Breve descripción del almacenamiento de la computadora

Clasificación de la memoria de la computadora

(1) Clasificación según las propiedades físicas del medio
En términos generales, bajo ciertas condiciones, el cambio de las propiedades del material es la memoria de las condiciones del proceso. Si estas propiedades físicas son detectables y tienen una relación determinista uno a uno con sus condiciones de proceso correspondientes, pueden usarse como elementos de memoria. El elemento de memoria debe tener dos estados físicos claramente definidos, uno para cada uno de los dos valores lógicos básicos, y estos dos estados se pueden detectar y convertir en señales eléctricas. La velocidad de acceso a la información depende del tiempo requerido para medir y cambiar el estado de la memoria del dispositivo. Las sustancias que pueden cumplir este requisito son las siguientes:

1. La memoria mecánica, si hay agujeros y no hay agujeros, con o sin hoyos, se puede detectar y convertir en señales eléctricas con fotocélulas y láser.
2. Las memorias eléctricas (electrónicas), como la apertura y el cierre de interruptores, la presencia o ausencia de capacitancia entre las placas del capacitor, y el positivo y negativo del voltaje, pueden usarse para la detección de señales electrónicas.
3. El almacenamiento magnético, como la dirección de magnetización, se puede detectar por inducción electromagnética.
4. La memoria óptica utiliza la presencia o ausencia de puntos de luz para almacenar datos.

Los originales de memoria utilizados actualmente en las computadoras son electrónicos y magnéticos.

(2) Clasificación por rendimiento de memoria

1. La memoria no permanente, también llamada memoria activa, es una memoria que solo pierde datos después del apagado.Muchas memorias de semiconductores solo pueden guardar sus datos en un entorno un tanto.
2. La memoria persistente, también llamada memoria pasiva, es una memoria que solo puede guardar sus datos después del apagado, como un disco magnético, un disco óptico, una memoria flash, etc.

(3) Clasificación según la relación posicional entre las unidades de acceso.

1. Accede a la memoria secuencialmente. Solo se puede acceder en un cierto orden, y el tiempo de acceso está relacionado con la ubicación física de la unidad de acceso. Como la cinta.
2. Memoria de acceso aleatorio. "Aleatorio" aquí significa que se puede acceder directamente al contenido de cualquier unidad de almacenamiento y que el tiempo de acceso es independiente de la ubicación física de la unidad de almacenamiento . Al igual que un disco magnético, puede leer y escribir datos de cualquier sector en cualquier pista.

(4) Clasificación según restricciones de lectura y escritura

1. Solo lectura de memoria. Tal como un CD.
2. Memoria aleatoria de lectura y escritura. Tales como disco, memoria flash, etc.

(5) Clasificación según el papel de la memoria en el sistema de la computadora

1. Memoria principal También llamada memoria, almacena muchos programas y datos durante el funcionamiento de la computadora. El requisito principal de la memoria principal es una velocidad de acceso más rápida.
2. Memoria caché Se puede utilizar como memoria para acceder directamente a instrucciones y datos a una velocidad que coincide directamente con la CPU.
3. Almacenamiento auxiliar. También se llama almacenamiento externo, como el almacenamiento principal de los programas del sistema de almacenamiento externo y grandes archivos de datos y bases de datos. El almacenamiento auxiliar tiene una gran capacidad de almacenamiento y bajo costo.

Acceso por dirección y estructura de memoria principal

La memoria principal en la computadora es como una caja de medicina en una tienda de medicina tradicional china: se convierte en una unidad de almacenamiento, dispuesta densamente juntas. El método para colocar datos o instrucciones dentro o fuera de ellos es numerarlos previamente y organizarlos de acuerdo con los números. Estos números se denominan la dirección de la unidad de almacenamiento en la máquina con un complemento.

Las dos imágenes de arriba son diagramas esquemáticos. En lugar de enviar el código de dirección directamente a cada unidad de almacenamiento, el código de dirección se envía al decodificador de dirección, y el decodificador de dirección genera la señal de unidad de la unidad correspondiente de dirección para leer y escribir la unidad.

Para una decodificación de línea de dirección de n bits, el rango direccionable es 2 ^ n unidades, que es la capacidad de almacenamiento. Este decodificador utiliza una estructura de decodificación unidimensional, el método de decodificación se convierte en una única decodificación, o método de selección de línea, generalmente utilizado para memoria de pequeña capacidad. La memoria de gran capacidad adopta una estructura de decodificación de direcciones bidimensional (también llamada doble decodificación o duplicación), como se muestra a continuación

La estructura de decodificación del decodificador de direcciones bidimensional utiliza dos decodificadores para realizar la decodificación de direcciones en las direcciones X (fila) e Y (columna). Esto puede salvar el circuito de accionamiento y las líneas de dirección. Si el ancho de la dirección es 10, el número de líneas de palabras es 2 ^ 10 cuando se usa el método de decodificación unidimensional, y se requieren 1024 circuitos de activación; cuando se usa la estructura de decodificación bidimensional, el número total de líneas de palabras se convierte en 2x (2 a la quinta potencia) = 64, requiere 64 circuitos de controlador.

La memoria principal se compone principalmente de un cuerpo de almacenamiento, un decodificador de direcciones, un circuito de accionamiento, un circuito de lectura y escritura y un circuito de control de temporización.

Almacenamiento jerárquico

En la actualidad, la memoria de la computadora generalmente se divide en tres niveles: memoria auxiliar (también llamada almacenamiento externo, como discos ópticos, discos magnéticos, discos U, etc.), memoria principal (también llamada memoria) y caché (registro de caché de alta velocidad, denominado caché). La relación entre ellos se muestra en la siguiente figura: la

memoria auxiliar se usa como una copia de seguridad de la memoria principal; la memoria principal puede comunicarse con la unidad aritmética y el controlador (juntos como una CPU), y también puede usarse como una copia de seguridad de la caché; la caché almacena la información más comúnmente utilizada de la CPU . Antes de ejecutar un programa, el programa y los datos a ejecutar se almacenan en la memoria auxiliar. Cuando el programa comienza a ejecutarse, el programa se transferirá a la memoria. Para programas grandes, debe transferirse a la memoria para su ejecución. Durante la ejecución del programa, los datos se transfieren a la memoria de acuerdo con las necesidades del programa. Para mejorar la velocidad de ejecución del programa, es necesario transferir continuamente el segmento del programa y la parte de datos actualmente utilizada por la CPU en la memoria caché para su ejecución.