前面我们已经把第二章数据的表示和计算都已经讲完了，那么从这一章开始我们将进入存储系统的学习。那么本章要讲什么呢？
本章是历年考查的一个重点。特别呢是我用红框框框出来的这部分，是考试当中特别容易考到的重中之重。那么我们来看一下我们这一章要学什么？最重要的呢是要学习存储器是和如何和CPU协同工作的，那么我们将要介绍存储器的一个简单的模型以及它地址信号如何找到我们的存储单元的，也就是寻址的一个概念。接下来我们将要讲解主存和CPU的连接。那么我们将要解决两个问题，一个问题呢就是我们的主存和我们的CPU它的运算速度是不匹配的，CPU的运算速度要比主存快得多，那么如何解决这个问题呢？我们提出了两种方案，第一种方案我们就设计出了高性能的存储器，也就是我们的双口RAM和我们的多模块存储器。但是这显然还是不够的，然后我们就提出了高速缓冲存储器的概念，也就是cache。要注意cahce是历年考查的一个重中之重，所以大家一定要提高警惕。接下来要解决的一个问题呢是容量的问题，于是我们提出了虚拟存储器的概念。那么cache和这个快表也就是我们虚拟存储器当中的这个东西，我们在操作系统当中大家还是要遇到的，所以大家也要认真地学习。接下来呢就是我们讲解了半导体随机存取存储器，我们将要讲解存储芯片的一个基本结构。我们的动态的ram和我们的静态的ram的工作原理，还有我们的只读存储器它的特点和基本类型。最后，我们还要提一下基本的一些概念，比如像存储器的分类啊，存储器的性能指标，这部分呢大家听一下就可以了，也就是我们这节课要讲的第一节的内容，基本概念。
这一部分呢是比较简单的，但是简单归简单，它还是比较基础的。那么我们知道存储器在我们的计算机系统当中，在第一章我已经提到过了，它是计算机系统当中最重要的部件之一。我们执行程序的时候所需要的指令、所需要的数据都来自存储器。我们的程序的执行结果也都保留在存储器当中。另外，我们的各种文档，我们的音像资料也都保存在存储器当中。
我们这一讲呢分三块部分，首先呢是存储器的分类，然后是它的性能指标，然后就是一个层次的结构。这些都是很基础的。
那么我们首先回顾一下之前讲过的关于存储器的内容。我们前面已经讲过了，冯诺依曼的计算机被分成5大组成部分。那么传统的冯诺依曼结构的计算机呢，运算器是计算机系统的核心。数据的输入和输出都需要运算器的参与，所以我们的运算器就成为了系统的性能瓶颈。所以我们就对以运算器为核心的机器，加以了改进就变成了以存储器为核心的机器。那么我们计算机呢就有两大部分，一部分呢是主机，一部分是外设。主机分为运算器、控制器，由它组成的CPU，然后就是我们的主存。外设呢是I/O设备和辅助存储器。那么我们这一章的内容呢主要还是讲解的主存，辅存和I/O设备我们将要呢在第七章I/O那里讲。
那么主存和辅存就是我们的存储器的内容，主存呢又可以称为主存或者内存，辅助存储器呢又可以称为辅存或者外存。
那么在主存和我们的CPU之间，为了能够配合它们的速度，我们加了一个东西叫做高速缓冲存储器也就是我们的Cache。
那么这样呢就形成了我们的第一种分类方式。就是根据它的作用或者根据它的层次我们可以分为Cache，也就是高速缓冲存储器，主存和辅存，这是第一种分类方式。那么其实对于存储器的分类方法还有很多，我们只要给出一个标准就可以给出一种分类方法。那么我们的主存就是说它可以和CPU直接进行交流，然后我们的辅存它是不能够和CPU进行直接的交流的。所以我们把它归入到外设里面，因为它要通过I/O接口和CPU来交流。这就是第一种分类方式，根据它的作用或者根据它的层次来进行分类。但是呢不管哪一个层次的存储器它们的功能都是相同的，都是用来存放二进制的信息。
我们可以举这样的一个例子，这是一段01序列，一串01序列。那么存储器要存放这样的一个二进制的信息，就需要使用一些的特殊的材料。
那么我们的材料，比如存放这个1，我们就要用不同的存储的材料来进行存储。那么这个材料呢，我们就把它称为存储介质。于是我们提出了第二种分类方式，就是根据它的存储介质来进行分类。使用不同的存储介质呢，就有不同的存储器。比如说我们可以使用磁表面的一个存储器，比如我们的磁带我们磁盘，那么这样的存储器呢我们在现代的生活当中已经很少见。就比如这个东西是很早以前的这是一个磁盘，这儿呢我们可能上小学的时候可能会见过，这个磁带。那么还有呢叫做磁芯存储器。那么什么是磁芯存储器呢？就是像这样的，像算盘一样的这样的东西，那么它就是一个磁芯存储器。还有呢就是大家比较熟悉的了，就是我们的半导体存储器。如果你现在打开你的笔记本，你就可以看到我们的内存条呢是由一个个芯片组成的，那么这样的芯片呢实际上就是一个半导体的存储器。还有大家经常使用的U盘啊也是半导体存储器。之后还有这样一个叫做光存储器的东西，光存储器比如我们的光盘就是光存储器，那么这样的分类方式就是根据我们存储器的存储介质进行的分类。那么不同的存储介质就有不同的特性。
所谓的不同的特性，可以是存取方式的不同。比如像我们的半导体存储器，它就是按照随机存取的方式进行存储的，也就是说我们存储器的任何一个存储单元，它的内容都可以随机存取，而且存取的时间和这个存储单元的物理位置是没有关系的。它的优点是什么呢？就是读写方便，使用灵活。那么可以分成随机存储器也就是RAM和只读存储器是ROM，它们都是随机存取的。所不同的是只读存储器听它的名字就知道它的内容只能随机地读出，但是呢却不能写入，一旦写入就固定不变了。哪怕它断电它的内容也不会丢失，所以ROM和RAM它的存取方式呢都是随机存取的。那么第二种呢，就是像磁带这样的，我们像磁带这样的存储器，它进行访问的时候，只能按照顺序进行一个存取。如果你想读某一个信息的话你只能读固定的一个位置，就比如我们的磁带它需要倒带，所以呢它是顺序存取的。而我们的磁盘它是一个直接存取的，它们两个都是一个串行访问的存储器，也就是说我们的存储单元进行读写操作的时候，我们必须按照它的物理位置进行先后顺序的一个寻址，所以呢我们的顺序存储的存储器，也就是我们的磁带，它是说我们的内容只能按照某种顺序进行存取。而直接存储的存储器呢，它不是随机地访问，也不是完全按照顺序读取。它是介于两者之间，我们先寻整个存储器的一个某一块的小区域，然后再在这个小区域内进行一个顺序查找。那么这是两种不同的存储方式，一个呢是随机存取，一个是串行存取。串行存取呢又可以分为顺序存取和直接存取。
那么不同的特性还有一个呢就是它的信息是不是可以保存的，所以我们可以按照信息的可保存性进行分类。有一种信息呢是易失的，比如我们的RAM，它就是易失的，也就是说只要一断电它就没有了。像我们的磁盘，像我们的磁带，它都是非易失的。
那么不仅有易失和非易失的，还有一种分类方式呢就是说我们的存储单元所存储的信息如果被读出的时候，原来的存储信息是否会被破坏。如果它原来存储的信息被破坏了，我们称为破坏性读出。而如果你读出的时候，原来的存储单元的信息不被破坏，那么就称为非破坏性读出。那么像我们的动态的随机存取的存储器，DRAM，它就是一个破坏性的读出。也就是说如果这样的信息被读出的时候，我们原来储存的这样一个信息是破坏的，所以我们就把它称为破坏性读出。那么具有破坏性读出的这样的存储器呢，我们每一次读出的操作之后，必须紧跟一个再生的操作，以恢复被破坏的信息。那么我们将要在后面讲随机存取存储器的时候，我们将要讲解。
好的这就是我们本节的内容。我们的存储器可以分成四类，第一类就是按照它的作用或者按照它的层次进行分类，我们可以分为主存、高速缓冲存储器和辅存。按照它的存储介质我们可以分为磁表面的存储器比如像我们的磁带、磁盘，还有磁芯存储器，但是这个东西呢已经很罕见了，半导体存储器和光存储器。按照信息的存取方式可以分为随机存储的存储器RAM和ROM，以及串行访问的存储器，比如像顺序访问的就是我们的磁带，而直接存取的呢就是我们的磁盘。最后一点就是按照信息的可保存性，我们可以按照断电后我们的信息是否丢失可以分为易失和非易失的，以及读出时是否破坏原有的信息，分为破坏性读出和非破坏性读出。那么这就是本节的内容。
接下来讲解的呢是存储系统的性能指标。我们在第一章的时候就已经讲过一个性能指标，那是我们计算机系统的一个性能指标。我们今天讲的呢是存储器的三个主要的性能指标。
分别是存储容量，单位成本和存储速度。这些内容呢大家做一个简单的了解就可以了。我么之前在讲解计算机系统的时候我们就讲过，我们现在追求的一个目标是什么呢？就是我们的容量要大，我们的成本要低，以及我们的速度要快。那么就用这三个指标来衡量我们的存储器。也就是存储容量，就是来衡量它的容量大小的。那么单位成本呢就是衡量它的成本的这样的一个指标，存储速度就是衡量它的一个数据传输速度快慢的这样的一个指标。存储容量是如何来计算的呢，是用存储字数乘以字长来计算的，比如1M*8位那这就是一个存储容量的计算公式。需要注意的是，我们的存储字数表示的是存储器的地址空间大小，存储器有多大的一个地址空间。而字长表示的是一次存取操作它的一个数据量。那么字节和位的换算我们相信已经重复过多次了。一个字节也就是一个大B等于8位，也就是8个小B。那么单位成本顾名思义就是每位的一个价格，用我们的总成本除以我们的总容量，就是一个单位成本，这个不需要多说。最重要的呢就是我们的存储速度。那么存储速度我们用数据传输率来进行衡量，用我们的数据的宽度除以我们的存储周期。
那么什么是存储周期呢？存取周期分成存取的一个时间，加上恢复的一个时间。存取的时间是什么呢？是指从启动一次存储器操作到完成这样的操作，所经历的时间我们称为存取时间。存取嘛，分为读出时间和写入时间，也就是我们启动一次存储器到完成这样的操作，总共的一个时间我们称为存取时间。那么存取周期是什么呢？我们的存储周期看这样一个图，我们在第一次存储结束到我们的下一次存取，中间有一个时间叫做恢复时间。那么恢复时间加上存取时间，这样的时间就叫做存取周期。它是指，存储器进行一次完整的读取操作所要进行的全部的时间。也就是说我们两次独立的访问操作之间所需的一个最小的时间间隔，我们称为存取周期，也就是我们的存取时间加上一个恢复的时间，这样呢才等于我们的存取周期。所以我们的存储周期大家应该都了解是什么含义了。那么什么是数据的宽度呢，我们一般用主存带宽来表示。那么我们的主存带宽又称为数据传输率，也就是说我们每一秒从主存进出的一个信息的最大的数量，就是我们的主存的带宽或者叫做数据传输率。它就是来衡量我们的存储速度的一个性能指标。也就是说我们一秒主存可以进出多少信息，它的最大的数量就是我们的数据的传输率。好的，那就是我们存储器的三个最重要的性能指标了。特别要注意的是存取周期是怎样的一个概念，简单了解一下即可。
