1。 存储器类型：

大部分计算机系统都使用两种基本类型的存储器：随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。

RAM即为主存储器，在计算机执行程序时用来存放程序和数据。但是RAM是一种易失性的存储器，断电时RAM所存储的信息会丢失。

现在的计算机系统一般采用两种类型的存储器芯片来构建大规模的RAM存储器：静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。

DRAM由一个小电容构成，由于电容会漏电，因此DRAM需每隔几个毫秒充电才能保持数据。相比之下SRAM只需电源供电不断就可以维持它所保存的数据。

SRAM由类似之前说过的D触发器电路构成，SRAM速度比DRAM快。但是DRAM的存储密度高，功耗小。

因此，DRAM用作主存储器，而SRAM用作高速缓存存储器。

DRAM还可以分成许多类型：

MDRAM 多层结构的DRAM

FPM 快速翻页模式的DRAM

SDRAM 同步动态随机存储器

除了RAM存储器外，大部分计算机系统还使用了一定数目的ROM存储器来存放一些运行计算机系统所需要的关键信息。

ROM属于非易失性的存储器。

有5种不同类型的ROM存储器：

ROM、PROM、EPROM 、EEPROM 和闪存

PROM称为可编程只读存储器，它是ROM的一种改进类型。

EPROM为可擦除PROM，是一种可重复编程的可编程存储器(利用紫外线擦除)

EEPROM是电可擦除PROM。

闪存本质上也是一种EEPROM，支持按块来擦写数据。

2。 存储器的层次结构：

通常，存储器的分层结构系统的基本类型包括：寄存器、高速缓存、主存储器和辅助存储器。

我们可以按照存储器离处理器的距离来对存储器进行分类。

距离处理器最近的存储器，肯定是最快的存储器。

以下是一些基本的术语：

命中：CPU请求的数据就驻留在要访问的存储器层中。

缺失：CPU请求的数据不在要访问的存储器层。

命中率：访问某个特定的存储器层时，CPU找到所需数据的百分比。

缺失率：访问某个特定的存储器层时，CPU找不到所需数据的百分比。

命中时间：在某个特定的存储器层中，CPU取得所请求的信息需要的时间。

缺失损失：CPU处理一次缺失事件所需要的时间。

存储器的层次结构：

寄存器à1级缓存à2级缓存à主存储器à硬盘à优化硬盘à磁带

对于任何给定的数据，处理器首先将访问数据的请求传送给存储器中速度最快，规模最小的存储器层，通常是高速缓存存储器，而不是寄存器。

因为寄存器通常用于更专门的用途。如果在高速缓存中找到所需数据，这些数据就会被装入CPU的寄存器中。如果没有找到，那么访问数据的请求就会被传送到下一个较低层次的存储器系统。如果找到所需的数据，CPU会将数据所做的整个字块的内容转移到高速缓存中。

如果未找到，请求又将传送到下一层次中，以此类推。

这里的重点是：较低层的存储器会响应较高层的存储器对位于存储单元X处的数据请求。同时较低层也会将位于地址X+1，X+2，…处的数据送出，也就是将整块数据块返回较高层的存储器系统。计算机程序都具有局部性，这种局部性的特点是允许处理器可以访问从地址X+1，X+2等处返回的数据。

引用局部性：计算机程序对存储器的引用常会有集中成组成簇的形式，这就是引用的局部性。引用局部性有下面三种基本形式：

时间局部性：最近访问过的内容很可能在不久的将来再次被访问

空间局部性：对存储器地址空间的访问形成团簇的集中倾向

顺序局部性：访问存储器的指令倾向于按顺序执行。

3。 主存储器的性能指标：

存储容量：指一个存储器中可以容纳的存储单元总数

存取时间：又称存储器访问时间。指一次读操作命令发出到该操作完成，将数据读出到数据总线上所经历的时间。

存储周期：指连续启动两次读操作所需间隔的最小时间。

存储器带宽：单位时间里存储器所存取的信息量。带宽是衡量数据传输速率的重要技术指标。

4。 SRAM存储器：

1)基本的静态存储元阵列

SRAM的优点是存取速度快，但存储容量不如DRAM。

所有的SRAM的特征是用一个锁存器(触发器)作为存储元。

只要直流供电电源一直加在这个记忆电路上，它就无限期地保持记忆的1状态或0状态。如果电源断电，那么存储的数据就会丢失。

任何一个SRAM，都有三组信号线与外部打交道：

a． 地址线：A1,A2,A3…。。An,它指定了存储器的容量是2^6=64个存储单元。

b． 数据线：I/O0,I/O1,I/O2,…,I/On，它指定了存储器字长是n位。

c． 控制线：指定了对存储器进行读(R/非W高电平)还是进行写(R/非W低电平)。

2)基本的SRAM逻辑结构

目前的SRAM芯都采用了双译码的方式，以便组织更大的存储容量。

这种译码方式实质上采用了二级译码：将地址分成x向和y向两部分。第一级进行x向(行译码)和y向(列译码)的独立译码。然后在存储阵列中完成第二级交叉译码。

5。 DRAM存储器：

1) DRAM的存储元记忆原理：

DRAM存储器容量极大，通常作为计算机的主存储器。

DRAM存储器的存储元是由一个MOS晶体管和电容器组成的记忆电路。MOS作为开关使用，而所存储的信息1或0则由电容器上的电荷量来体现。

2) 刷新周期：

DRAM存储元是基于电容器上的电荷量存储，会随着时间和温度减少，因此必须定期刷新。

刷新操作有集中式刷新和分散式刷新：

集中式刷新：DRAM的所有行在每一个刷新周期中都会被刷新。例如对刷新周期为8ms的内存来说，所有行的集中式刷新必须每隔8ms进行一次。为此将8ms分为两部分：前一段时间进行正常的读/写操作，后一段时间(8ms至正常的读/写周期)作为集中式刷新操作时间。

此时正常的读写操作停止，数据线输出被封锁。等所有行刷新结束后，恢复正常的读写周期。

分散式刷新：每一行的刷新插入到正常的读写周期之中。

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