计算机组成与结构chapPPT课件.pptx

计算机组成与结构是计算机科学中的基础课程，涵盖了计算机硬件的核心组成部分。存储器是其中的关键一环，用于存储程序和数据。存储器按照不同的标准可以分为多种类型。 存储器根据存储介质的不同，主要分为半导体存储器和磁表面存储器。半导体存储器，如SRAM（静态随机访问存储器）和DRAM（动态随机访问存储器），利用半导体器件来存储信息，速度快但功耗相对较高。磁表面存储器，如硬盘，使用磁性材料，虽然速度较慢，但容量大且成本较低。 按照存取方式，存储器可以分为随机存储器（RAM）和顺序存储器。随机存储器允许随机存取，无论数据位于哪个位置，存取速度基本相同。而顺序存储器则必须按照特定顺序存取，如磁带，其存取速度与存储单元的位置有关。 再者，存储器的读写功能也是区分它们的重要特征。只读存储器（ROM）存储的内容在制造时就固定了，无法修改。而随机读写存储器（RAM）则可以在运行时读取和写入数据，但断电后信息可能会丢失，如DRAM需要定期刷新以保持数据。 按信息的可保存性，存储器分为非永久记忆的存储器（如RAM）和永久记忆性存储器（如EPROM、EEPROM和闪存）。前者断电后数据消失，后者即使断电也能保持数据。 根据在计算机系统中的作用，存储器可以分为主存储器（内存）、辅助存储器（如硬盘）、高速缓冲存储器（Cache）和控制存储器等。高速缓存是为了解决CPU速度与主存速度不匹配的问题，提供快速访问最近使用的数据；主存和辅存则是为了平衡容量与速度的需求。 存储器的分级结构是解决性能、容量和成本之间矛盾的关键。典型的层次结构包括寄存器、缓存、主存和辅存。这种分层设计使得计算机可以高效地处理大量数据，同时保持合理的成本。主存储器的技术指标包括存储容量、存取时间、存储周期和带宽，这些参数直接影响着系统的整体性能。 例如，存储容量表示存储器能存储的二进制位数，通常以字节为单位计算。存取时间是读取或写入操作完成所需的时间，而存取周期是两次连续操作的最小间隔。带宽则表示存储器每秒能传输的数据量，是衡量存储器数据传输速率的重要指标。 SRAM是一种常见的随机访问存储器，它使用六管电路作为基本存储元，可以快速读写，但相比DRAM，功耗更大，适用于需要高速缓存的应用。SRAM的组成包括译码驱动、存储矩阵、读写电路等，地址译码方式通常有单译码和双译码，影响着存储器的选择效率和复杂度。 计算机存储器的分类、特点、工作原理以及技术指标是理解计算机系统运作的基础，对于优化系统性能、设计高效算法以及解决实际问题都有着至关重要的作用。