第三章：存储系统

一、存储系统基本概念

1. 存储器的层次结构

外存、辅存：

• 没有明显的层次划分
• 辅存中的数据要调入主存后才能被 CPU 访问（读写）
• 解决了主存容量不够的问题
  主存：
• 主存与辅存之间的数据交换需要硬件 + 操作系统（虚拟存储系统）
• CPU 读写主存数据由硬件自动完成
  高速缓冲存储器 Cache：缓解 CPU 与 主存之间的速度矛盾
  寄存器：如 ACC、MQ

第二章：数据的表示和运算

一、进位计数制

1.进制计数法

基数：每个数码位所用到的不同符合的个数。

• $R$ 进制的基数是 $R$
  位权：指的是数制中每个数位所对应的 “权重”，它与该数位的位置相关。
• 对于基数为 R 的数制，小数点左边第 $n$ 位（从 0 开始计数）的位权为 $R^n$ ，小数点右边第 $m$ 位的位权为 $R^{−m}$
  对于 $R$ 进制：基数 = $R$ ，每个数码位可能出现 $R$ 种字符，逢 $R$ 进 $1$
  计算机使用二进制的原因：
  1. 可使用两个稳定状态的物理器件表示
  2. 0，1 正好对应逻辑假、真。方便实现逻辑运算
  3. 可以很方便地使用逻辑门电路实现算术运算

1.1 计算机发展历程

1.1.1 计算机硬件的发展

1.计算机四代变化

发展阶段	时间	逻辑元件	运算速度(次/秒)	内存	外存
第一代	1946-1957	电子管	几千~几万	汞延迟线、磁鼓	穿孔卡片、纸带
第二代	1958-1964	晶体管	几万~几十万	磁芯存储器	磁带
第三代	1964-1971	中小规模集成电路	几十万~几百万	半导体存储器	磁带、磁盘
第四代	1972-至今	大规模、超大规模集成电路	上千万~万亿	半导体存储器	磁盘、磁带、光盘、半导体存储器