㈠ ram是什么存储器
RAM是随机存取存储器,也叫主存,是与CPU直接交换数据的内部存储器。
RAM叫做计算机随机存取存储器,是确定系统性能的最重要组件之一。RAM是Random Access Memory的首字母缩写,RAM为应用程序提供了一个短期存储和访问数据的场所。它存储人们的计算机正在使用的信息,以便可以快速访问它。
RAM的特点
RAM的特点是可读可写,但是断电之后存储数据会丢失。人们手机、电脑中的运行内存就是RAM,一般不能被人们直接访问,是用来缓存加载数据使用。
RAM的工作特点是通电后,随时可在任意位置单元存取数据信息,断电后内部信息也随之消失。当RAM处于正常工作时,可以从RAM中读出数据,也可以往RAM中写入数据。与ROM相比较,RAM的优点是读和写方便、使用灵活,特别适用于经常快速更换数据的场合。
以上内容参考:网络-随机存取存储器
㈡ 什么是顺序存储器
按存储方式分
随机存储器:任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。
顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关。
㈢ 计算机的存储器主要功能是什么
存储器是计算机实现记忆功能的一个重要组成部分。计算机的记忆是通过存储器对信息的存储来实现的。存储器用来保存计算机工作所必需的程序和数据。
在计算机系统中的存储器不是由单一器件或单一装置构成,而是由不同材料、不同特性、不同管理方式的存储器类型构成的一个存储器系统。
计算机技术的发展使存储器的地位不断得到提升,计算机系统由最初的以运算器为核心逐渐转变成以存储器为核心。这就对存储器技术提出了更高的要求。
不仅要使一类存储器能够具有更高的性能,而且能通过硬件、软件或软硬件结合的方式将不同类型的存储器组合在一起来获得更高的性价比,这就是存储系统。
为了提高计算机系统的性能,要求存储器具有尽可能高的存取速度、尽可能大的存储容量和尽可能低的价位。但是,这三个性能指标是相互矛盾的。
(3)顺序访问的存储器扩展阅读
存储器的分类
1、按存储介质分类
(1)半导体存储器用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器;特点:集成度高、容量大、体积小、存取速度快、功耗低、价格便宜、维护简单。主要分两大类:双极型存储器:TTL型和ECL型.金属氧化物半导体存储器(简称MOS存储器):静态MOS存储器和动态MOS存储器。
(2)磁表面存储器用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器,简称磁存储器。它包括磁盘存储器、磁带存储器等。特点:体积大、生产自动化程度低、存取速度慢,但存储容量比半导体存储器大得多且不易丢失。
(3)激光存储器信息以刻痕的形式保存在盘面上,用激光束照射盘面,靠盘面的不同反射率来读出信息。光盘可分为只读型光盘(CD-ROM)、只写一次型光盘(WORM)和磁光盘(MOD)三种。
2、按存取方式分类
(1)随机存储器(RAM):如果存储器中任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间与存储单元的物理位置无关,则这种存储器称为随机存储器(RAM)。
RAM主要用来存放各种输入/输出的程序、数据、中间运算结果以及存放与外界交换的信息和做堆栈用。随机存储器主要充当高速缓冲存储器和主存储器。
(2)串行访问存储器(SAS):如果存储器只能按某种顺序来存取,也就是说,存取时间与存储单元的物理位置有关,则这种存储器称为串行访问存储器。串行存储器又可分为顺序存取存储器(SAM)和直接存取存储器(DAM)。
顺序存取存储器是完全的串行访问存储器,如磁带,信息以顺序的方式从存储介质的始端开始写入(或读出);直接存取存储器是部分串行访问存储器,如磁盘存储器,它介于顺序存取和随机存取之间。
(3)只读存储器(ROM):只读存储器是一种对其内容只能读不能写入的存储器,即预先一次写入的存储器。通常用来存放固定不变的信息。如经常用作微程序控制存储器。
目前已有可重写的只读存储器。常见的有掩模ROM(MROM),可擦除可编程ROM(EPROM),电可擦除可编程ROM(EEPROM).ROM的电路比RAM的简单、集成度高,成本低,且是一种非易失性存储器,计算机常把一些管理、监控程序、成熟的用户程序放在ROM中。
3、按信息的可保存性分类
非永久记忆的存储器:断电后信息就消失的存储器,如半导体读/写存储器RAM。
永久性记忆的存储器:断电后仍能保存信息的存储器,如磁性材料做成的存储器以及半导体ROM.
4、按在计算机系统中的作用分
根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。
高速缓存存储器:主要用途是高速存取指令和数据,存取速度快,但存取容量小;主存储器:存放计算机运行期间的大量程序和数据,存取速度快,存储容量不大;外存储器:存放系统程序和大型数据文件及数据库,存储容量大,成本较低。
㈣ 下面有关存储器的说法正确的是()
C选项,主存包括ROM,RAM和cache,而ROM是非易失的。所以C错了
㈤ 在外存储设备中,哪些是顺序存储设备,哪些是随机存储设备
光盘是随机存储亮渗茄,磁带是顺序存储。
随机存储器用于存放正在运行的程序和数据,特点是敬察具有可读写性和易丢失性,即其中保存的信息,一旦掉电就会全部丢失。
随机存储器又可分为静态随机存储器SRAM和动态随机存储器DRAM,前者因为制作工艺复杂,价格高昂,只有少量用于高速缓存Cache;后者则是在微机中被称为内存条的东西。
(5)顺序访问的存储器扩展阅读:
存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。内存储器最突出的特点是存取速度快,但是容量小、价格贵;外存储器的特点是容量大、价格低,但是存取速度慢。
内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据;外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。
外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件喊游带动,速度与CPU相比就显得慢的多。
㈥ 存储器的存储方式
存储器中数据常用的存取方式有顺序存取、直接存取、随机存取和相联存取等四种。
(1)顺序存取:存储器的数据以记录的形式进行组织。对数据的访问必须按特定的线性顺序进行。磁带存储器采用顺序存取的方式。
(2)直接存取:与顺序存取相似,直接存取也使用一个共享的读写装置对所有的数据进行访问。但是,每个数据块都拥有惟一的地址标识,读写装置可以直接移动到目的数据块的所在位置进行访问。存取时间也是可变的。磁盘存储器采用直接存取的方式。
(3)随机存取:存储器的每一个可寻址单元都具有自己惟一的地址和读写装置,系统可以在相同的时间内对任意一个存储单元的数据进行访问,而与先前的访问序列无关。主存储器采用随机存取的方式。
(4)相联存取:相联存取也是一种随机存取的形式,但是选择某一单元进行读写是取决于其内容而不是其地址。与普通的随机存取方式一样,每个单元都有自己的读写装置,读写时间也是一个常数。使用相联存取方式,可以对所有的存储单元的特定位进行比较,选择符合条件的单元进行访问。为了提高地址映射的速度,cache采取相联存取的方式。
存储器系统的性能主要由存取时间、存储器带宽、存储器周期和数据传输率等来衡量。
㈦ 计算机组成原理(三)存储系统
辅存中的数据要调入主存后才能被CPU访问
按存储介质,存储器可分为磁表面存储器(磁盘、磁带)、磁心存储器半导体存储器(MOS型存储器、双极型存储器)和光存储器(光盘)。
随机存取存储器(RAM):读写任何一个存储单元所需时间都相同,与存储单元所在的物理位置无关,如内存条等
顺序存取存储器(SAM):读写一个存储单元所需时间取决于存储单元所在的物理位置,如磁盘等
直接存取存储器(DAM):既有随机存取特性,也有顺序存取特性。先直接选取信息所在区域,然后按顺序方式存取。如硬盘等
相联存储器,即可以按内容访问的存储器(CAM)可以按照内容检索到存储位置进行读写,“快表”就是一种相联存储器
读写存储器—即可读、也可写(如:磁盘、内存、Cache)
只读存储器—只能读,不能写(如:实体音乐专辑通常采用CD-ROM,实体电影采用蓝光光盘,BIOS通常写在ROM中)
断电后,存储信息消失的存储器——易失性存储器(主存、Cache)
断电后,存储信息依然保持的存储器——非易失性存储器(磁盘、光盘)
信息读出后,原存储信息被破坏——破坏性读出(如DRAM芯片,读出数据后要进行重写)
信息读出后,原存储信息不被破坏——非破坏性读出(如SRAM芯片、磁盘、光盘)
存储器芯片的基本电路如下
封装后如下图所示
图中的每条线都会对应一个金属引脚,另外还有供电引脚、接地引脚,故可以由此求引脚数目
n位地址对应2 n 个存储单元
假如有8k×8位的存储芯片,即
现代计算机通常按字节编址,即每个字节对应一个地址
但也支持按字节寻址、按字寻址、按半字寻址、按双字寻址
(Dynamic Random Access Memory,DRAM)即动态RAM,使用栅极电容存储信息
(Static Random Access Memory,SRAM)即静态RAM,使用双稳态触发器存储信息
DRAM用于主存、SRAM用于Cache,两者都属于易失性存储器
简单模型下需要有 根选通线,而行列地址下仅需 根选通线
ROM芯片具有非易失性,断电后数据不会丢失
主板上的BIOS芯片(ROM),存储了“自举装入程序”,负责引导装入操作系统(开机)。逻辑上,主存由 辅存RAM+ROM组成,且二者常统一编址
位扩展的连接方式是将多个存储芯片的地址端、片选端和读写控制端相应并联,数据端分别引出。
字扩展是指增加存储器中字的数量,而位数不变。字扩展将芯片的地址线、数据线、读写控制线相应并联,而由片选信号来区分各芯片的地址范围。
实际上,存储器往往需要同时扩充字和位。字位同时扩展是指既增加存储字的数量,又增加存储字长。
两个端口对同一主存操作有以下4种情况:
当出现(3)(4)时,置“忙”信号为0,由判断逻辑决定暂时关闭一个端口(即被延时),未被关闭的端口正常访问,被关闭的端口延长一个很短的时间段后再访问。
多体并行存储器由多体模块组成。每个模块都有相同的容量和存取速度,各模块都有独立的读写控制电路、地址寄存器和数据寄存器。它们既能并行工作,又能交义工作。多体并行存储器分为高位交叉编址(顺序方式)和低位交叉编址(交叉方式)两种.
①高位交叉编址
②低位交叉编址
采用“流水线”的方式并行存取(宏观上并行,微观上串行),连续取n个存储字耗时可缩短为
宏观上,一个存储周期内,m体交叉存储器可以提供的数据量为单个模块的m倍。存取周期为T,存取时间/总线传输周期为r,为了使流水线不间断,应保证模块数
单体多字系统的特点是存储器中只有一个存储体,每个存储单元存储m个字,总线宽度也为m个字。一次并行读出m个字,地址必须顺序排列并处于同一存储单元。
缺点:每次只能同时取m个字,不能单独取其中某个字;指令和数据在主存内必须是连续存放的
为便于Cache 和主存之间交换信息,Cache 和主存都被划分为相等的块,Cache 块又称Cache 行,每块由若干字节组成。块的长度称为块长(Cache 行长)。由于Cache 的容量远小于主存的容盘,所以Cache中的块数要远少于主存中的块数,它仅保存主存中最活跃的若干块的副本。因此 Cache 按照某种策略,预测CPU在未来一段时间内欲访存的数据,将其装入Cache.
将某些主存块复制到Cache中,缓和CPU与主存之间的速度矛盾
CPU欲访问的信息已在Cache中的比率称为命中率H。先访问Cache,若Cache未命中再访问主存,系统的平均访问时间t 为
同时访问Cache和主存,若Cache命中则立即停止访问主存系统的平均访问时间t 为
空间局部性:在最近的未来要用到的信息(指令和数据),很可能与现在正在使用的信息在存储空间上是邻近的
时间局部性:在最近的未来要用到的信息,很可能是现在正在使用的信息
基于局部性原理,不难想到,可以把CPU目前访问的地址“周围”的部分数据放到Cache中
直接映射方式不需要考虑替换算法,仅全相联映射和组相联映射需要考虑
①随机算法(RAND):若Cache已满,则随机选择一块替换。实现简单,但完全没考虑局部性原理,命中率低,实际效果很不稳定
②先进先出算法(FIFO):若Cache已满,则替换最先被调入Cache的块。实现简单,依然没考虑局部性原理
③近期最少使用算法(LRU):为每一个Cache块设置一个“计数器”,用于记录每个Cache块已经有多久没被访问了。当Cache满后替换“计数器”最大的.基于“局部性原理”,LRU算法的实际运行效果优秀,Cache命中率高。
④最不经常使用算法(LFU):为每一个Cache块设置一个“计数器”,用于记录每个Cache块被访问过几次。当Cache满后替换“计数器”最小的.并没有很好地遵循局部性原理,因此实际运行效果不如LRU
现代计算机常采用多级Cache,各级Cache之间常采用“全写法+非写分配法”;Cache-主存之间常采用“写回法+写分配法”
写回法(write-back):当CPU对Cache写命中时,只修改Cache的内容,而不立即写入主存,只有当此块被换出时才写回主存。减少了访存次数,但存在数据不一致的隐患。
全写法(写直通法,write-through):当CPU对Cache写命中时,必须把数据同时写入Cache和主存,一般使用写缓冲(write buffer)。使用写缓冲,CPU写的速度很快,若写操作不频繁,则效果很好。若写操作很频繁,可能会因为写缓冲饱和而发生阻塞访存次数增加,速度变慢,但更能保证数据一致性
写分配法(write-allocate):当CPU对Cache写不命中时,把主存中的块调入Cache,在Cache中修改。通常搭配写回法使用。
非写分配法(not-write-allocate):当CPU对Cache写不命中时只写入主存,不调入Cache。搭配全写法使用。
页式存储系统:一个程序(进程)在逻辑上被分为若干个大小相等的“页面”, “页面”大小与“块”的大小相同 。每个页面可以离散地放入不同的主存块中。CPU执行的机器指令中,使用的是“逻辑地址”,因此需要通“页表”将逻辑地址转为物理地址。页表的作用:记录了每个逻辑页面存放在哪个主存块中
逻辑地址(虚地址):程序员视角看到的地址
物理地址(实地址):实际在主存中的地址
快表是一种“相联存储器”,可以按内容寻访,表中存储的是页表项的副本;Cache中存储的是主存块的副本
地址映射表中每一行都有对应的标记项
主存-辅存:实现虚拟存储系统,解决了主存容量不够的问题
Cache-主存:解决了主存与CPU速度不匹配的问题