存储器概述
存储器分级结构
目前存储器的特点是：
- 速度快的存储器价格贵，容量小；
- 价格低的存储器速度慢，容量大。
在计算机存储器体系结构设计时，我们希望存储器系统的性能高、价格低，那么在存储器系统设计时，应当在存储器容量，速度和价格方面的因素作折中考虑，建立了分层次的存储器体系结构。
依据： 程序局部性原理
程序的局部性原理
在某一段时间内频繁访问某一局部的存储器地址空间，而对此范围之外的地址空间很少访问的现象。
分类
- 时间局部性：最近被访问的信息很可能还要被访问。
- 空间局部性：最近被访问的信息临近地址的信息也可能被访问
多级结构
- 高速缓冲存储器（cache/缓存）
- 主存储器（主存）
- 外存储器（外存）
高速缓冲存储器（cache/缓存）
它是计算机系统中的一个高速小容量半导体存储器。
存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。
现在的Cache 一般在处理器芯片内部。
在计算机存储系统的层次结构中，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。
主存储器（主存）
是计算机系统的主要存储器，用来存放计算机运行期间的大量程序和数据。
主存就是内存条，辅存就是硬盘，
外存储器（外存）
它是大容量辅助存储器。
分层存储器系统之间的连接关系
缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题。
主存-辅存层次主要解决存储系统的容量问题。
-
从CPU角度来看，缓存-主存这一层次速度接近于缓存，高于主存，其容量和价位却接近于主存。
-
主存-辅存这一层次，其速度接近于主存，容量接近于辅存，价位也接近于低速、廉价的辅存价位，
目的：
解决速度、容量、成本这三者的矛盾。
存储器分类
按存储介质分类
-
半导体存储器：目前广泛使用的都是半导体存储器。
用半导体器件(MOS管)组成的存储器； -
磁表面存储器：磁盘，磁带
用磁性材料(磁化作用)做成的存储器； -
光存储器：光盘（磁光材料）
按存取方式分类
-
随机存储器：存取时间和存储单元的物理位置无关；
半导体存储器 -
顺序存储器：存取时间和存储单元的物理位置有关；
磁带,光盘 -
半顺序（直接）存取：磁盘沿磁道方向顺序存取，垂直半径方向随机存取。
按存储内容可变性分类
-
只读存储器(ROM)
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；
按信息易失性分类
-
易失性存储器：断电后信息消失的存储器；
RAM -
非易失性存储器：断电后仍能保存信息的存储器；
ROM,磁性材料
按在计算机系统中的作用分类
-
主存储器
能够被CPU直接访问，速度较快，用于保存系统当前运行所需的所有程序和数据； -
辅助存储器（硬盘、光盘）
不能被CPU直接访问，速度较慢，用于保存系统中的所有的程序和数据； -
高速缓冲存储器（Cache）
能够被CPU直接访问，速度快，用于保存系统当前运行中频繁使用的程序和数据； -
控制存储器
用来存放实现全部指令系统的所有微程序。
半导体存储器的类型及性能特点
考研真题：下列各类存储器中，不采用随机存取方式的是（ ）
A．EPROM B．CDROM
C．DRAM D．SRAM
解答：B。光盘采用顺序存取方式。
存储器编址和端模式
存储单元和单元地址
-
字存储单元和字地址：
存放一个机器字的存储单元，相应的单元地址叫字地址。 -
字节存储单元和字节地址：
存放一个字节的单元，相应的地址称为字节地址。
编址方式
- 按字编址
- 按字节编址
端模式：多字节字的存储顺序问题
-
大端模式（big-endian）
字数据的高位字节存储在低地址中
字数据的低字节则存放在高地址中 -
小端模式（little-endian）
低地址中存放字数据的低字节
高地址中存放字数据的高字节
注意：
ARM支持大端模式和小端模式两种内存模式。
X86系列处理器：小端模式
存储器格式对比 举例： 0x12345678
存储器的技术指标
概念：字存储单元、字节存储单元、存储容量、存取时间、存储周期、存储器带宽
字存储单元
字节存储单元
存储容量：指一个存储器中可以容纳的二进制信息量。指存储器能存放二进制代码的总数。
存储容量=存储单元个数×存储字长（存储单元的位数）
存储容量常用字数或字节数来表示，如64KB、512KB、64MB等。