牢科学技术学院 第三章存储系统 概述 随机读写存储器 只读存储器 高速存储器 CACHE存储器 虚拟存储器 2021年2月20日1时6分
2021年2月20日1时6分 1 2021年2月20日1时6分 第三章 存储系统 • 概述 • 随机读写存储器 • 只读存储器 • 高速存储器 • CACHE存储器 • 虚拟存储器
牢科学技术学院 概述—基本概念 基本概念 存储元件:用一个具有两种稳定状态,并且在 定条件下状态可相互转换的物理器件来表示 二进制数码0和1,这种器件称为存储元件。 存储元:可存放1bit信息 存储单元:由若干个存储元组成一个存储单元 存储器:由若干个存储单元组成了存储器。 2021年2月20日1时6分 2
2021年2月20日1时6分 2 2021年2月20日1时6分 概述——基本概念 • 基本概念 • 存储元件：用一个具有两种稳定状态，并且在 一定条件下状态可相互转换的物理器件来表示 二进制数码0和1，这种器件称为存储元件。 • 存储元：可存放1bit信息。 • 存储单元：由若干个存储元组成一个存储单元。 • 存储器：由若干个存储单元组成了存储器
牢科学技术学院 概述存储器分类 存储器分类 按存储介质分 按存取方式分 按存储器的读写功能分 按信息的可保性分 按在计算机系统中的作用分 2021年2月20日1时6分
2021年2月20日1时6分 3 2021年2月20日1时6分 概 述——存储器分类 • 存储器分类 – 按存储介质分 – 按存取方式分 – 按存储器的读写功能分 – 按信息的可保性分 – 按在计算机系统中的作用分
牢科学技术学院 概述—存储系统的层次结构 存储系统的层次结构 存储器系统是计算机中用于存储程序和数据 的部件,很重要。 对其要求是: 尽可能快的读写速度 尽可能大的存储容量 尽可能低的费用成本 怎样才能更好地实现这些要求呢? 2021年2月20日1时6分 4
2021年2月20日1时6分 4 2021年2月20日1时6分 概述——存储系统的层次结构 • 存储系统的层次结构 存储器系统是计算机中用于存储程序和数据 的部件，很重要。 对其要求是： 尽可能快的读写速度 尽可能大的存储容量 尽可能低的费用成本 怎样才能更好地实现这些要求呢？
牢科学技术学院 概述—存储系统的层次结构 解决方案一多级存储滁体糸结构 用生产成本与运行成本不同的存储容量 不同,读写速度不同的多种存储介质,组 成一个统一的存储器系统,使每种介质都 处于不同的地位,发挥不同的作用,充分 发挥各自在速度容量、成本方面的优势, 从而达到最优性能价格比,满足使用要求。 2021年2月20日1时6分
2021年2月20日1时6分 5 2021年2月20日1时6分 • 解决方案—多级存储器体系结构 用生产成本与运行成本不同的存储容量 不同，读写速度不同的多种存储介质，组 成一个统一的存储器系统，使每种介质都 处于不同的地位，发挥不同的作用，充分 发挥各自在速度、容量、成本方面的优势， 从而达到最优性能价格比，满足使用要求。 概述——存储系统的层次结构
牢科学技术学院 概述—存储系统的层次结构 存取速度容量成本存储成本 CPU 10ns 512B 1800(美分/KB) 缓存20-40ns128KB 72 主存60~100ns512MB 5.6 虚存10-20ms60-228GB0.23 后援2~20M512GB-2TB0.01 若能使cPU大半部分时间访向问高速缓存,只在从缓存中读不到时才从主 存中去读,当从主存中还读不到时才去成批量读虚存 此时cPU转去完成一点其它处理而不是空闲等待,以提高运行效率。 2021年2月20日1时6分 6
2021年2月20日1时6分 6 2021年2月20日1时6分 存取速度 容量成本 存储成本 CPU 10ns 512B 1800 (美分/KB) 缓存 20~40ns 128KB 72 主存 60~100ns 512MB 5.6 虚存 10~20ms 60~228GB 0.23 后援 2~20M 512GB~2TB 0.01 若能使CPU大半部分时间访问高速缓存，只在从缓存中读不到时才从主 存中去读，当从主存中还读不到时才去成批量读虚存， 此时 CPU 转去完成一点其它处理而不是空闲等待，以提高运行效率。 概述——存储系统的层次结构
牢科学技术学院 概柔 存储系统的廣次构 层次间应满足的原则 致性原则: 处在不同层次的同一个信息应保持相同的值。 2.包含性原则: 处在内层的信息一定被包含在其外层的存储 器中,反之则不成立,即内层存储器的全部信 息,是其相邻外层信息的一部分的复制品 2021年2月20日1时6分
2021年2月20日1时6分 7 2021年2月20日1时6分 1. 一致性原则： 处在不同层次的同一个信息应保持相同的值。 2. 包含性原则： 处在内层的信息一定被包含在其外层的存储 器中，反之则不成立，即内层存储器的全部信 息，是其相邻外层信息的一部分的复制品 。 •层次间应满足的原则 概述——存储系统的层次结构
牢科学技术学院 概述—存储系统的层次结构 CPU 计算机存储 系统的层次结构 Cache 硬件 Memo 辅存 软件、硬件 虚拟存储器 2021年2月20日1时6分 8
2021年2月20日1时6分 8 2021年2月20日1时6分 概述——存储系统的层次结构 CPU Cache Memory 辅存 虚拟存储器 软 件 、 硬 件 硬 件 计算机存储 系统的层次结构
牢科学技术学院 概述—数据存放顺序 存放一个机器字的存储单元,称为字存 储单元。相应的单元地址为字地址。 2.存放一个字节的单元,称为字节单元 相应的地址称为字节地址。 2021年2月20日1时6分 9
2021年2月20日1时6分 9 2021年2月20日1时6分 概述——数据存放顺序 1. 存放一个机器字的存储单元，称为字存 储单元。相应的单元地址为字地址。 2. 存放一个字节的单元，称为字节单元。 相应的地址称为字节地址
牢科学技术学院 概述—数据存放顺序 个16位二进制的字存储单元可存放两 个字节,可以按字地址寻址,也可以按 字节地址寻址。 数据在存储器中的存放顺序 低端方式:低对低,高对高 高字节存放在高地址,低字节存放在低地址 高端方式: 2021年2月20日1时6分
2021年2月20日1时6分 10 2021年2月20日1时6分 概述——数据存放顺序 • 一个16位二进制的字存储单元可存放两 个字节，可以按字地址寻址，也可以按 字节地址寻址。 • 数据在存储器中的存放顺序 – 低端方式：低对低，高对高 高字节存放在高地址，低字节存放在低地址 – 高端方式：