mingbing 发表于 2009-7-3 20:06:20

存储器分类

什么是存储器
    存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中的全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
存储器的构成
    构成存储器的存储介质,目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS晶体管或磁性材料的存储元,它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。 一个存储器包含许多存储单元,每个存储单元可存放一个字节。每个存储单元的位置都有一个编号,即地址,一般用十六进制表示。一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。假设一个存储器的地址码由20位二进制数(即5位十六进制数)组成,则可表示220,即1M个存储单元地址。每个存储单元存放一个字节,则该存储器的存储容量为1KB。

存储器的分类按存储介质分
  半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
  磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
按存储方式分
  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。
  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。
按存储器的读写功能分
  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。
  随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的半导体存储器。
按信息的可保存性分
  非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
  永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。
按存储器用途分
  根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。
  为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。
名称简称用途特点
  高速缓冲存储器 Cache 高速存取指令和数据 存取速度快,但存储容量小
  主存储器 内存 存放计算机运行期间的大量程序和数据 存取速度较快,存储容量不大
  外存储器 外存 存放系统程序和大型数据文件及数据库 存储容量大,位成本低

存储器的层次结构
    CPU---高速缓冲存储器---内存-----外存
CPU不能像访问内存那样,直接访问外存,外存要与CPU或I/O设备进行数据传输,必须通过内存进行。在80386以上的高档微机中,还配置了高速缓冲存储器(chache),这时内存包括主存与高速缓存两部分。
把存储器分为几个层次主要基于下述原因:
1、合理解决速度与成本的矛盾,以得到较高的性能价格比。 半导体存储器速度快,但价格高,容量不宜做得很大,因此仅用作与CPU频繁交流信息的内存储器。磁盘存储器价格较便宜,可以把容量做得很大,但存取速度较慢,因此用作存取次数较少,且需存放大量程序、原始数据(许多程序和数据是暂时不参加运算的)和运行结果的外存储器。计算机在执行某项任务时,仅将与此有关的程序和原始数据从磁盘上调入容量较小的内存,通过CPU与内存进行高速的数据处理,然后将最终结果通过内存再写入磁盘。这样的配置价格适中,综合存取速度则较快。
  为解决高速的CPU与速度相对较慢的主存的矛盾,还可使用高速缓存。它采用速度很快、价格更高的半导体静态存储器,甚至与微处理器做在一起,存放当前使用最频繁的指令和数据。当CPU从内存中读取指令与数据时,将同时访问高速缓存与主存。如果所需内容在高速缓存中,就能立即获取;如没有,再从主存中读取。高速缓存中的内容是根据实际情况及时更换的。这样,通过增加少量成本即可获得很高的速度。
  2、使用磁盘作为外存,不仅价格便宜,可以把存储容量做得很大,而且在断电时它所存放的信息也不丢失,可以长久保存,且复制、携带都很方便。
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