存储器是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。
计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。

存储器分为:

  • 寄存器
  • Cache(高速缓冲存储器)
  • 主存储器
  • 辅存储器

一、存储器的存储方式

存取方式读/写装置数据块标志访问特性代表
顺序存取共享读/写装置特定线性顺序磁带
直接存取共享读/写装置数据分块,每块一个唯一标志可直接移到特定数据块磁盘
随机存取每个可寻址单元专有读/写装置每个可寻址单元均有一个唯一地址随时访问任何一个存储单元主存储器
相联存取(属随机存取)每个可寻址单元专有读/写装置每个可寻址单元均有一个唯一地址根据内容而非地址来选择读写点Cache

二、存储器的性能

  • 存取时间:对于随机存取而言,就是完成一次读/写所花的时间;对非随机存取,就是将读/写装置移动到目的位置所花的时间。
  • 存储器带宽:每秒能访问的位数。通常存储器周期是纳秒级(ns)。
    • 计算公式:1/存储器周期×每周期可访问的字节数。
  • 数据传输率:每秒输入/输出的数据位数。对于随机存取而言,传输率R=1/存储器周期。

例:存储器周期是200ns,每个周期可访问4B,则带宽为:

1s/200ns×(4Bx8)=160Mbps

例:地址编号从80000H到BFFFFH且按字节编址的内存容量为多少KB,若用16K*4bit的存储芯片够成该内存,共需多少片?

BFFFFH-80000H+1=40000H
40000H=(262144)10
262144字节=256KB
(256×1024×8bit)/(16×1024×4bit)=32

三、主存储器

1、主存储器的种类

(1)RAM:随机存储器,可读/写,只能暂存数据,断电后数据丢失。

  • SRAM:静态随机存储器,在不断电时信息能够一直保持,读写速度快,生产成本高,多用于容量较小的高速缓冲存储器。
  • DRAM:动态随机存储器,需要定时刷新以维持信息不丢失,读写速度较慢,集成度高,生产成本低,多用于容量较大的主存储器。

(2)ROM:只读存储器,出厂前用掩膜技术写入,常用于存放BIOS和微程序控制。

(3)PROM:可编程ROM,只能够一次写入,需用特殊电子设备进行写入。

(4)EPROM:可擦除的PROM,用某种方法可擦去信息,可写入多次。

(5)E2PROM:电可擦除EPROM,可以写入,但速度慢。

(6)闪速存储器(Flash Memory):其特性介于EPROM与E2PROM之间。但不能进行字节级别的删除操作。

(7)CAM(相联存储器):CAM是一种特殊的存储器,是一种基于数据内容进行访问的存储设备。其速度比基于地址进行读写的方式要快。

2、主存储器的组成

实际的存储器是由一片或多片存储器配以控制电路构成。其容量为W x B,W是存储单元( word,字)的数量,B表示每个word由多少bit(位)组成。如果某一芯片规格为w x b,则组成WxB的存储器需要用(W/w)×(B/b)个芯片。

3、主存储器的地址编码

主存储器(内存)采用随机存取方式,需对每个数据块进行编码,而在主存储器中,数据块是以word为单位来标识的,即每个字一个地址,通常采用十六进制表示。

例:按字节编址,地址从A4000H—CBFFFH。则表示有(CBFFFA4000)+1字节,即28000H字节,也就是163840字节,等于160KB。

例:内存按字节编址,从A1000H到B13FFH的区域的存储容量为(65)KB

例:内存按字节编址从 B3000H 到 DABFFH 的区域,其存储容量为(159)KB。