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# 概述
**存储器分类**
* 按存储介质分类
* 半导体存储器：易失 TTL 、MOS
* 磁表面存储器：磁头、载磁体
* 磁芯存储器：硬磁材料、环状元件
* 光盘存储器：激光、磁光材料
* 按存取方式分类
* 存取时间与物理地址无关（随机访问）
* 随机存储器：在程序的执行过程中 可读 可写
* 只读存储器：在程序的执行过程中 只读
* 存取时间与物理地址有关（串行访问）
* 直接存取存储器 磁盘
* 顺序存取存储器 磁带
* 按在计算机中的作用分类
* 主存储器
* RAM
* 静态 RAM , 动态 RAM
* ROM
* MROM , PROM , EPROM , EEPROM,
* Flash Memory
* 高速缓冲存储器（Cache ）
* 辅助存储器
* 磁盘、磁带、光盘
**存储器的层次结构**
* 三个主要特性的关系
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* 层次关系
<img src="https://img-blog.csdnimg.cn/20201219114657315.png" width="50%" height="50%" />
# 高速缓冲存储器
**概述**
* 问题
* 避免 CPU “空等” 现象
* CPU 和主存（DRAM）的速度差异
* 工作原理
* 主存和缓存的编址
* 主存和缓存按块存储 块的大小相同 B 为块长
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* 命中与未命中
* 缓存共有 C 块，主存共有 M 块 M >> C
* 命中
* 主存块 调入 缓存
* 主存块与缓存块 建立 了对应关系
* 用 标记记录 与某缓存块建立了对应关系的 主存块号
* 不命中
* 主存块 未调入 缓存
* 主存块与缓存块 未建立 对应关系
* Cache 的命中率
* CPU 欲访问的信息在 Cache 中的 比率
* 命中率 与 Cache 的 容量 与 块长 有关
* 一般每块可取 4 ~ 8 个字
* 块长取一个存取周期内从主存调出的信息长度
* CRAY_1：16体交叉 块长取 16 个存储字
* IBM 370/168：4体交叉 块长取 4 个存储字（64位×4 = 256位）
* Cache –主存系统的效率
* 效率 e 与 命中率 有关
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* 设 Cache 命中率 为 h ， 访问 Cache 的时间为 tc ，访问 主存 的时间为 tm
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* Cache 的基本结构
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* Cache 的 读写 操作
* 读
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* 写（Cache 和主存的一致性）
* 写直达法（Write – through）
* 写操作时数据既写入Cache又写入主存
* 写操作时间就是访问主存的时间
* Cache块退出时，不需要对主存执行写操作，更新策略比较容易实现
* 写回法（Write – back）
* 写操作时只把数据写入 Cache 而不写入主存
* 写操作时间就是访问 Cache 的时间
* 当 Cache 数据被替换出去时才写回主存
* Cache块退出时，被替换的块需写回主存，增加了Cache 的复杂性
* Cache 的改进
* 增加 Cache 的级数
* 片载（片内）Cache
* 片外 Cache
* 统一缓存和分立缓存
* 指令 Cache 、 数据 Cache
* 与指令执行的控制方式有关 是否流水
**Cache-主存的地址映射**
* 直接映射
* 每个缓存块 i 可以和 若干个主存块 对应
* 每个主存块 j 只能和 一 个缓存块对应
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* 全相联映射
* 主存 中的 任一块 可以映射到 缓存 中的 任一块
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* 组相联映射
* 某一主存块 j 按模 Q 映射到 缓存 的第 i 组中的 任一块
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**替换算法**
* 先进先出 （ FIFO ）算法
* 近期最少使用（ LRU）算法
# 辅助存储器
**概述**
* 特点
* 不直接与 CPU 交换信息
* 磁表面存储器的技术指标
* 记录密度
* 道密度 Dt
* 位密度 D
* 存储容量
* C = n × k × s
* 平均寻址时间
* 寻道时间 + 等待时间
* 辅存的速度：寻址时间、磁头读写时间
* 数据传输率：
* Dr = Db × V
* 误码率
* 出错信息位数与读出信息的总位数之比
**磁记录原理和记录方式**
* 磁记录原理
* 写
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* 读
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* 硬磁盘存储器
* 类型
* 固定磁头和移动磁头
* 可换盘和固定盘
* 结构
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* 盘片
* 由硬质铝合金材料制成
* 磁盘驱动器
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* 磁盘控制器
* 是主机与磁盘驱动器之间的接口，对主机（通过总线）、对硬盘（设备）
* 接收主机发来的命令，转换成磁盘驱动器的控制命令
* 实现主机和驱动器之间的数据格式转换
* 控制磁盘驱动器读写
**软磁盘存储器**
* 概述
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* 软盘片
* 由聚酯薄膜制成
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**光盘存储器**
* 概述
* 采用光存储技术,利用激光写入和读出
* 第一代光存储技术,采用非磁性介质，不可擦写
* 第二代光存储技术,采用磁性介质，可擦写
* 光盘的存储原理
* 只读型和只写一次型，热作用 （物理或化学变化）
* 可擦写光盘，热磁效应