存储产品介绍第四章
存储器
存储器是计算机系统中的记忆设备，用于存放程序和数据，它是计算机系统的重要组成部分之一，根据功能和位置，存储器可以分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存或外存），主存储器直接与CPU交换信息，而辅助存储器通常用来存放当前不在运行的程序和数据，在程序执行过程中，CPU每条指令所需的数据及取下一条指令的操作都不能直接访问辅助存储器，而是需要通过主存储器进行交换。
主存储器的主要技术指标
主存储器的主要性能指标包括：
1、存储容量：计算机可寻址的最小信息单位是一个存储字，一个存储字所包含的二进制位数称为字长。
2、存取时间：从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间，称为存储器访问时间。
3、存储周期：连续启动两次独立的存储器操作（例如连续两次读操作）所需间隔的最小时间，通常略大于存取时间。
存储器的层次结构
为了满足大容量、高速度和低成本的需求，现代计算机系统采用了多级存储器结构，这种结构包括：
1、寄存器：位于CPU内部，速度最快但容量最小。
2、高速缓存（Cache）：用于暂存CPU频繁访问的数据，减少CPU访问主存的次数。
3、主存储器：存放当前正在运行的程序和数据。
4、辅助存储器：如硬盘、SSD等，用于长期存储大量数据。
存储器的分类
存储器可以分为多种类型，每种类型有其特定的应用场景和优缺点：
1、随机访问存储器（RAM）：读写速度快，但断电后数据会丢失。
静态RAM（SRAM）：速度快，用作Cache。
动态RAM（DRAM）：集成度高，适合做大容量内存，但需要定时刷新。
2、只读存储器（ROM）：数据在写入前需擦除，适用于长期保存数据。
3、闪存（Flash Memory）：兼具ROM和RAM的特点，可以快速写入和擦除，但写入寿命有限。
4、光存储器和磁带：适合大量数据的长期保存，但访问速度较慢。
主存储器与CPU的连接
主存储器通过地址总线、数据总线和控制总线与CPU相连，地址总线用于发送地址信号，选中主存中的某个单元；数据总线用于传输数据；控制总线用于传递控制信号，在读写过程中，地址信号和数据信号需要保持稳定。
主存储器的扩展
主存储器可以通过多个存储芯片扩展而成，扩展方法包括位扩展（数据线扩充）、字扩展（地址线扩充）以及位字扩展（先位后字）。
相关问题与解答
问题1：什么是Cache未命中对系统性能的影响？
答：当CPU访问的数据不在Cache中时，称为Cache未命中，这会导致CPU等待一段时间，直到所需数据从主存中读取到Cache中，频繁的Cache未命中会增加CPU等待时间，降低系统性能，优化Cache的设计和组织方式可以有效减少Cache未命中的概率，提高系统性能。
问题2：不同类型的存储器有哪些优缺点？
答：不同类型的存储器各有优缺点，RAM读写速度快，但断电后数据会丢失；ROM数据可以长期保存，但在写入前需要擦除；Flash Memory兼具ROM和RAM的特点，可以快速写入和擦除，但写入寿命有限；光存储器和磁带适合大量数据的长期保存，但访问速度较慢，在实际应用中，需要根据需求选择合适的存储器类型。
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