计组学习笔记(二):存储器的分类

存储器的分类

  存储器有很多很多种,从不同的角度对存储器有不同的分类。

1、按照在计算机中的作用(层次)进行分类:

  (1)主存储器:简称主存,就是我们常说的内存。用来存放计算机运行期间所需要的大量程序和数据,其主要特点是可以直接和CPU交换信息、容量小、存取速度快、单位成本高。

  (2)辅助存储器:简称辅存,就是我们常说的外存。主存储器速度快,可以和CPU直接交换信息,其容量也随着计算机硬件技术的发展不断增大,但是不可能将计算机所有的用户进程和系统所需的程序和数据放入内存。所以我们主存中只存放正在运行的相关程序和数据,而暂时不用的程序和数据以及需要永久保存的信息先存放到辅存中,其特点是不能与CPU直接交换信息、容量大、存取速度较慢、单位成本较低。

  (3)高速缓冲存储器:简称Cache,位于主存和CPU之间,用于存放正在执行的程序段和数据以及经常使用的相关程序和数据。CPU从主存请求信息的速度是比主存提供信息的速度快的,如果没有Cache,那么CPU会花费时间等待主存将信息提供完毕,这会降低CPU的利用率。Cache与CPU速度相匹配,但是容量小,价格高。

2、按照存储介质分类:

  (1)磁表面存储器:这种存储器是在金属或塑料基体的表面涂上一层磁性材料作为记录介质,工作时磁层随载体告诉运转,用磁头在磁层上进行读写操作。例如磁盘、磁带、磁鼓(现在磁鼓很少被采用)这类存储器具有非易失性。

  (2)磁芯存储器:由硬磁材料做成的环状元件,在磁心中穿有驱动线和读出线。也是属于非易失性的永久记忆存储器,由于其体积太大,工艺复杂等因素现在已经基本上不采用了。

  (3)光盘存储器:使用激光在记录介质上进行读写的存储器,具有非易失性的特点。其记录密度高、耐用性好、可靠性高、可交互性强,现在越来越被用于计算机系统

  (由于辅助存储器常常保存永久性的信息,所以以上三种存储器在计算机中往往都作为辅存)

  (4)半导体存储器:存储元件由半导体器件组成。现代半导体存储器都用超大规模集成电路工艺制成芯片,其体积小、功耗低、存取时间短。但是它是易失性存储器,我们的主存往往使用的都是半导体存储器。半导体存储器按照材料不同分为双极型(TTL)半导体存储器和MOS半导体存储器,前者高速,后者高集成度、制造简单、成本较低,故MOS半导体存储器被广泛应用。

3、按存取方式分类:

  (1)随机存储器(RAM,Random Access Memory):任何一个存储单元的内容都可以随机存取,存取时间与存储单元的物理位置无关。计算机中的主存往往采用这种随机存储器,按照存储信息的原理不同可分为静态RAM(SRAM,原理是触发器寄存信息)和动态RAM(DRAM,原理是电容充放电寄存信息)。

  (2)只读存储器(ROM,Read Only Memory):顾名思义,存储器的内容只能随机读出而不能写入。信息一旦写入就固定不变了,内容断电不会丢失。通常用它来存储固定不变的程序、常数和汉字库,甚至用于操作系统的固化。它与RAM可以共同作为主存的一部分,统一构成主存的地址域。

    ROM派生出很多存储器,其中也包含可重复写入的类型,ROM和RAM的存取方式都为随机存取,广义上的只读存储器已经可以通过电擦除等方式进行写入了,“只读”的概念并没有保留,只保留了断电内容保留、随机读取的特性,其写入速度比读取速度慢很多。

    ROM的类型:

    掩膜式只读存储器(MROM,Masked ROM):它的内容由厂家根据用户的要求在生产中直接写入,写入后任何人都无法改变其中的内容。

    一次可编程只读存储器(PROM,Programmable ROM):它可以实现一次性编程的只读存储器。允许用户利用专门的设备写入自己的 程序,一旦写入后,内容无法改变。

   可擦除可编程只读存储器(EPROM,Erasable Programmable ROM):可由用户对其内容进行多次改写。需要修改时先将其内容全部擦除,然后再编程。EPROM由可以分为两种,紫外线擦除(UVEPROM)和电擦除(EEPROM)。虽然EPROM可以读写,但是写入时间过长,写入次数有限,不能代替RAM。

   闪速存储器(Flash Memory):它是在EPROM和EEPROM的基础上发展起来的,可以在不加电的情况下长期保存信息,又能在线快速擦除和重写,价格比EPROM便宜,擦除重写速度比EEPROM快。

   固态硬盘(SSD,Solid State Drives):用固态电子存储器芯片阵列制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片)组成

  (3)串行访问存储器:对存储单元进行读写操作时,需要按照其物理位置的先后顺序寻址,包括顺序存取存储器(如磁带)和直接存取存储器(如磁盘)。需要注意的是这里的直接存取存储器是介于顺序存取和随机存取之间的,如对磁盘的读写,按照柱面号,盘面号,扇区号找到存放信息的小区域,再顺序存取所需要的信息。

4、按信息的可保存性分类:

  (1)易失性存储器:断电后存储信息消失,如RAM。

  (2)非易失性存储器:断电后存储信息保留,如ROM、磁表面存储器等。

   另外有些存储器信息被读出时,原存储信息将被破坏,成为破坏性读出,这种存储器读出后需要跟一个恢复操作,再生信息。


   如有错误,还望指正~

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