《计算机组成原理》课程教学课件（PPT讲稿）第5章 存储系统

第5章存储系统（书中第3章） 教学内容： 存储器的基本原理和特征、运用半导体存储芯 片组成主存储器的一般原则和方法以及提高存储 器性能的技术。 教学重点难点： 存储器与CPU的连接；高速存储器；存储器层次 工作原理；CACHE存储器；虚拟存储器*

第5章存储系统(书中第3章) 教学内容: 存储器的基本原理和特征、运用半导体存储芯 片组成主存储器的一般原则和方法以及提高存储 器性能的技术。 教学重点\难点: 存储器与CPU的连接;高速存储器;存储器层次 工作原理; CACHE存储器;虚拟存储器*

第1节存储器概述 第2节RAM 第3节ROM和FLASH ROM -附应用系统中的存储器设计（结合书 中例子) 第4节高速存储器 第5节CACHE存储器 *第6节虚拟存储器

第1节存储器概述 第2节 RAM 第3节 ROM和 FLASH ROM -附应用系统中的存储器设计(结合书 中例子) 第4节 高速存储器 第5节 CACHE存储器 *第6节 虚拟存储器

第1节存储器概述 一、存储器的分类 二、存储的分级结构 三、主存储器的技术指标

第1节存储器概述 一、存储器的分类 二、存储的分级结构 三、主存储器的技术指标

一、存储器的分类 存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据 存储位元（存储1位信息存储单位）、存储单元、存储器 (1)按存储介质分 半导体存储器：半导体器件组成的存储器 磁表面存储器：磁性材料做成的存储器 (2)按存储方式分 随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机 存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时 间和存储单元的物理位置有关

存储位元（存储1位信息存储单位）、存储单元、存储器 一、存储器的分类 （1）按存储介质分 半导体存储器：半导体器件组成的存储器 磁表面存储器：磁性材料做成的存储器 （2）按存储方式分 随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机 存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时 间和存储单元的物理位置有关 存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据

(3)按存储器的读写功能分（存储内容可变性） 只读存储器ROM):存储的内容是固定不变的， 只能读出而不能写入的半导体存储器。 随机读写存储器RAM):既能读出又能写入的 半导体存储器。 (4)按信息的可保存性分（信息易失性） 非永久记忆的存储器：断电后信息即消失的存 储器。 永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存 储器。 (5)按在计算机系统中的作用分 根据存储器在计算机系统中所起的作用，可 分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控 制存储器等

（3）按存储器的读写功能分(存储内容可变性) 只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的， 只能读出而不能写入的半导体存储器。 随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的 半导体存储器。 （4）按信息的可保存性分(信息易失性) 非永久记忆的存储器：断电后信息即消失的存 储器。 永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存 储器。 （5）按在计算机系统中的作用分 根据存储器在计算机系统中所起的作用，可 分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控 制存储器等

二、存储的分级结构 目标：容量大、速度快、成本低 CPU 寄存器 Cache 内 Cache 主板 主存储器 内 主板 磁盘 光盘 外 磁带 离线 存储系统的分级结构

二、存储的分级结构 存储系统的分级结构 目标：容量大、速度快、成本低

分层存储器系统之间的连接关系 将要或正在处理海最（硬盘、 正在处理的程序和数据 的程序和数据 软盘、光盘) CPU Cache 主存 辅存 寄存器 容层有限) 辅助硬件 0S软件

分层存储器系统之间的连接关系 寄存器

三、主存的技术指标： 存储容量：存储单元总数 存取时间：从启动一次存储器操作到完成该操作所 经历的时间。 存取周期：连续启动两次操作所需的最小间隔时间 存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量， 是衡量数据传输速率的重要指标。(Bit/s,Byte/s)

三、主存的技术指标： 存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽 存储容量：存储单元总数 存取时间：从启动一次存储器操作到完成该操作所 经历的时间。 存取周期：连续启动两次操作所需的最小间隔时间 存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量， 是衡量数据传输速率的重要指标。（Bit/s,Byte/s）

第2节RAM 一、SRAM(静态RAM 二、DRAM(动态RAM)

第2节 RAM 一、SRAM(静态RAM) 二、DRAM（动态RAM）

一、SRAM(静态RAM 1存储位元x地址译码线 存储元内部 T6 结构 T5 0/1 T7 T8 (I/0) 接Y地址译玛线 (1/0) 图3.2六管静态存储元电贸 T作过程演示

一、SRAM(静态RAM) 存储元内部 结构 0/1 1 存储位元