计算机储存器简述

计算机储存器分类

(1)按介质的物理性质分类
广义的讲,在一定条件下,物质性质的改变就是对过程条件的记忆。如果这些物理性质可检测并且与其相应的过程条件之间有确定的一一对性的关系,则可用作记忆元件。记忆元件应当有两个明确定义的物理状态,一分别表示两个基本逻辑值,且这两个状态可以被检测并转化成电信号。信息的存取速度取决于测量与改变元件的记忆状态所需的时间。能满足这一要求的物质有如下这些:

  1. 机械存储器,如有孔与无孔,有坑与无坑,可以用光电管和激光检测并转化为电信号。
  2. 电气(电子)存储器,如开关的开闭,电容器极板之间有无电容以及电压的正负,可以用做电子信号检测。
  3. 磁存储器,如磁化的方向,可以用电磁感应检测。
  4. 光存储器,利用光斑的有无存储数据。

目前计算机中使用的记忆原件是电子的和磁性的。

(2)按记忆性能分类

  1. 非永久记忆的存储器,也叫有源存储器,只断电之后数据即消失的存储器,许多半导体存储器只能在有点的环境中才能保存其数据。
  2. 永久记忆性存储器,也叫无源存储器,只断电之后仍能保存其数据的存储器,如磁盘,光盘,闪存等。

(3)按访问单元之间的位置关系分类

  1. 顺序访问存储器。只能按照某种顺序存取,存取时间与存取单元的物理位置有关。如磁带。
  2. 随机访问存储器。这里指的“随机”指任何存储单元的内容都能被直接存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。如磁盘,其可以可以读写任何磁道中的任何一个扇区的数据。

(4)按读写限制分类

  1. 只读存储器。如光盘。
  2. 随机读写存储器。如磁盘,闪存等。

(5)按存储器在计算机中系统中所起的作用分类

  1. 主存储器。 也叫内存,存放计算机运行期间的大量程序与数据。主存储器的主要要求是存取速度较快。
  2. 高速缓冲存储器Cache。 可以用作与CPU直接匹配的速度高速存取指令和数据的存储器。
  3. 辅助存储器。 也叫外存,作为主存储器的外援存放系统程序和大型数据文件及数据库。辅助存储器的存储容量大,为成本低。

按地址进行存取与主存储器的结构

计算机中的主存储器就像中药铺中的药盒——成为存储单元,密密麻麻地排列在一起,要往里放数据或指令或从中取出数据或指令的方法是预先编号,按照号码进行排列。这些号码就称为存储单元的地址——在机器中用补码表示。在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
上两图为示意图。并非直接把地址码送到每个存储单元,而是把地址码送到地址译码器,由地址译码器产生地址对应单元的驱动信号,来对该单元进行读写。
在这里插入图片描述
对于一个n位的地址线译码,可以寻址的范围是2^n个单元,即存储容量。这种译码器采用一维译码结构,译码方式成为单译码,或线选法,一般用于小容量的存储器。在大容量的存储器采用二维地址译码结构(也叫双译码或重合法),如下图

在这里插入图片描述
二维地址译码器的译码结构使用两个译码器,分别在X(行)和Y(列)两个方向进行地址译码。这样可以节省驱动电路和地址线。列如地址宽度为10,采用一维译码方式时字线数为2^10条,需要1024个驱动电路;采用二维译码结构时,字线总数变为2x(2的5次方)=64,需要64个驱动电路。

主存储器主要由存储体,地址译码器,驱动电路,读写电路和时序控制电路组成。
在这里插入图片描述

分级存储

目前计算机存储器一般分为3级:辅助存储器(也叫外存,如光盘,磁盘,U盘等),主存储器(也叫内存)和Cache(高速缓冲寄存器,简称缓存)。他们之间的关系如下图所示:
在这里插入图片描述
辅助存储器作为主存储器的后援;主存储器可以与运算器和控制器(合起来成为CPU)通信,也可以作为Cache的后援;Cache存储CPU最常使用的信息。一个程序执行前,程序和他要执行的数据都存放在辅助存储器中。程序开始执行,程序会被调入内存,对于大型程序要一段一段的调入内存执行。程序在执行过程中,数据按照程序的需要被调入内存。为了提高执行程序的速度,还要不断地把CPU当前要是用的程序段和数据部分调入高速缓存执行。

发布了8 篇原创文章 · 获赞 4 · 访问量 290

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/qq_45521281/article/details/105265150