展，CPU的速度變化迅速，但存儲器的速度增加得較慢。這使得計算機的速度在很大程度上受限于存儲器速度。為了解決這個問題，設計了各種各樣的存儲器結構。

存儲器分類

按存儲器介質分類

按存儲方式分類

按在計算機中的作用分類

存儲器的層次結構

如圖，存儲系統層次結構主要體現在緩存-主存和主存-輔存這兩個存儲層次上。
CPU和緩存、主存都能直接交換信息；緩存能直接和CPU、主存交換信息；主存可以和CPU、緩存、輔存交換信息。

緩存-主存層次

緩存-主存層次主要解決CPU和主存速度不匹配的問題。**由于緩存的速度比主存的速度高,只要將CPU近期用的信息調入緩存,CPU便可以直接從緩存中獲取信息，從而提高訪存速度。**但由于緩存的容量小，因此需不斷地將主存的內容調人緩存，使緩存中原來的信息被替換掉。主存和緩存之問的數據調動是由硬件自動完成的,對程序員是透明的。

主存-輔存層次

主存-輔存層次主要解決存儲系統的容量問題。**輔存的速度比主存的速度低,而且不能和CPU直接交換信息，但它的容量比主存大得多,可以存放大量暫時未用到的信息。**當CPU需要用到這些信息時,再將輔存的內容調人主存,供CPU直接訪問。主存利輔存之間的數據調動是由硬件和操作系統共同完成的。

主存儲器

概述

主存儲器的結構如圖：

MAR與地址總線相連，保存了我們要訪問的存儲單元的地址。必須經過譯碼器譯碼后才能訪問到相應的存儲單元。 MDR保存了我們要讀出或寫入的數據。讀寫操作通過控制電路進行控制，進行寫入操作時就把MDR中的數據讀出存入到MAR中指定的存儲單元，讀出操作就將指定存儲單元中的數據存入到MDR中。
驅動器、譯碼器和讀寫電路均制作在存儲芯片中，MAR和MDR制作在CPU芯片內。

主存和CPU的關系如圖：

當要從存儲器讀出某一信息字時，首先由CPU將該字的地址送到MAR,經地址總線送至主存,然后發出讀命令。主存接到讀命令后,得知需將該地址單元的內容讀出,便完成讀操作,將該單元的內容讀至數據總線上，至于該信息由MDR送至什么地方,這已不是主存的任務,而是由CPU決定的。
若要向主存存入一個信息字時，首先CPU將該字所在主存單元的地址經MAR送到地址總線,并將信息字送入MDR,然后向主存發出寫命令,主存接到寫命令后,便將數據線上的信息寫人到對應地址線指出的主存單元巾。

主存中存儲單元地址的分配
主存各存儲單元的控件位置是由單元地址號來表示的，而地址總線是用來指出存儲單元地地址號的，根據該地址可讀出或寫入一個存儲字。
主存的技術指標：

存儲容量

存儲速度

存儲器帶寬 單位時間內存儲器存取的信息量。

半導體存儲芯片簡介

譯碼驅動能把地址總線送來的地址信號翻譯成對應存儲單元的選擇信號，該信號在讀/寫電路的配合下完成對被選中單元的讀/寫操作。讀/寫電路包括讀出放大器和寫人電躋,用來完成讀/寫操作。有儲芯片通過地址總線、數據總線和控制總線與外部連接。
地址線是單向輸人的,其位數與芯片容量有關。數據線是雙向的(有的芯片可用成對出現的數據線分別作為輸入或輸出,其位數與芯片可讀出或寫人的數據位數有關。數據線的位數與芯片容量有關。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理学习笔记————存储器（一） 存储器分类的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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