第四章 存储器
Ⅰ.存储器的分类
1.按存储介质分类：存储介质主要有半导体器件，磁性材料和光盘等
- 半导体存储器：存储元件由半导体器件组成的存储器，但信息易失。按材料不同可分为双极型半导体存储器和MOS半导体存储器，前者高速，后者高集成度，制造简单，成本低廉，功耗小，被广泛应用。
- 磁表面存储器：在金属或塑料基体的表面上涂一层磁性材料作为记录介质，工作时磁层随载磁体高速运转，用磁头在磁层上进行读/写操作。按载磁体形状的不同，分为磁盘，磁带和磁鼓，非易失性。
- 磁芯存储器：磁芯由硬磁材料做成的环状元件，在磁芯中穿有驱动线和读出线，便于读/写操作，磁芯属于磁性材料，不易失
- 光盘存储器：应用激光在记录介质上进行读/写的存储器，非易失
2.按存取方式分类
- 随机存储器（RAM）：RAM是一种可读/写存储器
- 只读存储器（ROM）
- 串行访问存储器：对存储单元进行读/写操作时，需按其物理位置的先后顺序寻找地址
3.按在计算机系统中的作用不同，存储器主要分为主存储器，辅助存储器，缓冲存储器
Ⅱ.存储器的层次结构
存储器有3个主要性能指标：速度，容量和每位价格。
存储系统层次结构主要体现在缓存-主存和主存-辅存这两个存储层次上
缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题
主存-辅存层次主要解决存储系统的容量问题
Ⅲ.主存储器
1.主存的技术指标：存储容量和存储速度
- 存储容量：指主存能存放二进制代码的总位数，即存储容量=存储单元个数×存储字长
它的容量也可以用字节总数来表示，即存储容量=存储单元个数×存储字长/8 - 存储速度：由存取时间和存取周期来表示
2.半导体存储芯片：通过地址总线，数据总线和控制总线与外部连接
- 地址线是单向输入的，其位数与芯片容量有关
- 数据线是双向的，其位数与芯片可读出或写入的数据位数有关，数据线的位数与芯片容量有关
- 地址线和数据线的位数共同反映存储芯片的容量。如地址线10根，数据线4根，则芯片容量为2^10×4=4K位。
- 控制线又要有读/写控制线与片选线两种，前者决定芯片进行读/写操作，后者用来选择存储芯片
Ⅳ.随机存取存储器
按其存储信息的原理不同，分为静态RAM和动态RAM
两者比较：
①在同样大小的芯片中,动态RAM的集成度远高于静态RAM,如动态RAM的基本单元电路为一-个MOS管,静态RAM的基本单元电路可为4~6个MOS管。
②动态RAM行、列地址按先后顺序输送,减少了芯片引脚,封装尺寸也减少。
③动态RAM的功耗比静态RAM小。
④动态RAM的价格比静态RAM的价格便宜。。
Ⅴ.存储器与CPU的连接♥♥♥
1.存储容量的扩展：位扩展和字扩展
- 位扩展：增加存储字长，如2片1K×4位的芯片可组成1K×8位的存储器（并联）
- 字扩展：增加存储器字的数量，如2片1K×8位的芯片可组成2K×8位的存储器（串联）
- 字，位扩展：既增加存储字的数量，又增加存储字长
提高访存速度的措施：
- 寻找高速元件
- 采用层次结构
- 调整主存的结构
Ⅵ.高速缓冲存储器
Ⅶ.辅助存储器
辅助存储器简称外存，如硬磁盘，软磁盘，磁带和光盘等，前三种属于磁表面存储器