存储系统

1. 存储系统基本概念

• 应用APP都是在辅存里面的，但是辅存的读写速度太慢了。CPU如果直接和辅存去读写数据，会拖累CPU的速度。
• 所以调用应用的时候会先把程序从辅存掉到主存里面去。
• 为什么还要增加一个Cache？因为主存的速度还是比CPU慢，所以增加一个Cache缓解CPU和主存之间的速度矛盾。
• 最上面的寄存器，速度最快，也最少，在CPU里面也就只有几个寄存器。

2. 存储器的分类

• 顺序存取存储器和直接存取存储器又可以叫做串行访问存储器（读写某个存储单元所需时间和存储单元的物理位置有关。）

• 这三种存储器都是需要我们先指明一个地址，然后去读取数据。还有一种存储器叫相联存储器（CAM），也就是可以直接按照内容访问的存储器。
  
  

• 主存是断电丢失存储信息的。你看手机关机以后，本来在主存里面的操作系统等存储信息都没了。重新开机的时候开机动画那么长就是在把操作系统从辅存调到主存。

• 根据不同的分类方式，可以有很多种分类方法。
  

3. 主存储器

怎么根据地址找到我们想要读写的存储单元呢？

• 使用译码器：
  
  经过译码器的处理，一个地址信号会被转换成译码器的某一条字选线的高电平输出。
• 然后通过绿色的那条数据线（位线），把每一位的二进制信息传入MDR的寄存器里面，CPU再通过数据总线从MDR里面取走这一个字长的数据信息。

4. SRAM和DRAM

• DRAM芯片的结构就是上面第三节的那个结构。
• DRAM芯片：使用栅极电容存储信息。
• SRAM芯片：使用双稳态触发器存储信息。
• 俩种芯片的核心区别就是存储元不一样。

• 左边的成本低，集成度高，功耗也低，右边反之。
  

• 因为DRAM读出数据以后要重写，所以速度更慢。

• 这两种芯片都属易失性芯片，也就是断电以后信息会丢失。

• “刷新”：因为电容里面的电荷会随着时间慢慢流失，这就会导致里面存储的二进制信息出现误差。实际上电容内的电荷只能维持2ms，即使不断电，2ms以后信息也会消失。所以2ms内必须“刷新”一次，给电容充电。而双稳态触发器只要一直供电就不好改变触发器的状态。