在计算机系统中，存储器系统是支撑整个计算机运行的核心部分，它负责数据的保存和处理。微机存储器系统主要分为两大类：内存（内部存储器）和外存（外部存储器）。内存通常指的是计算机内部与CPU直接交互的高速存储区域，它能快速响应CPU的请求，但因空间限制，存储量有限。外存如硬盘、固态硬盘等，其特点是容量大，能够存储大量的数据和程序，但其读取速度远不及内存，因此更多地用于长期存储和备份数据。本章我们重点讨论的内存系统中，半导体存储器是主要的实现形式。
半导体存储器的技术指标是决定其性能的关键因素。存储容量通常以位或字节为单位，如常见的1K×4位、128字节等。存储速度是衡量半导体存储器性能的一个重要指标，它由存取时间和存储周期决定。存取时间是指从存储器开始读取或写入操作到完成所需的时间，而存储周期是两次独立读取或写入操作之间所需的最短时间间隔。可靠性通常用平均故障间隔时间（MTBF）来衡量，MTBF越长，意味着存储器越可靠。性能与价格的比值也是一个重要指标，它涉及到存储器的容量、速度以及可靠性在成本上的综合考量。
半导体存储器中，静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）是两种最常见和应用广泛的内存类型。SRAM主要利用双稳态电路来存储信息，它具有较快的读写速度，但缺点是集成度低和功耗较大。在不需要刷新电路的情况下，SRAM能保持存储的数据不丢失，即使在断电后也是如此。SRAM芯片如Intel的2114和6116，被广泛应用于计算机的高速缓存（cache）中。与之相对，DRAM则基于电容存储原理，它具有更高的集成度和更大的存储容量。但DRAM需要定时刷新，以防止电容漏电导致的数据丢失。DRAM结构简单，这使得它能够在一个较小的芯片面积上实现更高的存储容量。
DRAM在计算机存储器系统中发挥着关键作用，特别是其动态刷新机制，是设计中的重要组成部分。刷新操作弥补了DRAM中电容因漏电而可能丢失数据的缺点。如果没有适当的刷新机制，DRAM存储器将无法有效地保持数据的完整性。
微机存储器系统的设计是为了满足计算机高效和稳定运行的需求，形成了一个复杂的层次结构。这一结构从高速缓存开始，逐步过渡到主内存，然后是外存。每一层都具有特定的功能和优化目标，共同协作以实现计算机系统对速度和容量的要求。高速缓存通常位于CPU内部或紧挨着CPU，它具有非常低的访问延迟，用于存放CPU最频繁访问的数据和指令。主内存介于高速缓存和外存之间，它在速度和容量之间取得平衡，是执行程序和处理数据的主要工作区域。外存则通常用来进行数据的长期保存，它在速度上虽然不及内存，但其大容量可以满足存储大量数据的需求。
了解存储器系统的这些基础知识对于深入理解计算机的工作原理至关重要。存储器不仅决定了计算机系统的性能上限，还是软件运行的基础。随着技术的进步，存储器的性能和容量都有了显著的提升，同时也出现了新型的存储技术，如固态驱动器（SSD）和非易失性内存（NVM），这些新技术正在不断优化计算机存储器系统，使得计算机的运行更加高效、稳定和可靠。在未来的计算机系统设计中，存储器系统将扮演更加重要的角色。
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