计算机组成原理 第5章存储器 -SRAM/DRAM原理、主存系统构建 唐本第四章$4.1，$4.2 COD5$5.2,A.9 llxx@ustc.edu.cn
计算机组成原理 第5章 存储器 -SRAM/DRAM原理、主存系统构建 唐本第四章$4.1，$4.2 COD5 $5.2，A.9 llxx@ustc.edu.cn
本章内容（唐本） ·4.1概述 一分类，指标 ·4.2主存储器 寄存器 -SRAM/DRAM devices 缓存 一主存系统组成 主存 兹盘 一提高访存性能 磁带 4r4" 。4.3高速缓冲存储器 ·4.4辅助存储器 ne包
本章内容（唐本） • 4.1 概述 – 分类，指标 • 4.2 主存储器 – SRAM/DRAM devices –主存系统组成 –提高访存性能 • 4.3 高速缓冲存储器 • 4.4 辅助存储器 寄存器 缓存 主存 磁盘 磁带
分类 USTC ·按存储介质 ·半导体存储器， 磁表面存储器，磁芯存储器，」 光盘存储器 按存取方式(read/write、load/store、 access) ·内存 (memory,main/primary/internal memory) -随机存储器RAM(Random Access Memory) -只读存储器ROM(Read-Only Memory) ·外存(storage,Auxiliary/External/secondary memory) 串行访问存储器，直接访问存储器 按工作机制：存储技术，同步方式 SRAM,DRAM,SDRAM,DDR SDRAM,Flash (EEPROM) 按系统地位 一主存 （内存）、辅存（外存）、纟 缓存(Cache) 一在线 (online)、离线(offline) N线夜
分类 • 按存储介质 • 半导体存储器，磁表面存储器，磁芯存储器，光盘存储器 • 按存取方式（read/write、load/store、access） • 内存（memory， main/primary/internal memory） – 随机存储器RAM（Random Access Memory） – 只读存储器ROM（Read-Only Memory） • 外存（storage，Auxiliary/External/secondary memory） – 串行访问存储器，直接访问存储器 • 按工作机制：存储技术，同步方式 – SRAM，DRAM，SDRAM，DDR SDRAM，Flash（EEPROM） • 按系统地位 – 主存（内存）、辅存（外存）、缓存（Cache） – 在线（online）、离线（offline）
存储器的分类一按存储介质 USTC 半导体存储器 一半导体器件组成，超大规模集成电路芯片 优点：体积小，功耗低，存取时间短 一缺点：电源消失，所存信息也随即丢失，属于一种易失性(Volatile) 两类：双极型 (TTL)半导体存储器，速度高；MOS半导体存储器， 集成度高且制造简单、成本低廉、功耗小，广泛应用。 磁表面存储器 一在金属或塑料基体的表面涂上一层磁性材料作为记录介质。 按载磁体形状的不同，分为磁盘、磁带和磁鼓。 光盘存储器 光盘存储器是应用激光在记录介质（如磁光材料等）上进行读写的存 储器，具有非易失性的特点。 一光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强等优良特点
存储器的分类—按存储介质 • 半导体存储器 – 半导体器件组成，超大规模集成电路芯片 – 优点：体积小，功耗低，存取时间短 – 缺点：电源消失，所存信息也随即丢失，属于一种易失性（Volatile） – 两类：双极型（TTL）半导体存储器，速度高；MOS半导体存储器， 集成度高且制造简单、成本低廉、功耗小，广泛应用。 • 磁表面存储器 – 在金属或塑料基体的表面涂上一层磁性材料作为记录介质。 – 按载磁体形状的不同，分为磁盘、磁带和磁鼓。 • 光盘存储器 – 光盘存储器是应用激光在记录介质（如磁光材料等）上进行读写的存 储器，具有非易失性的特点。 – 光盘记录密度高、耐用性好、可靠性高和可互换性强等优良特点
存储器的分类一按存储介质 USTC 磁芯存储器 (Core memory) 磁芯是使用硬磁材料做成的环状元件，在磁心中穿有驱动线（通电流） 和读出 线，这样便可以进行读写操作（访问时间：10s) 磁芯属于磁性材料，非易失性(Non-Volatile) ·阿波罗飞船AGC使用：体积庞大、工艺复杂(by hand)且功耗大，i 已弃用 Drive Line Sense Line Magnetic Flux 3 OF THE 192 16 SENSE LINES 2 12●RDS SET/RESET LINE INHIBIT LINES 3
存储器的分类—按存储介质 • 磁芯存储器（Core memory） – 磁芯是使用硬磁材料做成的环状元件，在磁心中穿有驱动线（通电流）和读出 线，这样便可以进行读写操作（访问时间：10ms） – 磁芯属于磁性材料，非易失性（Non-Volatile） – 阿波罗飞船AGC使用：体积庞大、工艺复杂（by hand）且功耗大，已弃用
Magnetic drum storage(1932发明) 磁头与鼓筒表面保持微小而恒定的间隙(0.02~以 下)并沿鼓筒轴线均匀排列 ·BM650系列计算机中的主存储器，1953~1962 磁鼓长12英寸，12500转/S,每支可以保存1万个字符( 不到10K
Magnetic drum storage（1932发明） • 磁头与鼓筒表面保持微小而恒定的间隙(0.02~以 下)并沿鼓筒轴线均匀排列 • IBM 650系列计算机中的主存储器，1953～1962 – 磁鼓长12英寸，12500转/S，每支可以保存1万个字符( 不到10K)
存储器的分类一按存取方式 USTC 随机存储器RAM(Random Access Memory) 一存储器中任何存储单元的内容都能随机存取 ·存取时间与存储单元的物理位置无关。 如主存储器 由于存取原理的不同，又分为静态RAM和动态 RAM. ·SRAM以触发器原理寄存信息 。 DRAM以电容充放电原理寄存信息 ·SDRAM? ·SSRAM? DRAM was patented in 1968 by Robert Dennard at IBM
存储器的分类—按存取方式 • 随机存储器RAM（Random Access Memory） – 存储器中任何存储单元的内容都能随机存取 • 存取时间与存储单元的物理位置无关。 • 如主存储器 – 由于存取原理的不同，又分为静态RAM和动态 RAM。 • SRAM以触发器原理寄存信息 • DRAM以电容充放电原理寄存信息 • SDRAM? • SSRAM? – DRAM was patented in 1968 by Robert Dennard at IBM
存储器的分类一按存取方式 USTC 只读存储器ROM(Read Access Memory) 一 只能对其存储的内容读出，不能对其重新写入的存储 器。 -掩模型只读存储器MROM(Masked ROM) 采用掩模工艺，把原始信息记录在芯片中，一旦制成就无法更 改。 ·可编程只读存储器PROM(Programmable ROM) 可擦除可编程只读存储器EPROM(Erasable Programmable ROM) -1 电可擦除可编程的只读存储器EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) -快擦型存储器Flash Memory ·在线编程，速度比EEPROM要快得多
存储器的分类—按存取方式 • 只读存储器ROM（Read Access Memory） – 只能对其存储的内容读出，不能对其重新写入的存储 器。 – 掩模型只读存储器MROM（Masked ROM） • 采用掩模工艺，把原始信息记录在芯片中，一旦制成就无法更 改。 • 可编程只读存储器PROM（Programmable ROM） – 可擦除可编程只读存储器EPROM（Erasable Programmable ROM） – 电可擦除可编程的只读存储器EEPROM（Electrically Erasable Programmable ROM） – 快擦型存储器Flash Memory • 在线编程，速度比EEPROM要快得多
存储器的分类一按存取方式 ·串行访问存储器 一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，则这种存储器叫做串行 访问存储器。如磁带。也叫顺序存取存储器。 直接存取存储器。 一如磁盘 磁盘
存储器的分类—按存取方式 • 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，则这种存储器叫做串行 访问存储器。如磁带。也叫顺序存取存储器。 • 直接存取存储器。 – 如磁盘 磁盘
存储器分美 静态RAM(SRAM) 随机存储器（RAM) 动态RAM(DRAM) 主存储器 掩模式ROM 可编程式PROM 只读存储器（ROM) 可擦写式EPROM 电擦写式EEPROM 存储器 缓冲存储器 磁盘 辅存储器 磁带 存储器 目前主要应用 光盘 SRAM Cache DRAM 计算机主存储器（内存 ROM 快擦型存储器Flash Memory 固定程序，微程序控制器存储器 PROM 用户自编程序，用于工业控制机或电器中 EPROM 用户编写并修改程序或产品试制阶段编程序 E2PROM IC卡存储器 Flash Memory 固态盘（优盘）、IC卡
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