计算机组成原理_存储器及其子系统

技术指标
1)存储容量 = 单元数*每单元比特数 //字数*字长
2)速度访问时间、存取周期、传输速率
3)体积功耗
4)可靠性以平均故障间隔时间衡量（MTBF）
分类
按介质半导体：双极性存储器（快，代价大，用于cache，队列）、MOS（稍慢、代价小、用于大容量内存）
磁介质：磁盘、磁芯//掉电不丢失
光 ; 光盘//容量大，信息不易丢失
按与CPU耦合程度主存、外存
按读写功能
按掉电信息丢失性
按数据存储的随机性 RAM、SAM、DAM
按访问的串/并行性
按寻址方式
静态/动态（按半导体存储器信息存储的方法）
按功能系统、显示、控制
基本组成
存储体（存储二进制信息的矩阵）
地址译码部件（通过地址线与CPU的MAR相连）
读写电路（通过数据线与CPU的MDR相连）
存储系统层次结构//解决存储器成本与价格的矛盾
1)程序的局部性原理//访问存储器的地址一般集中在某一范围内，对范围外地址很少访问
2)多级存储体系的组成：cache与外存一个是使得存储系统速度贴近cache一个使得价格贴近磁盘，都为了提高性价比
3)多级存储系统的性能：
主存与cache的访问周期直接影响CPU的访存时间
命中率越高，访存时间约接近cache
可采用预测技术来提高命中率，但是这样会加大cache容量

II 半导体静态存储器

SRAM存储器//速度快、容量小、价格高、通常在嵌入式系统和cache中使用
UV-EPROM存储器//易丢失、所以只能存放固定程序和常量如监控程序、BIOS程序
EEPROM存储器闪速存储器//电可擦除的非易失性存储器

III动态RAM存储器

IIII存储器的接口设计

V 高速缓冲存储器//cache（主要介绍cache的地址变换原理以及替换算法）

工作原理：
cache控制部件要解决的问题
1）如何在主存与地址与cache地址之间进行变换
2）在cache不命中时替换cache中的内容
3）如何保持主存与cache的一致性

cache地址映射和地址变换：
1）全相联映射
2）直接
3）组相联映射

替换算法
1）随机替换
2）先进先出
3）LRU
4) LFU

更新算法
导致cache与主存内容不一致的原因：一是CPU改变了cache内容而主存没有改变，二是输入输出设备改变了主存，而cache内容没有被改变对于前一个原因，解决办法有写直达法与和写回法两种。第二种有共享数据不放入cache、播写法等多种。
VI 虚拟存储器//是一种存储管理（管理主存与辅存）的概念，而不是一种物理存在的存储器

虚存机制要解决的问题（与cache类似）
1）调度问题：决定哪些程序应该调入主存
2）地址映射问题：虚地址变为主存/辅存地址
3）替换问题：解决哪些程序和数据应该调出主存（替换算法）

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