❶ 現代計算機的多級存儲體系及特點
現代計算機的多級存儲體系及特點如下:
多級存儲結構構成的存儲體系是一個整體。從CPU看來,這個此告握整體的速度接近於Cache和寄存器的操作速度、容量是輔存的容量,每位價格接近於輔存的位森慶價格。從而較好地解決了存儲器中速度、容量、價格三者之間的矛盾,滿足了計算機系統的應用需友衡要。
現代計算機的多級存儲體系具有容量大小從小到大、價格從低到高、存取速度從快到慢的特點。從而有效地提高存儲的效率和容量,為計算機的運行和維護提供便利。
❷ 存儲器是什麼
存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保巧旁褲存信孝簡息的記憶設備。在數字系統中,只要能保存二進制數據的都可以是存儲器。
在集成電路中,一啟鎮個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器,如RAM、FIFO等。
在系統中,具有實物形式的存儲設備也叫存儲器,計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。
(2)現代存儲機擴展閱讀:
1、分類
cf快閃記憶體卡:一種袖珍快閃記憶體卡。像pc卡那樣插入數碼相機,它可用適配器,使之適應標準的pc卡閱讀器或其他的pc卡設備。
sd快閃記憶體卡:存儲的速度快,非常小巧,外觀和MMC一樣,市面上較多數數碼相機使用這種格式的存儲卡。
數字膠卷:一種數碼相機的存儲介質,同日立的sm卡、松下的sd卡、索尼的memorystick屬同類的數字存儲媒體。
2、特性
優異性能支持高並發、帶寬飽和利用。存儲系統將控制流和數據流分離,數據訪問時多個存儲伺服器同時對外提供服務,實現高並發訪問。
無論系統是採用電池供電還是由市電供電,應用需求將決定存儲器的類型以及使用目的。另外,在選擇過程中,存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。
❸ 為何現代的計算機轉化為以存儲器為中心
在微處理器問世之前,運算器和控制器是兩個分離的功能部件,加上當時的存儲器還是以磁芯存儲器為主,計算機存儲的信息量較少,因此早期馮·諾依曼提出的計算機結構是以運算器為中心的,其他部件通過運算器完成信息的傳遞。
隨著微電子技術的進步,人們成功地研製出了微處理器。微處理器將運算器和控制器兩個主要功能部件合二為一,集成到一個晶元里。
同時,隨著半導體存儲器代替磁芯存儲器,存儲容量成倍的擴大,加上需要計算機處理,加工的信息量與日俱增,以運算器為中心的結構已不能滿足計算機發展的需求,甚至會影響計算機的性能。為適應發展的需要,現代計算機組織結構逐步轉化為以存儲器為中心的組織結構。
但是現代計算機基本結構仍然遵循馮·諾依曼思想。
(3)現代存儲機擴展閱讀:
第1代:電子管數字機(1946—1958年)
硬體方面,邏輯元件採用的是真空電子管,主存儲器採用汞延遲線、陰極射線示波管靜電存儲器、磁鼓、磁芯;外存儲器採用輪渣的是磁帶。軟體方面採用的是機器語言、匯編語言。應用領域以軍事和科學計算為主。
特點是體積大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般為每秒數千次至數萬次)、價格昂貴,但為以後的計算機發展奠定了基礎。
第2代:晶體管數字機(1958—1964年)
硬體方面的操作系統、高級語言及其編譯程序應用領域以科學計算和事務處理為主,並開始進入工業控制領域。特點是體積縮小、能耗降低、可靠性提高、運算速度提高(一般為每秒數10萬次,可高達300萬次)、性能比第1代計算機有很大的提高。
第3代:集成電路數字機(1964—1970年)
硬體方面,邏輯元件採用中、小規模集成電路(MSI、SSI),主存儲器仍採用磁芯。軟體方面出現了分時操作系統以鋒核及結構化、規模化程序設計方法。
特點是速度更快(一般為每秒數百萬次至數千萬次),而且可靠性有了顯著提高,價格進一步下降,產品走向了通用化、系列化和標准化等。應用領域開始進入文字處理和圖形圖像處理領域。
第4代:大規模集成電路機(1970年至今)
硬體方面,邏輯元件採用大規模和超大規模集成電路(LSI和VLSI)。軟體方面出現了資料庫管理系統、網路管理系統和面向對象語言等。1971年世界上第一台微處理器在美國矽谷誕生,開創了微型計算機的新時代。應用領域從科學計算、事務管理、過程式控制制逐步走向家庭。
由於集成技術的發展,半導體晶元的集成度更高,每塊晶元可容納數萬乃至數百萬個晶體管,並且可以把運算器和控制器都集中在一個晶元上、從而出現了微處理器,並且可以用微處理器和大規模、超大規模集成電路組裝成微型計算機,就是我們常說的微電腦或PC機。
微型計算機體積小,價格便宜,使用方便,但它的功能和運算速度已經達到甚至超過了過去的大型計算機。另一方面,利用大規模、超大規模集成電路製造的各種邏輯晶元,已經製成了體積並不很大,但運算速度可達一億甚至幾十億次的巨型計算機。
我國繼1983年研製成功每秒運算銀桐掘一億次的銀河Ⅰ這型巨型機以後,又於1993年研製成功每秒運算十億次的銀河Ⅱ型通用並行巨型計算機。這一時期還產生了新一代的程序設計語言以及資料庫管理系統和網路軟體等。
隨著物理元、器件的變化,不僅計算機主機經歷了更新換代,它的外部設備也在不斷地變革。比如外存儲器,由最初的陰極射線顯示管發展到磁芯、磁鼓,以後又發展為通用的磁碟,現又出現了體積更小、容量更大、速度更快的只讀光碟(CD—ROM)。
參考資料來源:網路-馮·諾依曼結構
參考資料來源:網路-計算機系統
參考資料來源:網路-計算機
❹ 現代計算機儲存器的分級體系
在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。
存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要,主要原因是:
1、馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程序概念的基礎上,訪存操作約佔中央處理器(CPU)時間的70%左右。
2、存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。
3、現代的信息處理,如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。
內儲存器(內存)
內儲存器直接與CPU相連接,由存取速度較快的電子元件構成,但儲存容量較小。用來存放當前運行程序的指令和數據,並直接與 CPU 交換信息,是 CPU 處理數據的主要來源。
內儲存器由許多儲存單元組成,每個單元能存放一個二進制數或一條由二進制編碼表示的指令。內儲存器是由隨機儲存器和只讀儲存器構成的。只讀存儲器(ROM,Read Only Memory)用於機器的開機初始化工作和系統默認的設備參數設置。
❺ 什麼是存儲器工作原理是什麼
存儲器是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備,那麼你對存儲器了解多少呢?以下是由我整理關於什麼是存儲器,希望大家喜歡!
存儲器的簡介
存儲器的主要功能是存儲程序和各種數據,並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有“記憶”功能的設備,它採用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計算機中採用只有兩個數碼“0”和“1”的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。計算機中處理的各種字元,例如英文字母、運算符號等,也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。
存儲器:存放程序和數據的器件
存儲位:存放一個二進制數位的存儲單元,是存儲器最小的存儲單位,或稱記憶單元
存儲字:一個數(n位二進制位)作為一個整體存入或取出時,稱存儲字
存儲單元:存放一個存儲字的若干個記憶單元組成一個存儲單元
存儲體:大量存儲單元的集合組成存儲體
存儲單元地址:存儲單元的編號
字編址:對存儲單元按字編址
位元組編址:對存儲單元按位元組編址
定址:由地址尋找數據,從對應地址的存儲單元中訪存數據。
以存儲體(大量存儲單元組成的陣列)為核心,加上必要的地址解碼、讀寫控制電路,即為存儲集成電路;再加上必要的I/O介面和一些額外的電路如存取策略管理,則形成存儲晶元,比如手機中常用的存儲晶元。得益於新的IC製造或晶元封裝工藝,現在已經有能力把DRAM和FLASH存儲單元集成在單晶元里。存儲晶元再與控制晶元(負責復雜的存取控制、存儲管理、加密、與其他器件的配合等)及時鍾、電源等必要的組件集成在電路板上構成整機,就是一個存儲產品,如U盤。從存儲單元(晶體管陣列)到存儲集成電路再到存儲設備,都是為了實現信息的存儲,區別是層次的不同。
存儲器的構成
構成存儲器的存儲介質,存儲元,它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元,然後再由許多存儲單元組成一個存儲器。一個存儲器包含許多存儲單元,每個存儲單元可存放一個位元組(按位元組編址)。每個存儲單元的位置都有一個編號,即地址,一般用十六進製表示。一個存儲器中所有存儲單元可存放數據的總和稱為它的存儲容量。假設一個存儲器的地址碼由20位二進制數(即5位十六進制數)組成,則可表示2的20次方,即1M個存儲單元地址。每個存儲單元存放一個位元組,則該存儲器的存儲容量為1MB。
存儲器的工作原理
這里只介紹動態存儲器(DRAM)的工作原理。
動態存儲器每片只有一條輸入數據線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上,藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時,CPU首先將行地址加在A0-A7上,而後送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1,則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時,行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部,然後,WE有效,加上要寫入的數據,則將該數據寫入選中的存貯單元。
由於電容不可能長期保持電荷不變,必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作,以保持電荷穩定,這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1,每隔1⒌12μs產生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時,DMA控制器送出到刷新地址信號,對動態存儲器執行讀操作,每讀一次刷新一行。
存儲器的分類
按存儲介質
半導體存儲器:用半導體器件組成的存儲器。
磁表面存儲器:用磁性材料做成的存儲器。
按存儲方式
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。
按讀寫功能
只讀存儲器(ROM):存儲的內容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。
隨機讀寫存儲器(RAM):既能讀出又能寫入的半導體存儲器。
按信息保存性
非永久記憶的存儲器:斷電後信息即消失的存儲器。
永久記憶性存儲器:斷電後仍能保存信息的存儲器。
按用途
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,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。
用途特點
高速緩沖存儲器Cache 高速存取指令和數據存取速度快,但存儲容量小
主存儲器內存存放計算機運行期間的大量程序和數據存取速度較快,存儲容量不大
外存儲器外存存放系統程序和大型數據文件及資料庫存儲容量大,位成本低