1、第4章 存储系统4.1存储器概述4.1.1存储器的主要性能指标 存储器评价的主要标准是大容量、高速度和低价格。存储器的容量是指存储器能容纳的二进制信息总量，通常用字节表示。常用的单位有字节B（Byte），千字节KB(Kilo Byte)，兆字节MB（Mega Byte），吉字节GB（Giga Byte）。1KB=210B，1MB=220B，1GB=230B。4.1.1存储器的主要性能指标 存储器的速度可用存取时间、存储周期和存储器带宽来描述（1）存取时间是从存储器接到读命令起，到信息被送到存储器输出端总线上所需的时间。存取时间取决于存储介质的物理特性及使用的读出机构的特性。（2）存储周期是存储
2、器进行一次完整的读写操作所需要的全部时间，也就是存储器进行连续两次读写操作所允许的最短间隔时间。存储周期往往比存取时间大，因为存储器读或写操作后，总会有一段恢复内部状态的恢复时间。存储周期的单位常采用us或ns(毫微秒)。（3）存储器的带宽表示存储器单位时间内可读写的字节数（或二进制的位数），又称为数据传输率。4.1.1存储器的主要性能指标 存储器的价格可用总价格或每位价格来表示。存储器的成本包括存储单元本身的成本和完成读写操作必需的外围电路的成本。4.1.2存储器分类（1）按存储元件分类：用半导体器件构成的存储器称半导体存储器，采用半导体器件的导通(有电流)或者截止(无电流)表示数据0或1；
3、磁性材料存储器主要是磁芯存储器和磁表面存储器，后者又分为磁盘存储器和磁带存储器，采用磁性材料的不同磁性方向表示数据0或1；光介质存储器一般做成光盘，利用光盘表面对极细的激光束的反射程度来区别存0还是存1。4.1.2存储器分类（2）按存取方式分类：1）顺序存取存储器(Sequentially Addressed Memory，SAM)：存储器中的信息顺序存放或读出，其存取时间取决于信息存放位置。磁带是典型的顺序存取存储器，读取磁带上的数据时，只能沿着磁带顺序逐块查找。2）随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)：这类存储器可以在任一时刻按地址访问存储器中任一个存储单元，
4、而且访问时间与地址无关，都是一个存取周期。半导体存储器一般属于这类存储器。3）直接存取存储器(Direct Addressed Memory，DAM)：此类存储器存取信息时，首先选取需要存取的信息所在的区域，然后用顺序方式存取。磁盘属于直接存储器，它对磁道的寻址是随机的，在磁道上寻找扇区时采用顺序寻址。4.1.2存储器分类（3）按工作方式分：1）读写存储器（Read/Write Storage，RWS）：这类存储器既能存入数据也能从中读出数据。2）只读存储器(ROM)：在正常读写操作下这类存储器的内容只能读出而不能写入。4.1.2存储器分类（4）按存储器在计算机中的功能分类 1）高速缓冲存储器
5、(Cache)：计算机系统中的高速小容量存储器，接近CPU的工作速度，用来临时存放指令和数据，一般由双极型半导体组成。2）主存储器：主存储器是计算机系统中的重要部件，用来存放计算机运行时的大量程序和数据，主存储器一般由MOS半导体存储器构成，比高速缓冲存储器的容量大。CPU能够直接访问的存储器称内存储器，高速缓存和主存都是内存储器。3）辅助存储器:辅助存储器又称外存储器。外存储器主要由磁表面存储器，光存储器组成。外存储器的特点是容量大。4.1.2存储器分类 现代计算机中，把各种不同容量和不同存取速度的存储器按一定的结构有机地组织在一起，程序和数据按不同的层次存放在各级存储器中，使整个存储系统具有较好的速度、容量和价格等方面的综合性能指标。存储系统层次结构由三类存储器构成。主存和辅存构成一个层次，高速缓存(Cache)和主存构成另一个层次。如图4-1所示。“高速缓存主存”这个层次主要解决存储器的速度问题。“主存辅存”层次主要解决存储器的容量问题。
