存儲器系統(tǒng)是一個具有不同容量、成本和訪問時間的存儲設(shè)備的層次結(jié)構(gòu)。CPU寄存器保存著最常用的數(shù)據(jù)?？拷麮PU的小的、快速的高速緩存（SRAM）作為一部分存儲在相對慢速的主存儲器（DRAM）中數(shù)據(jù)和指令的緩沖區(qū)域。主存儲器（DRAM）緩存存儲在容量較大的、慢速磁盤（本地磁盤）上的數(shù)據(jù)，而這些磁盤常常又作為存儲在通過網(wǎng)絡(luò)連接的其他機器的磁盤或磁帶（分布式文件系統(tǒng)，Web服務(wù)器）上的數(shù)據(jù)的緩存區(qū)域。

局部性是計算機程序的一個基本屬性。具有良好局部性的程序傾向于一次又一次地訪問相同的數(shù)據(jù)項集合，或是傾向于訪問鄰近的數(shù)據(jù)項集合。具有良好局部性的程序比局部性差的程序更多地傾向于從存儲器層次結(jié)構(gòu)中較高層次處訪問數(shù)據(jù)項，因此運行得更快。

一、存儲技術(shù)

1.1、隨機訪問存儲器

隨機訪問存儲器（RAM）分為兩類：靜態(tài)RAM（SRAM）和動態(tài)RAM（DRAM）。

1、靜態(tài)RAM

SRAM將每個位存儲在一個雙穩(wěn)態(tài)的存儲器單元里，每個單元用六個晶體管電路實現(xiàn)（成本相對高）。雙穩(wěn)態(tài)就是電路可以無限期地保持在兩個不同的電壓配置或狀態(tài)之一。其他任何狀態(tài)都是不穩(wěn)定的——從不穩(wěn)定狀態(tài)開始，電路會迅速地轉(zhuǎn)移到兩個穩(wěn)定狀態(tài)中的一個。

由于雙穩(wěn)態(tài)特性，SRAM只要有電，它就會永遠(yuǎn)保持它的值（抗干擾性強）。

2、動態(tài)RAM

DRAM將每個位存儲為對一個電容的充電，每個單元由一個電容和一個訪問晶體管組成（成本相對低）。與SRAM不同，DRAM存儲器單元對干擾非常敏感（抗干擾性弱）。當(dāng)電容的電壓被擾亂之后，它就永遠(yuǎn)不會恢復(fù)了。暴露在光線下會導(dǎo)致電容電壓改變。

內(nèi)存系統(tǒng)必須周期性地通過對DRAM讀出，然后重寫來刷新內(nèi)存每一位。

SRAM和DRAM的對比：

3、傳統(tǒng)的DRAM

DRAM芯片中的單元（位）被分成d個超單元，每個超單元由

個DRAM單元組成。一個d * 的DRAM總共存儲了d 位信息。

超單元被組織成一個r行c列的長方形矩陣，其中r * c = d。

每個超單元有形如(i, j)的地址，i表示行，j表示列。

信息通過稱為引腳的外部連接器流入和流出芯片。每個引腳攜帶一個1位的信號。

有兩種引腳：

• addr引腳 —— 攜帶行和列超單元地址
• data引腳 —— 傳送字節(jié)到芯片，或從芯片傳出字節(jié)

每個DRAM芯片被連接到某個稱為"內(nèi)存控制器"的電路，內(nèi)存控制器通過addr引腳和data引腳與DRAM進行數(shù)據(jù)的交互。

4、內(nèi)存模塊

DRAM芯片封裝在內(nèi)存模塊中，它插到主板的擴展槽上。

Core i7系統(tǒng)使用240個引腳的雙列直插內(nèi)存模塊。

下圖展示了用8個8M（超單元數(shù)） * 8（每個超單元存儲一個字節(jié)）的DRAM芯片構(gòu)成的內(nèi)存模塊，總共存儲64MB（8 * 8M * 8B）。

用各個DRAM芯片中相應(yīng)超單元地址都為(i, j)的8個超單元來表示主存中字節(jié)地址A處的64位字。DRAM 0存儲第一個（低位）字節(jié)，DRAM 1存儲下一個字節(jié)，依次類推。

要取出內(nèi)存地址A處的一個字，內(nèi)存控制器將A轉(zhuǎn)換成一個超單元地址（i, j)，并將它發(fā)送到內(nèi)存模塊，然后內(nèi)存模塊再將i和j廣播到每個DRAM。作為響應(yīng)，每個DRAM輸出它的(i, j)超單元的8位內(nèi)容。模塊中的電路收集這些輸出，并把它們合并成一個64位字，再返回給內(nèi)存控制器。

5、增強的DRAM

一些后來發(fā)展并增強DRAM：

• 塊頁模式DRAM（Fast Page Mode DRAM， FPM DRAM）
• 擴展數(shù)據(jù)輸出DRAM（Extended Data Out DRAM，EDO DRAM）
• 同步DRAM（Synchronous DRAM, SDRAM）
• 雙倍數(shù)據(jù)速率同步DRAM（Double Data-Rate Synchronous DRAM, DDR SDRAM）
• 視頻RAM（Video RAM，VRAM）

6、非易失性存儲器

如果斷電，DRAM和SRAM會丟失它們的信息，它們是易失的。

而非易失性存儲器即使是在關(guān)電后，仍然保存著它們的信息。

只讀存儲器（ROM）以它們能夠被重編程（寫)的次數(shù)和對它們進行重編程所用的機制來區(qū)分的：

• 可編程ROM（Programmable ROM, PROM） —— 只能被編程一次
• 可擦寫可編程ROM（Erasable Programmable ROM，EPROM） —— 被擦除和重編程的次數(shù)的數(shù)量級可以達(dá)到1000次
• 電子可擦除PROM（Electrically Erasable PROM， EEPROM） —— 能夠被編程的次數(shù)的數(shù)量級可以達(dá)到

7、訪問主存

數(shù)據(jù)流通過總線在CPU和DRAM主存之間傳輸。這些傳輸?shù)倪^程稱為總線事務(wù)。

讀事務(wù)從主存?zhèn)魉蛿?shù)據(jù)到CPU，寫事務(wù)從CPU傳送數(shù)據(jù)到主存。

下圖是總線結(jié)構(gòu)的示例圖：

主要部件是：

• CPU芯片
• 稱為I/O橋接器的芯片組（包括內(nèi)存控制器） —— 將系統(tǒng)總線的電子信號翻譯成內(nèi)存總線的電子信號
• DRAM內(nèi)存模塊
• 系統(tǒng)總線 —— 連接CPU和I/O橋接器
• 內(nèi)存總線 —— 連接I/O橋接器和主存

1.2、磁盤存儲

1、磁盤構(gòu)造

整個磁盤驅(qū)動器通常被稱為磁盤驅(qū)動器。

2、磁盤容量

一個磁盤的容量由三個因素決定：

磁盤容量的計算公式：

3、磁盤操作

對扇區(qū)的訪問時間有三個主要的部分：

• 尋道時間( )
• 旋轉(zhuǎn)時間
• 傳送時間

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的计算机的3类系统总线分别是_《深入理解计算机系统》读书笔记—第六章、存储器层次结构...的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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