1.2.2存储系统

1.存储器的层次结构

存储体系结构包括不同层次上的存储器，通过适当的硬件、软件有机地组合在一起形成计 算机的存储体系结构。现在大多数人都将高性能计算机的存储体系结构描述成图1-6所示的三层存储器层次结构。

三层存储器结构是高速缓存（Cache）、主存储器 （Main memory, MM）和辅助存储器（外存储器）。也 有人将存储器层次分为4层，即将CPU内部的寄存器 也看做是存储器的一个层次。

有一些简单的计算机没有髙速缓存，那么这样的 计算机存储体系就剩下主存和辅存两个层次。

2.存储器的分类

1）按存储器所处位置分

按存储器所处的位置，可分为内存和外存。

（1）内存。也称为主存，设在主机内或主机板上，用来存放机器当前运行所需要的程序和数据，以便向CPU提供信息。相对于外存，其特点是容量小、速度快。

（2）外存。也称为辅存，如磁盘、磁带和光盘等，用来存放当前不参加运行的大量信息，在 需要时，可把需要的信息调入内存。相对于内存，外存的容量大、速度慢。

2）按存储器的构成材料分

按构成存俾器的材料，可分为磁存储器、半导体存储器和光存储器。

（1）磁存储器。是用磁性介质做成的，如磁芯、磁泡、磁膜、磁鼓、磁带及磁盘等。

（2）半导体存储器。根据所用元件又可分为双极型和MOS型；根据数据是否需要刷新， 又可分为静态（StaticmemoryX和动态（Dynamicmemory）两类。

（3）光存储器。如光盘（OpticalDisk）存储器。

3）按存储器的工作方式分

按存储器的工作方式可分为读写存储器和只读存储器。

（1）读写存储器（RandomAccessMemory, RAM）。既能读取数据也能存入数据的存储器。

（2）只读存储器。根据数据的写入方式，这种存储器又可细分为ROM、PROM、EPROM 和EEPROM等类型。

①固定只读存储器（ReadonlyMemory,ROM）。这种存储器是在厂家生产时就写好数据 的，其内容只能读出，不能改变。一般用于存放系统程序BIOS和用于微程序控制。

②可编程的只读存储器（ProgrammableRead Only Memory,PROM）。其中的内容可以由 用户一次性地写入，写入后不能再修改。

③可擦除可编程的只读存储器（ErasableProgrammable Read Only Memory, EPROM）。其中的内容既可以读出，也可以由用户写入，写入后还可以修改。改写的方法是写入之前先用紫外线照射15—20分钟以擦去所有信息，然后再用特殊的电子设备写入信息。

④电擦除可编程的只读存储器（ElectricallyErasable Programmable Read Only Memory. EEPROM）。与EPROM相彳以，EEPROM中的内容既可以读出，也可以进行改写。只不过这种 存储器是用电擦除的方法进行数据的改写。

⑤闪速存储器（FlashMemory）。简称闪存，闪存的特性介于EPROM和EEPROM之间， 类似于EEPROM,也可使用电信号进行信息的擦除操作。整块闪存可以在数秒内删除，速度远 快于EPROM.

4）按访问方式分

按访问方式可分为按地址访问的存储器和按内容访问的存储器。

5）按寻址方式分

按寻址方式可分为随机存储器、顺序存储器和直接存储器。

（1）随机存储器（RandomAccess Memory, RAM）。这种存储器可对任何存储单元存入或 读取数据，访问任何一个存储单元所需的时间是相同的。

（2）顺序存储器（SequentiallyAddressedMemoiy,SAM）。访问数据所需要的时间与数据 所在的存储位置相关，磁带是典型的顺序存储器。

（3）直接存储器（DirectAddressed Memory, DAM）。介于随机存取和顺序存取之间的一 种寻址方式。磁盘是一种直接存取存储器，它对磁道的寻址是随机的，而在一个磁道内则是顺 序寻址。

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