Brève description du stockage informatique

Classification de la mémoire informatique

(1) Classification selon les propriétés physiques du milieu
D'une manière générale, dans certaines conditions, le changement des propriétés du matériau est la mémoire des conditions du procédé. Si ces propriétés physiques sont détectables et ont une relation un à un déterministe avec leurs conditions de processus correspondantes, elles peuvent être utilisées comme éléments de mémoire. L'élément de mémoire doit avoir deux états physiques clairement définis, un pour chacune des deux valeurs logiques de base, et ces deux états peuvent être détectés et convertis en signaux électriques. La vitesse d'accès aux informations dépend du temps nécessaire pour mesurer et modifier l'état de la mémoire de l'appareil. Les substances pouvant répondre à cette exigence sont les suivantes:

1. La mémoire mécanique, s'il y a des trous et aucun trou, avec ou sans piqûres, peut être détectée et convertie en signaux électriques avec des photocellules et des lasers.
2. Les mémoires électriques (électroniques), telles que l'ouverture et la fermeture des interrupteurs, la présence ou l'absence de capacité entre les plaques de condensateur, et le positif et le négatif de la tension, peuvent être utilisés pour la détection de signal électronique.
3. Le stockage magnétique, tel que le sens de l'aimantation, peut être détecté par induction électromagnétique.
4. La mémoire optique utilise la présence ou l'absence de taches lumineuses pour stocker les données.

Les originaux de mémoire actuellement utilisés dans les ordinateurs sont électroniques et magnétiques.

(2) Classification selon les performances de la mémoire

1. La mémoire non permanente, également appelée mémoire active, est une mémoire qui ne perd que des données après la mise hors tension. De nombreuses mémoires à semi-conducteurs ne peuvent enregistrer leurs données que dans un environnement quelque peu.
2. La mémoire persistante, également appelée mémoire passive, est une mémoire qui ne peut enregistrer ses données qu'après la mise hors tension, comme un disque magnétique, un disque optique, une mémoire flash, etc.

(3) Classification selon la relation de position entre les unités d'accès

1. Accédez à la mémoire séquentiellement. Il n'est accessible que dans un certain ordre et le temps d'accès est lié à l'emplacement physique de l'unité d'accès. Comme la bande.
2. Mémoire à accès aléatoire. "Aléatoire" signifie ici que le contenu de n'importe quelle unité de stockage est directement accessible et que le temps d'accès est indépendant de l'emplacement physique de l'unité de stockage . Comme un disque magnétique, il peut lire et écrire des données de n'importe quel secteur dans n'importe quelle piste.

(4) Classification selon les restrictions de lecture et d'écriture

1. Lecture seule de la mémoire. Comme un CD.
2. Mémoire aléatoire de lecture et d'écriture. Tels que disque, mémoire flash, etc.

(5) Classification selon le rôle de la mémoire dans le système de l'ordinateur

1. Mémoire principale. Également appelé mémoire, il stocke de nombreux programmes et données pendant le fonctionnement de l'ordinateur. La principale exigence de la mémoire principale est une vitesse d'accès plus rapide.
2. Mémoire cache. Il peut être utilisé comme mémoire pour accéder directement aux instructions et aux données à une vitesse qui correspond directement au CPU.
3. Stockage auxiliaire. Également appelé stockage externe, en tant que stockage principal des programmes du système de stockage externe et des fichiers et bases de données volumineux. Le stockage auxiliaire a une grande capacité de stockage et un faible coût.

Accès par adresse et structure de la mémoire principale

La mémoire principale de l'ordinateur est comme une boîte à médicaments dans un magasin de médecine traditionnelle chinoise - elle devient une unité de stockage, agencée de manière dense. La méthode pour mettre des données ou des instructions dedans ou en dehors est de les prénuméroter et de les organiser en fonction des nombres. Ces numéros sont appelés l'adresse de l'unité de stockage dans la machine avec un complément.

Les deux images ci-dessus sont des diagrammes schématiques. Au lieu d'envoyer le code d'adresse directement à chaque unité de stockage, le code d'adresse est envoyé au décodeur d'adresse, et le décodeur d'adresse génère le signal de commande de l'unité d'adresse correspondante pour lire et écrire l'unité.

Pour un décodage de ligne d'adresse à n bits, la plage adressable est de 2 ^ n unités, ce qui correspond à la capacité de stockage. Ce décodeur utilise une structure de décodage unidimensionnelle, la méthode de décodage devient un décodage unique, ou méthode de sélection de ligne, généralement utilisée pour la mémoire de petite capacité. La mémoire de grande capacité adopte une structure de décodage d'adresse bidimensionnelle (également appelée double décodage ou duplication), comme illustré ci-dessous

La structure de décodage du décodeur d'adresse bidimensionnel utilise deux décodeurs pour effectuer le décodage d'adresse dans les directions X (ligne) et Y (colonne). Cela peut sauver le circuit d'entraînement et les lignes d'adresse. Si la largeur d'adresse est de 10, le nombre de lignes de mots est de 2 ^ 10 lors de l'utilisation de la méthode de décodage unidimensionnel, et 1024 circuits de commande sont requis; lorsque la structure de décodage bidimensionnelle est utilisée, le nombre total de lignes de mots devient 2x (2 à la 5e puissance) = 64, nécessite 64 circuits de commande.

La mémoire principale est principalement composée d'un corps de stockage, d'un décodeur d'adresse, d'un circuit de commande, d'un circuit de lecture-écriture et d'un circuit de commande de synchronisation.

Stockage hiérarchique

À l'heure actuelle, la mémoire de l'ordinateur est généralement divisée en trois niveaux: la mémoire auxiliaire (également appelée stockage externe, comme les disques optiques, les disques magnétiques, les disques U, etc.), la mémoire principale (également appelée mémoire) et le cache (registre de cache à haute vitesse, appelé cache). La relation entre eux est illustrée dans la figure suivante: la

mémoire auxiliaire est utilisée comme sauvegarde de la mémoire principale; la mémoire principale peut communiquer avec l'unité arithmétique et le contrôleur (ensemble en tant que CPU), et peut également être utilisée comme sauvegarde du cache; le cache stocke les informations les plus couramment utilisées du CPU . Avant l'exécution d'un programme, le programme et les données à exécuter sont stockés dans la mémoire auxiliaire. Lorsque le programme commence à s'exécuter, le programme est transféré en mémoire. Pour les grands programmes, il doit être transféré en mémoire pour être exécuté. Lors de l'exécution du programme, les données sont transférées en mémoire selon les besoins du programme. Afin d'améliorer la vitesse d'exécution du programme, il est nécessaire de transférer en continu le segment de programme et la partie de données actuellement utilisés par la CPU dans le cache pour l'exécution.