wordpress生成静态地图,江苏优化网站公司,centos 7.2 做网站,wordpress开发企业网站这里写目录标题 第三章#xff1a;存储系统3.1 存储系统基本概念引入存储器的层次结构简介产品 存储器的分类按层次分类按照介质分类按照存取方式分类按照信息的可更改性按照信息的可保护性 存储器的性能指标存储容量单位成本存储速度 总结 3.2主存储器的基本组成半导体元器件… 这里写目录标题 第三章存储系统3.1 存储系统基本概念引入存储器的层次结构简介产品 存储器的分类按层次分类按照介质分类按照存取方式分类按照信息的可更改性按照信息的可保护性 存储器的性能指标存储容量单位成本存储速度 总结 3.2主存储器的基本组成半导体元器件的原理基本部件存储元的功能实现 存储芯片的基本原理如何实现不同的寻址方式 二级目录 一级目录二级目录二级目录二级目录 一级目录二级目录二级目录二级目录 一级目录二级目录二级目录二级目录 一级目录二级目录二级目录二级目录 第三章存储系统
3.1 存储系统基本概念
引入 对于一台电脑来说其主机中会有主存储器这个主存储器可以直接与CPU交互而他还有个别名内存
而对于硬盘、磁盘这种属于是辅存也就是我们平时说的存储空间的大小
存储器的层次结构
简介
1、内存 1、首先第一点可以看到一个金字塔他越向上的部件速度越快造价越高容量越小
2、当我们启动一个应用的时候一般应用的数据、启动程序都在辅存硬盘中而启动一个程序需要CPU去运行其启动程序、数据等而CPU不能直接访问辅存所以一般辅存会将数据给到主存内存然后内存再给到CPU 我们开启微信时刚开始的一个地球的画面就是等待数据从辅存调入主存
2、cache 在主存与CPU之间多出了一个cache称为高速缓冲存储器
**存在原因**因为虽然主存的读写速度已经很快很快了但是其仍然跟不上CPU的速度所以我们将一个进程常用的数据或者程序拷贝一份到Cache中这样CPU就无需去主存拿数据而直接与cache交互缓解主存和CPU之间的速度矛盾提高CPU性能的释放效率
例如我们在微信视频时可能“控制视频”的那段代码或者程序或者数据会被拷贝到cache中这样CPU就可以高速的读取所需要的数据了
3、寄存器 在cache与CPU直接实际上还夹着一个东西叫“寄存器”例如前面用到的ACC、MQ等
而寄存器的读写速度又会比Cache高出好多CPU可以将临时的数据放入寄存器以辅助CPU完成高速计算
补充 1、主存与辅存之间的数据交换需要硬件操作系统一起完成
2、而Cache与主存之间的数据交换纯硬件完成
3、主存与辅存数据交换需要硬件操作系统来实现具体实现了虚拟存储系统操作系统会讲解决了主存容量不够的问题 4、cache与主存解决了主存与CPU速度不匹配的问题
产品 1、cache缓冲区cache缓冲区一般都在CPU内部所以每个CPU产品都会说明其cache的一些属性可以看到cache的速度特别快已经接近1kGB/s了但是其容量很小只有12MB
2、内存条内存条也就是主存他的速度也很快大概是40G/s的速度其容量为8G
3、硬盘也就是辅存他的速度就会慢很多实际速度可能只有100MB/s但是其容量很大都是以TB为单位
4、外存一些光盘、U盘等特点就是量大便宜速度很慢
补充固态硬盘
固态硬盘也属于硬盘之前那个100MB/S的是机械硬盘而固态硬盘的速度可达到4GB/S大约是主存的十分之一所以现在主流都在用固态硬盘代替机械硬盘 因为开机程序也在辅存中所以固态硬盘速度越快开机程序越快被主存调入也就越快被CPU访问开机速度就越快
总结存储系统就是由cache、主存内存、辅存硬盘、外存构成
存储器的分类
按层次分类 按照层次分类分为三类 1、高速缓存cache 2、主存储器主存 3、辅助存储器辅存、外存
其中前两类能被CPU直接读写
按照介质分类 按照介质分 1、半导体cache、主存 2、磁性材料磁盘辅存、磁带外存 3、光介质光盘外存
按照存取方式分类 1、随机存取存储器内存 其想要访问某个地址的数据时可以直接定位到目标地址称之为随机存取
2、顺序存取存储器外存磁带 想要访问某个地址的数据时要从头开始按照顺序来到目标地址而不能直接跳到目标地址
3、直接存取存储器硬盘辅存 他有两个动作 一个是磁头臂会伸缩从而调节磁头所在的半径该动作为“随机存取”的特点 另一个是磁盘会自己旋转而该过程想要得到一圈内某个点上的数据时必须要等圈转到磁头了才能访问到是“顺序存取”的特点 所以他有随机存取和顺序存取的特点我们称之为直接存取
其中第二第三种由于其都涉及到顺序存取所以是串行访问存储器
另外 上面三种存储器都是以“地址”为目标进行定位并访问其上的数据
而还有一种存储器称之为“相联存储器”他定位数据不靠地址而是靠数据内容例如“快表”
按照信息的可更改性 存储器可以分为读写存储器和只读存储器
其中只读存储器只能读数据不能写数据音乐和电影很好理解而BIOS它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。
按照信息的可保护性 1、断电后不会保存原有数据主存、cache 2、断电后会保存原有数据磁盘辅存、光盘外存
3、信息读出后原有数据会被破坏DRAM芯片后续会讲 4、信息读出后原有数据不会被破坏磁盘辅存、光盘外存
存储器的性能指标
存储容量 存储容量字数*字长其中字数好理解就是有几个“字” 字长则为一个内存单元有多少bit或者说多少位一位一个bit
MDR的位数反映了字长MAR的位数反映了字数
补充 我们平时说的GB、MB其都是以B为单位也就是字节而1B8bit也就是8位
B-KB-MB-GB-TB 计算机中大K 就代表 1024 而每进一位都是乘以了1024 每退一位都是除以了1024
单位成本 存储速度 存储速度又称“主存带宽”
计算时使用数据宽度即字长除以存取周期注意存取周期不等于存取时间而是存取时间恢复时间
总结 3.2
主存储器的基本组成
半导体元器件的原理
基本部件 1、一个主存也就是一块内存条上由三部分组成一个是存储体一个是MAR一个是MDR其中MAR、MDR分别是地址寄存器和数据寄存器。存储体就是内存地址块
2、而存储体是由许多的存储元构成的一个存储元代表一个bit位
3、而一个存储元上面有一电容以及一个MOS管这个MOS管是当输入电压达到某个阈值MOS管那部分的电路就会接通不然断开
存储元的功能实现
PS:一个存储元代表一个bit位
从存储元读取电容处是1还是0 当MOS管的上面那端是高电平则MOS管下面那端电路就会接通此时如果电容有电荷则部分电荷会来到输出端可以读取到此时电容为1 而如果电容没有电荷此时没有任何电荷来到输出端就会读取到此时电容为0
从向存储元写入1或者0 将输出端加上一个高电平电压同时MOS管也加上高电压使得电路接通那此时电容的上面就是5V而下面由于接地为0V产生了电压差所以电容上面会充满电荷一段时间后将MOS端的高电压撤下这样电荷就保存在了电容中所以电容此时表示二进制的“1”
而不进行上述操作电容就不会有电荷表示二进制的“0”前提是电容本来就没电荷
存储元组合 1、8个存储元的MOS管的控制端被一条红线控制所以该红线上是0还是1会直接影响到这8个存储元是通还是断
2、一列的存储元都通过一条绿线将结果输出所以可以直接从最上面的绿色端口看到8bit的二进制 这也是为什么主存内存每次读或者写其单位都是读写一个“字”因为绿线连接了一列所以每次只能保持一条红线是1其他都是0不然会将两排的结果混合 不仅内存是这样每个存储器都是这样
3、一排组成了一个“字”
4、多个“字”组成了存储体
不一定一个字就是8b具体看存储器的结构
存储芯片的基本原理
如何实现不同的寻址方式
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