东南大学：《计算机组成原理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 存储系统、第五章 指令系统、第六章 中央处理机组织

第4章存储系统 ●存储器是计算机系统的重要组成部分,用它来存放 程序和数据。 。有了存储器,计算机就具有记忆能力,因而能自动地 进行操作。 ●存储系统由存放程序和数据的各类存储设备及有关 的软件所构成

第4章 存储系统 ● 存储器是计算机系统的重要组成部分，用它来存放 程序和数据。 ● 存储系统由存放程序和数据的各类存储设备及有关 的软件所构成。 • 有了存储器，计算机就具有记忆能力，因而能自动地 进行操作

4.1存储器概述 4.1.1存储器的主要性能指标 ◆评价存储器特性的主要标准是大容量、高速度和低 价格。 存储器的容量指它能存放的二进制位数或字(字节) 数 存储器的速度可用访问时间、存储周期或频宽来描述

4.1 存储器概述 4.1.1 存储器的主要性能指标 ◆ 评价存储器特性的主要标准是大容量、高速度和低 价格。 • 存储器的容量指它能存放的二进制位数或字（字节） 数； • 存储器的速度可用访问时间、存储周期或频宽来描述

▲访间时间一般用读出时间TA及写入时间Tw 来描述。 T是从存储器接到读命令以后至信息被送到 数据总线上所需的时间。 Tw是将一个字写入存储器所需的时间。 ▲存取周期是存储器进行一次完整的读写操作所需要 的全部时间; 存储器进行连续读写操作所允许的最短间隔时间。 存取周期用T表示,它直接关系到计算机的运算 速度。 般有TM>TA、TM>Tw,TM的单位常采用微秒 或毫微秒

• TW是将一个字写入存储器所需的时间。 ▲ 访问时间一般用读出时间TA及写入时间TW 来描述。 • TA是从存储器接到读命令以后至信息被送到 数据总线上所需的时间。 ▲ 存取周期是存储器进行一次完整的读写操作所需要 的全部时间； • 存储器进行连续读写操作所允许的最短间隔时间。 • 存取周期用TM表示，它直接关系到计算机的运算 速度。 一般有 TM >TA 、 TM >TW ，TM的单位常采用微秒 或毫微秒

▲存储器的频宽B表示存储器被连续访问时, 可以提供的数据传送速率; 常用每秒钟传送信息的位数(或字节数) 来衡量。 ▲存储器的价格可用总价格C或每位价格c来表示,若 存储器按位计算的容量为S; 则:c=C/S

▲ 存储器的频宽B表示存储器被连续访问时， 可以提供的数据传送速率； • 常用每秒钟传送信息的位数（或字节数） 来衡量。 ▲ 存储器的价格可用总价格C或每位价格c来表示，若 存储器按位计算的容量为S； • 则:c=C/S

4.1.2存储器分类 1.按存储元件分类 存储元件必须具有两个截然不同的物理状态, 才能被用来表示二进制代码“0和1” 半导体存储器 磁性材料存储器 光介质存储器

4.1.2 存储器分类 1. 按存储元件分类 • 存储元件必须具有两个截然不同的物理状态， 才能被用来表示二进制代码“0和1”。 • 半导体存储器 • 磁性材料存储器 • 光介质存储器

2.按存取方式分类 (1)顺序存取存储器(SAM) 这类存储器的特点是信息顺序存放或读出,其存取时 间取决于信息存放位置。 。它不按字单元编址,而以记录块为单位编址。 磁带存储器就是一种顺序存储器,它的最大优点是存 储容量大,缺点则是存取速度慢

2. 按存取方式分类 (1) 顺序存取存储器（SAM） • 这类存储器的特点是信息顺序存放或读出，其存取时 间取决于信息存放位置。 • 它不按字单元编址，而以记录块为单位编址。 • 磁带存储器就是一种顺序存储器，它的最大优点是存 储容量大，缺点则是存取速度慢

(2)随机存取存储器(RAM) 这类存储器的特点是CPU或ⅣO设备在任 时刻都可按地址访问其任一个存储单元, 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(DAM) 此类存储器的存取方式介于RAM和SAM之间,先选 取需要存取信息所在的区域,然后用顺序方式存取。 磁盘就是先寻找信息所在的扇区,然后再顺序存取信 息,此类存储器的容量也比较大,速度则介于SAM和 RAM之中,主要用作辅存

(2) 随机存取存储器（RAM） • 这类存储器的特点是CPU或I/O设备在任一 时刻都可按地址访问其任一个存储单元， 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（DAM） • 此类存储器的存取方式介于RAM和SAM之间，先选 取需要存取信息所在的区域，然后用顺序方式存取。 • 磁盘就是先寻找信息所在的扇区，然后再顺序存取信 息，此类存储器的容量也比较大，速度则介于SAM和 RAM之中，主要用作辅存

(4)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。 。有的ROM位于主存中特定区域(如 IBM-PO机中 ROM BIOS)其访问方式和RAM一样按地址访问; 也有的ROM用作辅存,采用顺序访问方式,例如 CDRON

(4) 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。 • 有的ROM位于主存中特定区域（如IBM-PC机中 ROM BIOS）其访问方式和RAM一样按地址访问； • 也有的ROM用作辅存，采用顺序访问方式，例如 CDROM

3.按存储器在计算机中的功能分类 (1)高速缓冲存储器( Cache) 目前由双极型半导体组成,构成计算机系统中的一个 高速小容量存储器。 其存取速度能接近CPU的工作速度,用来临时存放指 令和数据。 (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,主存储器目前一般用 MOS半导体存储器构成

3. 按存储器在计算机中的功能分类 (1) 高速缓冲存储器（Cache） • 目前由双极型半导体组成，构成计算机系统中的一个 高速小容量存储器。 • 其存取速度能接近CPU的工作速度，用来临时存放指 令和数据。 (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，主存储器目前一般用 MOS半导体存储器构成

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组成,光存储器应用已 很广泛,渐渐成为一种重要的辅助存储器 。外存储器的内容需要调入主存后才能被CPU访问。 。外存储器的特点是容量大,所以可存放大量的程序和 数据

(3) 辅助存储器 • 辅助存储器又称外存储器。 • 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。 • 外存储器的特点是容量大，所以可存放大量的程序和 数据。 • 外存储器的内容需要调入主存后才能被CPU访问。 • 外存储器主要由磁表面存储器组成，光存储器应用已 很广泛，渐渐成为一种重要的辅助存储器