三个存储器

⑴ 简述计算机三级存储体系结构

在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。

1、高速缓冲存储器

存在于主存与CPU之间的一级存储器， 由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多， 接近于CPU的速度。在计算机存储系统的层次结构中，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。

2、主存储器（Main memory）

计算机硬件的一个重要部件，其作用是存放指令和数据，并能由中央处理器（CPU）直接随机存取。现代计算机是为了提高性能，又能兼顾合理的造价，往往采用多级存储体系。即由存储容量小，存取速度高的高速缓冲存储器，存储容量和存取速度适中的主存储器是必不可少的。

主存储器是按地址存放信息的，存取速度一般与地址无关。32位（比特）的地址最大能表达4GB的存储器地址。这对多数应用已经足够，但对于某些特大运算量的应用和特大型数据库已显得不够，从而对64位结构提出需求。

3、外储存器

辅助存储器又称外存储器（简称外存）。指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。

(1)三个存储器扩展阅读

计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以最优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要，主要原因是：

1、冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上，访存操作约占中央处理器（CPU）时间的70%左右。

2、存储管理与组织的好坏影响到整机效率。

3、现代的信息处理，如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。

⑵ 存储器可分为哪三类

存储器不仅可以分为三类。因为按照不同的划分方法，存储器可分为不同种类。常见的分类方法如下。

一、按存储介质划分

1. 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。

2. 磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。

二、按存储方式划分

1. 随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。

2. 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元的物理位置有关。

三、按读写功能划分

1. 只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的，只能读出而不能写入的半导体存储器。

2. 随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的存储器。

二、选用各种存储器，一般遵循的选择如下：

1、内部存储器与外部存储器

一般而言，内部存储器的性价比最高但灵活性最低，因此用户必须确定对存储的需求将来是否会增长，以及是否有某种途径可以升级到代码空间更大的微控制器。基于成本考虑，用户通常选择能满足应用要求的存储器容量最小的微控制器。

2、引导存储器

在较大的微控制器系统或基于处理器的系统中，用户可以利用引导代码进行初始化。应用本身通常决定了是否需要引导代码，以及是否需要专门的引导存储器。

3、配置存储器

对于现场可编程门阵列(FPGA）或片上系统(SoC)，可以使用存储器来存储配置信息。这种存储器必须是非易失性EPROM、EEPROM或闪存。大多数情况下，FPGA采用SPI接口，但一些较老的器件仍采用FPGA串行接口。

4、程序存储器

所有带处理器的系统都采用程序存储器，但是用户必须决定这个存储器是位于处理器内部还是外部。在做出了这个决策之后，用户才能进一步确定存储器的容量和类型。

5、数据存储器

与程序存储器类似，数据存储器可以位于微控制器内部，或者是外部器件，但这两种情况存在一些差别。有时微控制器内部包含SRAM(易失性)和EEPROM(非易失)两种数据存储器，但有时不包含内部EEPROM，在这种情况下，当需要存储大量数据时，用户可以选择外部的串行EEPROM或串行闪存器件。

6、易失性和非易失性存储器

存储器可分成易失性存储器或者非易失性存储器，前者在断电后将丢失数据，而后者在断电后仍可保持数据。用户有时将易失性存储器与后备电池一起使用，使其表现犹如非易失性器件，但这可能比简单地使用非易失性存储器更加昂贵。

7、串行存储器和并行存储器

对于较大的应用系统，微控制器通常没有足够大的内部存储器。这时必须使用外部存储器，因为外部寻址总线通常是并行的，外部的程序存储器和数据存储器也将是并行的。

8、EEPROM与闪存

存储器技术的成熟使得RAM和ROM之间的界限变得很模糊，如今有一些类型的存储器（比如EEPROM和闪存）组合了两者的特性。这些器件像RAM一样进行读写，并像ROM一样在断电时保持数据，它们都可电擦除且可编程，但各自有它们优缺点。

参考资料来源：网络——存储器