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順序訪問的存儲器

發布時間: 2023-04-27 09:43:02

㈠ ram是什麼存儲

RAM是隨機存取存儲器,也叫主存,是與CPU直接交換數據的內部存儲器。

RAM叫做計算機隨機存取存儲器,是確定系統性能的最重要組件之一。RAM是Random Access Memory的首字母縮寫,RAM為應用程序提供了一個短期存儲和訪問數據的場所。它存儲人們的計算機正在使用的信息,以便可以快速訪問它。

RAM的特點

RAM的特點是可讀可寫,但是斷電之後存儲數據會丟失。人們手機、電腦中的運行內存就是RAM,一般不能被人們直接訪問,是用來緩存載入數據使用。

RAM的工作特點是通電後,隨時可在任意位置單元存取數據信息,斷電後內部信息也隨之消失。當RAM處於正常工作時,可以從RAM中讀出數據,也可以往RAM中寫入數據。與ROM相比較,RAM的優點是讀和寫方便、使用靈活,特別適用於經常快速更換數據的場合。

以上內容參考:網路-隨機存取存儲器

㈡ 什麼是順序存儲器

按存儲方式分

隨機存儲器:任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間和存儲單元的物理位置無關。

順序存儲器:只能按某種順序來存取,存取時間和存儲單元的物理位置有關。

㈢ 計算機的存儲器主要功能是什麼

存儲器是計算機實現記憶功能的一個重要組成部分。計算機的記憶是通過存儲器對信息的存儲來實現的。存儲器用來保存計算機工作所必需的程序和數據。

在計算機系統中的存儲器不是由單一器件或單一裝置構成,而是由不同材料、不同特性、不同管理方式的存儲器類型構成的一個存儲器系統。

計算機技術的發展使存儲器的地位不斷得到提升,計算機系統由最初的以運算器為核心逐漸轉變成以存儲器為核心。這就對存儲器技術提出了更高的要求。

不僅要使一類存儲器能夠具有更高的性能,而且能通過硬體、軟體或軟硬體結合的方式將不同類型的存儲器組合在一起來獲得更高的性價比,這就是存儲系統。

為了提高計算機系統的性能,要求存儲器具有盡可能高的存取速度、盡可能大的存儲容量和盡可能低的價位。但是,這三個性能指標是相互矛盾的。

(3)順序訪問的存儲器擴展閱讀

存儲器的分類

1、按存儲介質分類

(1)半導體存儲器用半導體器件組成的存儲器稱為半導體存儲器;特點:集成度高、容量大、體積小、存取速度快、功耗低、價格便宜、維護簡單。主要分兩大類:雙極型存儲器:TTL型和ECL型.金屬氧化物半導體存儲器(簡稱MOS存儲器):靜態MOS存儲器和動態MOS存儲器。

(2)磁表面存儲器用磁性材料做成的存儲器稱為磁表面存儲器,簡稱磁存儲器。它包括磁碟存儲器、磁帶存儲器等。特點:體積大、生產自動化程度低、存取速度慢,但存儲容量比半導體存儲器大得多且不易丟失。

(3)激光存儲器信息以刻痕的形式保存在盤面上,用激光束照射盤面,靠盤面的不同反射率來讀出信息。光碟可分為只讀型光碟(CD-ROM)、只寫一次型光碟(WORM)和磁光碟(MOD)三種。

2、按存取方式分類

(1)隨機存儲器(RAM):如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間與存儲單元的物理位置無關,則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。

RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。

(2)串列訪問存儲器(SAS):如果存儲器只能按某種順序來存取,也就是說,存取時間與存儲單元的物理位置有關,則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。

順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器,如磁帶,信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器,如磁碟存儲器,它介於順序存取和隨機存取之間。

(3)只讀存儲器(ROM):只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器,即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。

目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM),可擦除可編程ROM(EPROM),電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高,成本低,且是一種非易失性存儲器,計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。

3、按信息的可保存性分類

非永久記憶的存儲器:斷電後信息就消失的存儲器,如半導體讀/寫存儲器RAM。

永久性記憶的存儲器:斷電後仍能保存信息的存儲器,如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM.

4、按在計算機系統中的作用分

根據存儲器在計算機系統中所起的作用,可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大,速度快,成本低三者之間的矛盾,目前通常採用多級存儲器體系結構,即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

高速緩存存儲器:主要用途是高速存取指令和數據,存取速度快,但存取容量小;主存儲器:存放計算機運行期間的大量程序和數據,存取速度快,存儲容量不大;外存儲器:存放系統程序和大型數據文件及資料庫,存儲容量大,成本較低。

㈣ 下面有關存儲器的說法正確的是()

C選項,主存包括ROM,RAM和cache,而ROM是非易失的。所以C錯了

㈤ 在外存儲設備中,哪些是順序存儲設備,哪些是隨機存儲設備

光碟是隨機存儲亮滲茄,磁帶是順序存儲。

隨機存儲器用於存放正在運行的程序和數據,特點是敬察具有可讀寫性和易丟失性,即其中保存的信息,一旦掉電就會全部丟失。

隨機存儲器又可分為靜態隨機存儲器SRAM和動態隨機存儲器DRAM,前者因為製作工藝復雜,價格高昂,只有少量用於高速緩存Cache;後者則是在微機中被稱為內存條的東西。

(5)順序訪問的存儲器擴展閱讀:

存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內存儲器(簡稱內存),輔助存儲器又稱外存儲器(簡稱外存)。內存儲器最突出的特點是存取速度快,但是容量小、價格貴;外存儲器的特點是容量大、價格低,但是存取速度慢。

內存儲器用於存放那些立即要用的程序和數據;外存儲器用於存放暫時不用的程序和數據。內存儲器和外存儲器之間常常頻繁地交換信息。

外存通常是磁性介質或光碟,像硬碟,軟盤,磁帶,CD等,能長期保存信息,並且不依賴於電來保存信息,但是由機械部件喊游帶動,速度與CPU相比就顯得慢的多。

㈥ 存儲器的存儲方式

存儲器中數據常用的存取方式有順序存取、直接存取、隨機存取和相聯存取等四種。
(1)順序存取:存儲器的數據以記錄的形式進行組織。對數據的訪問必須按特定的線性順序進行。磁帶存儲器採用順序存取的方式。
(2)直接存取:與順序存取相似,直接存取也使用一個共享的讀寫裝置對所有的數據進行訪問。但是,每個數據塊都擁有惟一的地址標識,讀寫裝置可以直接移動到目的數據塊的所在位置進行訪問。存取時間也是可變的。磁碟存儲器採用直接存取的方式。
(3)隨機存取:存儲器的每一個可定址單元都具有自己惟一的地址和讀寫裝置,系統可以在相同的時間內對任意一個存儲單元的數據進行訪問,而與先前的訪問序列無關。主存儲器採用隨機存取的方式。
(4)相聯存取:相聯存取也是一種隨機存取的形式,但是選擇某一單元進行讀寫是取決於其內容而不是其地址。與普通的隨機存取方式一樣,每個單元都有自己的讀寫裝置,讀寫時間也是一個常數。使用相聯存取方式,可以對所有的存儲單元的特定位進行比較,選擇符合條件的單元進行訪問。為了提高地址映射的速度,cache採取相聯存取的方式。
存儲器系統的性能主要由存取時間、存儲器帶寬、存儲器周期和數據傳輸率等來衡量。

㈦ 計算機組成原理(三)存儲系統

輔存中的數據要調入主存後才能被CPU訪問

按存儲介質,存儲器可分為磁表面存儲器(磁碟、磁帶)、磁心存儲器半導體存儲器(MOS型存儲器、雙極型存儲器)和光存儲器(光碟)。

隨機存取存儲器(RAM):讀寫任何一個存儲單元所需時間都相同,與存儲單元所在的物理位置無關,如內存條等

順序存取存儲器(SAM):讀寫一個存儲單元所需時間取決於存儲單元所在的物理位置,如磁碟等

直接存取存儲器(DAM):既有隨機存取特性,也有順序存取特性。先直接選取信息所在區域,然後按順序方式存取。如硬碟等

相聯存儲器,即可以按內容訪問的存儲器(CAM)可以按照內容檢索到存儲位置進行讀寫,「快表」就是一種相聯存儲器

讀寫存儲器—即可讀、也可寫(如:磁碟、內存、Cache)
只讀存儲器—只能讀,不能寫(如:實體音樂專輯通常採用CD-ROM,實體電影採用藍光光碟,BIOS通常寫在ROM中)

斷電後,存儲信息消失的存儲器——易失性存儲器(主存、Cache)
斷電後,存儲信息依然保持的存儲器——非易失性存儲器(磁碟、光碟)
信息讀出後,原存儲信息被破壞——破壞性讀出(如DRAM晶元,讀出數據後要進行重寫)
信息讀出後,原存儲信息不被破壞——非破壞性讀出(如SRAM晶元、磁碟、光碟)

存儲器晶元的基本電路如下

封裝後如下圖所示

圖中的每條線都會對應一個金屬引腳,另外還有供電引腳、接地引腳,故可以由此求引腳數目

n位地址對應2 n 個存儲單元

假如有8k×8位的存儲晶元,即

現代計算機通常按位元組編址,即每個位元組對應一個地址

但也支持按位元組定址、按字定址、按半字定址、按雙字定址

(Dynamic Random Access Memory,DRAM)即動態RAM,使用柵極電容存儲信息
(Static Random Access Memory,SRAM)即靜態RAM,使用雙穩態觸發器存儲信息

DRAM用於主存、SRAM用於Cache,兩者都屬於易失性存儲器

簡單模型下需要有 根選通線,而行列地址下僅需 根選通線

ROM晶元具有非易失性,斷電後數據不會丟失

主板上的BIOS晶元(ROM),存儲了「自舉裝入程序」,負責引導裝入操作系統(開機)。邏輯上,主存由 輔存RAM+ROM組成,且二者常統一編址

位擴展的連接方式是將多個存儲晶元的地址端、片選端和讀寫控制端相應並聯,數據端分別引出。

字擴展是指增加存儲器中字的數量,而位數不變。字擴展將晶元的地址線、數據線、讀寫控制線相應並聯,而由片選信號來區分各晶元的地址范圍。

實際上,存儲器往往需要同時擴充字和位。字位同時擴展是指既增加存儲字的數量,又增加存儲字長。

兩個埠對同一主存操作有以下4種情況:

當出現(3)(4)時,置「忙」信號為0,由判斷邏輯決定暫時關閉一個埠(即被延時),未被關閉的埠正常訪問,被關閉的埠延長一個很短的時間段後再訪問。

多體並行存儲器由多體模塊組成。每個模塊都有相同的容量和存取速度,各模塊都有獨立的讀寫控制電路、地址寄存器和數據寄存器。它們既能並行工作,又能交義工作。多體並行存儲器分為高位交叉編址(順序方式)和低位交叉編址(交叉方式)兩種.

①高位交叉編址

②低位交叉編址

採用「流水線」的方式並行存取(宏觀上並行,微觀上串列),連續取n個存儲字耗時可縮短為

宏觀上,一個存儲周期內,m體交叉存儲器可以提供的數據量為單個模塊的m倍。存取周期為T,存取時間/匯流排傳輸周期為r,為了使流水線不間斷,應保證模塊數

單體多字系統的特點是存儲器中只有一個存儲體,每個存儲單元存儲m個字,匯流排寬度也為m個字。一次並行讀出m個字,地址必須順序排列並處於同一存儲單元。

缺點:每次只能同時取m個字,不能單獨取其中某個字;指令和數據在主存內必須是連續存放的

為便於Cache 和主存之間交換信息,Cache 和主存都被劃分為相等的塊,Cache 塊又稱Cache 行,每塊由若干位元組組成。塊的長度稱為塊長(Cache 行長)。由於Cache 的容量遠小於主存的容盤,所以Cache中的塊數要遠少於主存中的塊數,它僅保存主存中最活躍的若干塊的副本。因此 Cache 按照某種策略,預測CPU在未來一段時間內欲訪存的數據,將其裝入Cache.

將某些主存塊復制到Cache中,緩和CPU與主存之間的速度矛盾

CPU欲訪問的信息已在Cache中的比率稱為命中率H。先訪問Cache,若Cache未命中再訪問主存,系統的平均訪問時間t 為

同時訪問Cache和主存,若Cache命中則立即停止訪問主存系統的平均訪問時間t 為

空間局部性:在最近的未來要用到的信息(指令和數據),很可能與現在正在使用的信息在存儲空間上是鄰近的

時間局部性:在最近的未來要用到的信息,很可能是現在正在使用的信息

基於局部性原理,不難想到,可以把CPU目前訪問的地址「周圍」的部分數據放到Cache中

直接映射方式不需要考慮替換演算法,僅全相聯映射和組相聯映射需要考慮

①隨機演算法(RAND):若Cache已滿,則隨機選擇一塊替換。實現簡單,但完全沒考慮局部性原理,命中率低,實際效果很不穩定

②先進先出演算法(FIFO):若Cache已滿,則替換最先被調入Cache的塊。實現簡單,依然沒考慮局部性原理

③近期最少使用演算法(LRU):為每一個Cache塊設置一個「計數器」,用於記錄每個Cache塊已經有多久沒被訪問了。當Cache滿後替換「計數器」最大的.基於「局部性原理」,LRU演算法的實際運行效果優秀,Cache命中率高。

④最不經常使用演算法(LFU):為每一個Cache塊設置一個「計數器」,用於記錄每個Cache塊被訪問過幾次。當Cache滿後替換「計數器」最小的.並沒有很好地遵循局部性原理,因此實際運行效果不如LRU

現代計算機常採用多級Cache,各級Cache之間常採用「全寫法+非寫分配法」;Cache-主存之間常採用「寫回法+寫分配法」

寫回法(write-back):當CPU對Cache寫命中時,只修改Cache的內容,而不立即寫入主存,只有當此塊被換出時才寫回主存。減少了訪存次數,但存在數據不一致的隱患。

全寫法(寫直通法,write-through):當CPU對Cache寫命中時,必須把數據同時寫入Cache和主存,一般使用寫緩沖(write buffer)。使用寫緩沖,CPU寫的速度很快,若寫操作不頻繁,則效果很好。若寫操作很頻繁,可能會因為寫緩沖飽和而發生阻塞訪存次數增加,速度變慢,但更能保證數據一致性

寫分配法(write-allocate):當CPU對Cache寫不命中時,把主存中的塊調入Cache,在Cache中修改。通常搭配寫回法使用。

非寫分配法(not-write-allocate):當CPU對Cache寫不命中時只寫入主存,不調入Cache。搭配全寫法使用。

頁式存儲系統:一個程序(進程)在邏輯上被分為若干個大小相等的「頁面」, 「頁面」大小與「塊」的大小相同 。每個頁面可以離散地放入不同的主存塊中。CPU執行的機器指令中,使用的是「邏輯地址」,因此需要通「頁表」將邏輯地址轉為物理地址。頁表的作用:記錄了每個邏輯頁面存放在哪個主存塊中

邏輯地址(虛地址):程序員視角看到的地址
物理地址(實地址):實際在主存中的地址

快表是一種「相聯存儲器」,可以按內容尋訪,表中存儲的是頁表項的副本;Cache中存儲的是主存塊的副本

地址映射表中每一行都有對應的標記項

主存-輔存:實現虛擬存儲系統,解決了主存容量不夠的問題

Cache-主存:解決了主存與CPU速度不匹配的問題