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《存储器组织》ppt课件
存储器概述
存储器组织结构
主存储器
辅助存储器
高速缓冲存储器
虚拟存储器
存储器概述
了解存储器的定义、分类和作用是学习存储器组织的基础。
存储器是计算机中用于存储数据的部件，根据用途可分为高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器等。
掌握存储器的技术指标对于评估存储器的性能和选择合适的存储器类型至关重要。
总结词
技术指标包括存储容量、存取时间、数据传输速率、可靠性、功耗等，这些指标直接影响着计算机的性能。
详细描述
了解存储器的发展历程有助于理解存储器技术的演进和未来发展方向。
总结词
从最早的磁带、软盘等传统存储器到现在的固态硬盘、闪存等新型存储器，存储器的速度、容量和可靠性得到了极大的提升。未来，随着技术的进步，存储器将继续向着更快速度、更高容量和更低功耗的方向发展。
详细描述
存储器组织结构
寄存器是CPU中的高速存储部件，用于存储操作数和中间结果。
Cache是位于CPU和主存之间的缓存存储器，用于存放主存中的部分数据和指令。
Cache层
主存是计算机系统中的主要存储器，用于存放操作系统、应用程序和数据。
主存层
辅助存储器是计算机系统中的外部存储器，如硬盘、光盘等，用于存放大量数据和程序。
辅助存储器层
存储元是存储器中最小的信息存储单位，由若干个晶体管组成。
存储元
若干个存储单元组成一个存储阵列，用于存储大量数据。
存储阵列
若干个存储元组成一个存储单元，用于存储一个字节的数据。
存储单元
控制电路用于实现对存储单元的读写操作和控制。
控制电路
地址映射是指将程序中的逻辑地址转换为物理地址的过程。
地址映射的实现方式是通过地址转换表或段表来实现的。
地址映射的方式有多种，如全相联映射、直接映射、组相联映射等。
地址映射的过程涉及到虚拟地址空间和物理地址空间的概念。
主存储器
03
闪存(FlashMemory)
是一种非易失性存储器，可以重复写入和删除。
01
随机访问存储器(RAM)
允许数据在任何地址写入或读取，断电后数据会丢失。
02
只读存储器(ROM)
数据只能写入一次，之后只能读取，不能修改或删除。
01
02
03
04
指从启动写入或读取操作到操作完成的时间。
存取时间
指存储器可以存储的数据量，通常以字节为单位。
容量
指存储器在规定时间内保持数据完整性的能力。
可靠性
指存储器在工作时的能源消耗。
功耗
增加存储芯片
通过增加存储芯片的数量来扩展容量。
使用更高容量的芯片
例如，从1GB的芯片升级到4GB的芯片。
使用多模块结构
将多个模块连接到一个总线上，以增加总容量。
使用RAID技术
通过将多个磁盘组合成一个逻辑单元来增加容量和性能。
辅助存储器
它具有轻便、易于携带的优点，但容量较小，速度较慢，已经逐渐被淘汰。
软盘存储器常见于早期计算机系统中，用于存储和交换数据。
硬盘存储器是一种内部存储器，安装在计算机主机箱中。
它使用磁性材料记录数据，具有较高的存储密度和稳定的性能。
硬盘存储器通常分为机械硬盘和固态硬盘两种类型，其中固态硬盘具有更快的读写速度和更长的使用寿命。
01
光盘存储器是一种外部辅助存储器，使用光学技术记录和读取数据。
02
它具有容量大、价格低、易于保存等优点，但也存在读写速度较慢、容易受到损坏等缺点。
03
光盘存储器常见于音频、视频和数据存储领域，如CD、DVD和蓝光光盘等。
高速缓冲存储器
01
02
03
当CPU需要访问数据时，如果数据在Cache中，则直接从Cache中读取，不需要访问主存。
缓存命中
当CPU需要访问的数据不在Cache中时，需要从主存中读取数据，并同时将数据放入Cache中。
缓存不命中
当CPU修改Cache中的数据时，需要将修改后的数据写回主存，以保证数据的一致性。
写回策略
01
直接映射
每个主存块只能映射到Cache的一个固定位置。
02
全相联映射
主存块可以映射到Cache的任意位置。
03
组相联映射
将Cache分为多个组，每个主存块只能映射到每个组的固定位置。
1
2
3
CPU访问数据时，从访问Cache开始到数据被读取的时间。
命中时间
CPU访问数据时，从访问Cache开始到数据被从主存读取并放入Cache的时间。
不命中时间
Cache不命中的概率。
缺失率
虚拟存储器
基本概念与作用
总结词
虚拟存储器是一种将物理存储器与内存进行统一管理的技术，它能够将物理存储器划分为多个逻辑分区，每个分区可以独立地进行存储和访问。虚拟存储器的作用在于提供更好的存储管理方式，提高存储器的利用率和灵活性，简化存储器的维护和管理。
详细描述
总结词
实现方式与技术
详细描述
虚拟存储器的实现方式主要包括分区管理、逻辑卷管理、快照和克隆等。这些技术可以将物理存储器划分
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