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Expand file tree Collapse file tree Original file line number Diff line number Diff line change @@ -362,3 +362,158 @@ $$N = r^E \times M$$
362362![ IEEE754标准详解] ( https://eclipseyue-1323281044.cos.ap-nanjing.myqcloud.com/pic/ieee.png )
363363
364364
365+
366+
367+ ## 3. 存储系统
368+
369+ ### 3.1 存储器层次结构
370+
371+ !!! abstract "存储器层次结构的目标"
372+ 在容量、速度和成本之间找到最佳平衡点,构建高效的存储系统。
373+
374+ #### 存储器层次
375+
376+ !!! info "存储器层次结构(从快到慢)"
377+ ```
378+ CPU
379+ ↕
380+ 寄存器(Register)
381+ ↕
382+ 高速缓存(Cache)
383+ ↕
384+ 主存储器(Main Memory)
385+ ↕
386+ 辅助存储器(Secondary Storage)
387+ ↕
388+ 离线存储(Offline Storage)
389+ ```
390+
391+ !!! tip "存储器工作原理"
392+ ```
393+ | ----------- |
394+ CPU ↔ Cache ↔ 主存 ↔ 辅存
395+ | ----------- |
396+ ```
397+
398+ - ** 局部性原理** :程序访问存储器时具有时间局部性和空间局部性
399+ - ** 层次化管理** :每一层都是下一层的缓存
400+
401+ ### 3.2 存储器分类
402+
403+ #### 按存取方式分类
404+
405+ !!! note "四种主要存取方式"
406+
407+ ** 随机存取存储器(RAM - Random Access Memory)**
408+ - 任意地址的存取时间相同
409+ - 代表:主存、Cache
410+
411+ ** 顺序存取存储器(SAM - Sequential Access Memory)**
412+ - 按地址顺序存取,存取时间与地址有关
413+ - 代表:磁带
414+
415+ ** 直接存取存储器(DAM - Direct Access Memory)**
416+ - 直接定位到存储区域,然后顺序查找
417+ - 代表:磁盘
418+
419+ ** 相联存储器(CAM - Content Addressable Memory)**
420+ - 按内容进行存取
421+ - 代表:Cache中的相联存储器
422+
423+ #### 按读写功能分类
424+
425+ !!! info "读写特性分类"
426+
427+ ** 读写存储器(R/W Memory)**
428+ - 可以读出和写入信息
429+ - 代表:RAM、Cache、磁盘
430+
431+ ** 只读存储器(ROM - Read Only Memory)**
432+ - 只能读出信息,不能写入
433+ - 代表:BIOS、固件程序
434+
435+ #### 按读出后信息变化分类
436+
437+ !!! warning "读出特性分类"
438+
439+ ** 破坏性读出**
440+ - 读出信息后原存储信息被破坏
441+ - 需要重新写入恢复信息
442+ - 代表:** DRAM** (动态RAM)
443+
444+ ** 非破坏性读出**
445+ - 读出信息后原存储信息保持不变
446+ - 代表:** SRAM** (静态RAM)、磁盘、光盘
447+
448+ ### 3.3 主存储器
449+
450+ #### 存储器技术
451+
452+ !!! example "DRAM vs SRAM 对比"
453+
454+ | 特性 | DRAM | SRAM |
455+ |------|------|------|
456+ | ** 存储原理** | 栅极电容存储 | 触发器存储 |
457+ | ** 读出方式** | 破坏性读出 | 非破坏性读出 |
458+ | ** 刷新需求** | 需要定期刷新 | 不需要刷新 |
459+ | ** 存取速度** | 较慢 | 较快 |
460+ | ** 功耗** | 较低 | 较高 |
461+ | ** 成本** | 较低 | 较高 |
462+ | ** 集成度** | 高 | 低 |
463+ | ** 应用** | 主存 | Cache |
464+
465+ #### DRAM刷新机制
466+
467+ !!! important "DRAM刷新的必要性"
468+ 由于DRAM使用电容存储信息,电容会漏电,因此需要定期刷新以保持数据。
469+
470+ ** 刷新周期:** 通常为2ms
471+
472+ !!! note "三种刷新方式"
473+
474+ ** 集中刷新**
475+ - 在特定时间段内集中完成所有行的刷新
476+ - 优点:刷新控制简单
477+ - 缺点:刷新期间不能进行正常读写
478+
479+ ** 分散刷新**
480+ - 将刷新操作分散在正常的读写周期中
481+ - 优点:不影响正常读写
482+ - 缺点:降低存储器工作效率
483+
484+ ** 异步刷新**
485+ - 将总刷新时间分配到各行,每行定时刷新
486+ - 优点:既保证刷新又不影响正常工作
487+ - 缺点:控制电路较复杂
488+
489+ ### 3.4 存储器性能指标
490+
491+ !!! tip "衡量存储器性能的主要指标"
492+
493+ ** 存储容量**
494+ - 计算公式:字数 × 字长
495+ - 单位:字节(Byte)、千字节(KB)、兆字节(MB)等
496+
497+ ** 存储速度**
498+ - ** 存取时间** :从发出读写命令到完成操作的时间
499+ - ** 存取周期** :连续两次独立操作之间的最小时间间隔
500+
501+ ** 单位成本**
502+ - 每位存储成本:总成本 / 存储容量
503+ - 成本效益比是存储器选择的重要因素
504+
505+ ### 3.5 存储器芯片
506+
507+ !!! note "常见存储器芯片"
508+
509+ ** 74LS138译码器**
510+ - 3线-8线译码器
511+ - 常用于存储器地址译码
512+ - 实现存储器芯片的片选功能
513+
514+ !!! todo "待补充内容"
515+ - Cache存储器的工作原理
516+ - 虚拟存储器
517+ - 存储器管理单元(MMU)
518+ - 存储器保护机制
519+
Original file line number Diff line number Diff line change 280280 - ** 设计思想** :综合多种调度策略
281281 - ** 特点** :优先级高的队列时间片小,优先级低的队列时间片大
282282 - ** 优势** :既照顾短作业,又不会长期忽视长作业
283+
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