5.存储器与存储系统
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什么是存储器
存储器
开放分类:硬件、电脑、存储、内存、数据
目录
b什么是存储器
b存储器的构成
b存储器的分类
b存储器的层次结构
b存储器管理
b数码相机存储器
b嵌入式应用中存储器类型的选择技巧
b存储器相干常识问答
b存储器发展趋势
b存储器发展趋势
什么是存储器
存储器(Memory)是计算机体系中的记忆装备,用来寄存程序和数据.盘算机中的全体信息,包含输入的原始数据、计算机程序、旁边运行结果和终极运行成果都保留在存储器中.它依据掌握器指定的地位存入和掏出信息.
存储器的构成 形成存储器的存储介质,目前重要采取半导体器件和磁性资料.存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元,它可存储一个二进制代码.由若干个存储元组成一个存储单元,而后再由许多存储单元组成一个存储器.一个存储器包含很多存储单元,每个存储单元可存放一个字节.每个存储单元的位置都有一个编号,即地址,个别用十六进制表示.一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量.假设一个存储器的地址码由20位二进制数(即5位十六进制数)组成,10美元电脑牛皮吹破-迪拜郎伯的博客-焦点博客,则可表现220,即1M个存储单元地址.每个存储单元存放一个字节,则该存储器的存储容量为1KB.
存储器的分类
按存储介质分
半导体存储器:用半导体器件组成的存储器.
磁名义存储器:用磁性材料做成的存储器.
按存储方法分
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.
次序存储器: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.
按存储器的读写功效分
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.
按信息的可保存性分
非永远记忆的存储器:断电后信息即消散的存储器. 永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器.
第四章 存储系统
4.1概述
4.1.1技术指标
4.1.2层次结构
4.1.3存储器分类
存储器是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。
构成存储器的存储介质,目前主要采用半导体器件和磁性材料。一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元,均可以存储一位二进制代码。这个二进制代码位是存储器中最小的存储单位,称为一个存储位或存储元。由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。
根据存储材料的性能及使用方法不同,存储器有各种不同的分类方法。
(1)按存储介质分
作为存储介质的基本要求,必须有两个明显区别的物理状态,分别用来表示二进制的代码0和1。另一方面,存储器的存取速度又取决于这种物理状态的改变速度。目前使用的存储介质主要是半导体器件和磁性材料。用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器。用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器,如磁盘存储器和磁带存储器。
(2)按存取方式分
如果存储器中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,这种存储器称为随机存储器。半导体存储器是随机存储器。如果存储器只能按某种顺序来存取,也就是说存取时间和存储单元的物理位置有关,这种存储器称为顺序存储器。如磁带存储器就是顺序存储器,它的存取周期较长。磁盘存储器是半顺序存储器。
(3)按存储器的读写功能分
有些半导体存储器存储的内容是固定不变的,即只能读出而不能写入,因此这种半导体存储器称为只读存储器(ROM)。既能读出又能写人的半导体存储器,称为随机读写存储器(RAM)。
(4)按信息的可保存性分
断电后信息即消失的存储器,称为非永久记忆的存储器。断电后仍能保存信息的存储器,称为永久性记忆的存储器。磁性材料做成的存储器是永久性存储器,半导体读写
4.2 半导体随机读写存储器 主存储器由半导体存储芯片构成,容量较小时可采用SRAM芯片,容量较大时一般采用DRAM芯片。主存中的固化区采用ROM芯片,包括PROM、EPROM、EEPROM、等。
第5章 存储器管理习题与解答
第5章 存储器管理习题与解答
5.2 例题解析
例5.2.1 为什么要引入逻辑地址?
解 引入逻辑地址有如下原因:
(1) 物理地址的程序只有装入程序所规定的内存空间上才能正确执行,如果程序所规定内存空间不空闲或不存在,程序都无法执行;
(2) 使用物理地址编程意味着由程序员分配内存空间,这在多道程序系统中,势必造成程序所占内存空间的相互冲突;
(3) 在多道程序系统中,程序员门无法事先协商每个程序所应占的内存空间的位置,系统也无法保证程序执行时,它所需的内存空间都空闲。
(4) 基于上述原因,必须引入一个统一的、在编程时使用的地址,它能够在程序执行时根据所分配的内存空间将其转换为对应的物理地址,这个地址就是逻辑地址。
(5) 逻辑地址的引入为内存的共享、保护和扩充提供方便。
例5.2.2 静态重定位的特点有哪些?
(1) 实现容易,无需增加硬件地址变换机构;
(2) 一般要求为每个程序分配一个连续的存储区;
(3) 在重定位过程中,装入内存的代码发生了改变;
(4) 在程序执行期间不在发生地址的变换;
(5) 在程序执行期间不能移动,且难以做到程序和数据的共享,其第5章 存储器管理习题与解答
内存利用率低。
例5.2.3 动态重定位的特点有哪些?
(1) 动态重定位的实现要依靠硬件地址变换机构,且存储管理的软件算法比较复杂;
(2) 程序代码是按原样装入内存的,在重定位的过程中也不发生变化,重定位产生的物理地址存放在内存地址寄存器中,因此不会改变代码;
(3) 同一代码中的同一逻辑地址,每执行一次都需要重位一次;
(4) 只要改变基地址,就可以很容易地实现代码在内存中的移动;
(5) 动态重定位可以将程序分配到不连续的存储区中;
(6) 实现虚拟存储器需要动态重定位技术的支持;
尽管动态重定位需要硬件支持,但他支持程序浮动,便于利用零散的内存空间,利于实现信息共享和虚拟存储,所以现代计算机大都采用动态重定位。
存储系统课程设计
一、课程目标
知识目标:
1. 让学生掌握存储系统的基本概念、分类及工作原理;
2. 使学生了解不同类型存储设备的特点、性能指标及使用场景;
3. 引导学生掌握存储系统的层次结构,理解缓存、内存、外存之间的关系。
技能目标:
1. 培养学生运用存储系统知识分析实际问题的能力;
2. 提高学生设计简单存储系统方案的能力;
3. 培养学生通过查阅资料、开展讨论等方式,解决存储系统相关问题的能力。
情感态度价值观目标:
1. 激发学生对计算机硬件及存储系统领域的兴趣,培养其探索精神;
2. 培养学生良好的团队协作精神,提高沟通与表达能力;
3. 引导学生关注存储技术在生活中的应用,认识到技术对社会发展的推动作用。
课程性质分析:
本课程为计算机硬件基础知识的一部分,旨在帮助学生建立起对存储系统的全面认识,为后续相关课程打下基础。
学生特点分析:
学生处于高年级阶段,已经具备一定的计算机硬件知识,具有较强的逻辑思维能力和问题解决能力。 教学要求:
1. 注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力;
2. 采用启发式教学,引导学生主动探索、积极思考;
3. 培养学生的团队协作能力,提高课堂互动效果。
二、教学内容
1. 存储系统基本概念:存储器、存储设备、存储层次结构;
2. 存储设备的分类及特点:随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘、固态硬盘、光盘等;
3. 存储系统工作原理:缓存机制、内存管理、外存访问;
4. 存储系统性能指标:容量、速度、功耗、可靠性;
5. 存储系统层次结构:缓存、主存、辅助存储器;
6. 存储系统设计原则及方法:性能优化、数据保护、能耗控制;
7. 实际存储系统案例分析:计算机、服务器、移动设备等存储系统实例。
教学大纲安排:
第一课时:存储系统基本概念、分类及工作原理;
第二课时:存储系统性能指标、层次结构;
第三课时:存储系统设计原则及方法;