3.1 存储器概述

按在计算机中的作用（层次）分类
（1）主存储器
??简称主存，又称内存储器（内存），用来存放计算机运行期间所需的大量程序和数据，CPU可直接随机地对其进行访问，也可以和高速缓冲存储器（Cache）及辅助存储器交换数据。其特点是容量较小、存取速度较快、每位价格较高。

（2）辅助存储器
??简称辅存，又称外存储器（外存），是主存的后援存储器，用来存放当前暂时不用的程序和数据，以及一些需要永久性保存的信息，它不能与CPU直接交换信息。其特点是容量极大、存取速度较慢、单位成本低。

（3）高速缓冲存储器
??简称Cache，位于主存和CPU之间，用来存放正在执行的程序段和数据，以便CPU能高速地使用它们。Cache的存取速度可与CPU的速度相匹配，但存储容量小、价格高。目前的高档计算机通常将它们制作在CPU中

??2.按存储介质分类
??按存储介质，存储器可分为磁表面存储器（磁盘、磁带）、磁心存储器、半导体存储器（MOS型存储器、双极型存储器）和光存储器（光盘）

??3.按存取方式分类
（1）随机存储器（RAM）。存储器的任何一个存储单元的内容都可以随机存取，而且存取时间与存储单元的物理位置无关。主要用作主存或高速缓冲存储器。 RAM又分为静态RAM（以触发器原理寄存信息）和动态RAM（以电容充电原理寄存信息）

（2）只读存储器ROM。存储器的内容只能随机读出而不能写入。信息一旦写入存储器就固定不变，即使断电，内容也不会丢失。 通常用它存放固定不变的程序、常数和汉字字库，甚至用于OS的固化。它与随机存储器可共同作为主存的一部分，统一构成主存的地址域。
??由ROM派生出的存储器也包含可反复重写的类型，广义上的ROM已可通过电擦等方式进行写入，但其写入速度比读取速度慢得多。

（3）串行访问存储器。对存储单元进行读写操作时，需按其物理位置的先后顺序寻址，包括顺序存取存储器（如磁带）与直接存取存储器（如磁盘）
??顺序存取存储器的内容只能按某种顺序存取，存取时间的长短与信息在存储体上的物理位置有关。直接存取存储器既不像RAM那样随机地访问任何一个存储单元，又不像顺序存取存储器那样完全按顺序存取，而是介于两者之间。存取信息时通常先寻找整个存储器中的某个小区域（如磁盘上的磁道），再在小区域内顺序查找。

??4.按信息的可保存性分类
??断电后，存储信息即消失的存储器，称为易失性存储器，如RAM。断电后信息仍然保持的存储器，称为非易失性存储器，如ROM、磁表面存储器和光存储器。若某个存储单元所存储的信息被读出时，原存储信息被破坏，则称为破坏性读出。若读出时，被读单元原存储信息不被破坏，则称为非破坏性读出。具有破坏性读出性能的存储器，每次读出操作后，必须紧接一个再生的操作，以便恢复被破坏的信息。

3.2 静态随机存取存储器

存储器层次结构的主要思想是上一层的存储器作为低一层存储器的高速缓存。从CPU角度看，Cache-主存层次速度接近于Cache，容量和价位却接近于主存。从主存-辅存层次分析，其速度接近于主存，容量和价位却接近于辅存。主存和Cache之间的数据调动是由硬件自动完成的，对所有程序员均是透明的；而主存和辅存之间的数据调动则是由硬件和OS共同完成的，对应用程序员是透明的。
??在Cache-主存和主存-辅存层次中，上一层中的内容都只是下一层中内容的副本，也即Cache（或主存）中的内容只是主存（或辅存）中内容的一部分。
??在主存-辅存这一层次的不断发展中，逐渐形成了虚拟存储系统，在这个系统中程序员编程的地址范围与虚拟存储器的地址空间相对应。 对具有虚存的计算机系统而言，编程时可用的地址空间远大于主存空间。

3.3 动态随机存取存储器

增加了行地址锁存器和列地址锁存器。由于DRAM存储器 容量很大，地址线宽度相应要增加，这势必增加芯片地址线 的管脚数目。为避免这种情况，采取的办法是分时传送地址 码。若地址总线宽度为10位，先传送地址码A0～A9，由行 选通信 RAS打入到行地址锁存器；然后传送地址码A10～ A19，由列选通信 CRS打入到列地址锁存器。芯片内部两 部分合起来，地址线宽度达20位，存储容量为1M×4位。（2）增加了刷新计数器和相应的控制电路。DRAM读出后必须刷 新，而未读写的存储元也要定期刷新，而且要按行刷新，所以 刷新计数器的长度等于行地址锁存器。刷新操作与读/写操作是 交替进行的，所以通过2选1多路开关来提供刷新行地址或正常 读/写的行地址。

3.4 只读存储器

3.5 并行存储器

3.6 cache存储器（重点）

下个博客重点介绍

3.7 虚拟存储器

主存和联机工作的辅存共同构成了虚拟存储器，二者在硬件和系统软件的共同管理下工作。 对于应用程序员而言，虚拟存储器是透明的。虚拟存储器具有主存的速度和辅存的容量

 虚拟存储器的基本概念
??虚拟存储器将主存或辅存的地址空间统一编址，形成一个庞大的地址空间，在这个空间内，用户可以自由编程，而不必在乎实际的主存容量和程序在主存中实际的存放位置。
??用户编程允许涉及的地址称为虚地址或逻辑地址，虚地址对应的存储空间称为虚拟空间或程序空间。 实际的主存单元地址称为实地址或物理地址，实地址对应的是主存地址空间，也称实地址空间。虚地址比实地址要大很多。虚拟存储器的地址空间如图：

CPU使用虚地址时，由辅助硬件找出虚地址和实地址之间的对应关系，并判断这个虚地址对应的存储单元内容是否已装入主存。若已在主存中，则通过地址变换，CPU可直接访问主存指示的实际单元；若不在主存中，则把包含这个字的一页或一段调入主存后再由CPU访问。若主存已满，则采用替换算法置换主存中的一页或一段。
??在实际的物理存储层次上，所编程序和数据在操作系统管理下，先送入磁盘，然后操作系统将当前运行所需要的部分调入主存，供CPU使用，其余暂不运行的部分则留在磁盘中。

3.8奔腾系列机的虚存组织

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