第5章 存储系统（课件）《计算机原理》同步教学（高教版）

第5章 存储系统 知识目标 掌握存储器的概念； 了解存储器的分类； 了解存储器的主要性能指标； 掌握随机存取存储器RAM的原理； 掌握只读存储器ROM的原理； 理解高速缓冲存储器； 理解虚拟存储器。 引言 存储器是计算机的记忆部件，它是计算机的重要组成部分，其功能是用来按地址存放程序和数据。有了存储器，计算机才有“记忆”功能，才能把计算机要执行的程序以及数据处理与计算的结果存储在计算机中，使计算机自动工作。 5.1 概 述 5.1.1 存储器的分类 1.按存储介质分类 ⑴半导体存储器 ⑵磁表面存储器 2.按存取方式分类 ⑴随机存取存储器RAM (Read Access Memory) ⑵只读存储器ROM (Read Only Memory) 3.按信息的可保存性分 ⑴易失性存储器 ⑵非易失性存储器 5.1 概 述 5.1.1 存储器的分类 4.按在计算机中的作用分类 按在计算机中的作用可将存储器分为内存储器（主存储器）、外存储器（辅助存储器）和缓冲存储器等，见图5-1 5.1 概 述 5.1.2 存储器的主要性能指标 衡量一个主存储器性能的指标主要是存储器的存取时间、存储容量、存储周期、可靠性、性能价格比等。 5.2 内 存 储 器 5.2.1 随机存取存储器RAM 1.静态随机存取存储器SRAM ⑴基本存储单元 ⑵存储体 ⑶地址译码器 ⑷I／O电路 ⑸片选与读／写控制电路 ⑹输出驱动电路 2．半导体存储器的组成及寻址 ⑴位扩展法 ⑵字扩展法 ⑶字位扩展法 3．半导体存储器与CPU的连接 ⑴线选方案 ⑵采用译码器连接方案 5.2 内 存 储 器 5.2.1 随机存取存储器RAM 4．半导体存储器的设计步骤 ⑴选择存储器芯片 ⑵位向(字长)芯片数量的确定 ⑶字向(容量)芯片数目的确定 ⑷对CPU总线负载能力的考虑 ⑸CPU的时序和存储器存取速度的配合 ⑹有关存储器的地址分配和选片问题 ⑺控制信专线的连接 5．动态随机存取存储器DRAM ⑴DRAM的工作原理 ①写入过程 ②读出过程 ⑵DRAM的刷新 ①集中式刷新 ②分散式刷新 ③异步式刷新 5.2.2 只读存储器ROM 只读存储器简称ROM（Read Only Memory）,它在工作过程中，只能读出信息，不能写入信息。它是由制造厂在制造过程中或由用户使用编程器事先将信息写入，所存信息一旦写入，就不能轻易地改变，只能读存储单元内容，故称为只读存储器。 5.2.2 只读存储器ROM ROM器件的特点： ①结构简单，位密度比RAM器件高。 ②具有非易失性，所以可靠性高。 ③信息只能读出，不能用通常方法写入。 5.2.2 只读存储器ROM ROM根据其中信息的设置方法不同，可以分为4种： ①掩膜型ROM或者简称ROM。 ②可编程的只读序储器PROM。 ③可擦除可编程的只读存储器EPROM。 ④可用电擦除的可编程的只读存储器EEPROM。 5.2.3 高速缓冲存储器 1．高速缓存（Cache——主存存储层次） 2．Cache存储器的基本工作原理 3．Cache存储器的基本操作 4．地址映象 ⑴直接映象 ⑵全相联映象 ⑶组相联映象 5．替换策略 ⑴先进先出策略—FIFO策略 ⑵近期最少使用策略——LRU策略 $$