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存储系统

2023-04-15

简介

计算机中由能写入和读出信息的存储器及其控制器组成的系统。它具有记忆能力,所存信息(程序和数据)可供中央处理器和其他处理部件使用,是计算机的主要组成部分。

最早的存储器使用电子管、继电器、串行的延迟线存储器。20世纪50年代中期,主要使用磁芯存储器作为主存储器,磁鼓作为辅助存储器。60年代中期以来,逐渐用金属-氧化物-半导体(MOS)和双极型半导体作为主存储器,磁带和磁盘作为辅助存储器。80年代以来,陆续用磁泡和光盘等新型存储器构成存储系统。

存储层次 对存储器的基本要求是存储容量大、存取速度快和成本低。为同时满足上述三个要求,计算机需有速度由慢到快,容量由大到小的多层次存储器,以最优的控制调度算法和合理的成本,构成存储系统。较早出现的是主存储器-辅助存储器二级存储层次,它是由存取速度快、有一定存储容量、价格较高的主存储器和存取速度慢、存储容量大而价格低的辅助存储器组成的。20世纪80年代以来,为解决主存储器与中央处理器的速度匹配矛盾,提出了多种方法。一种方法是在中央处理器和主存储器之间,增设一个速度更快而容量不大的高速缓冲存储器,构成了高速缓存-主存-辅存三级存储层次。另一方法是采用存储器的多体交叉存取。

分类 按存取方式的不同,存储器可分为: ①随机存取存储器(RAM),如磁芯存储器和半导体存储器。这类存储器能按地址对任意一个存储单元直接进行存取,而且能在一个存取周期内进行一次访问,存取时间是一常数,与信息所在存储单元的地址(位置)无关。②顺序存取存储器(SAM), 如磁带存储器。这类存储器存储容量大, 但它们完全按照信息的物理顺序定位和存取, 存取时间与信息在其载体上的位置有关, 变化较大, 存取速度也慢。③直接存取存储器(DMA),如磁鼓和磁盘存储器。这类存储器存取信息的方式既不完全按地址, 也不完全按顺序, 而是介于两者之间。它们的存储容量大, 存取时间虽仍与信息所在位置有关, 但变化不大, 存取速度也介于上述两者之间。

存储映像 逻辑地址空间和物理地址空间之间变换(地址变换)关系。这种变换能合理地管理存储系统资源。逻辑地址是指程序员编制的程序地址,由它构成逻辑地址空间。物理地址是指主存储器中的实际地址。

存储保护 多道程序和多处理机系统中防止用户程序非法访问,或者防止某一用户程序出错而破坏其他用户程序所采取的技术措施。存储保护一般有存储区域保护、访问式保护、界限寄存器方式保护、键式保护和环状保护等。

英文

memory system