❶ 现代计算机的多级存储体系及特点
现代计算机的多级存储体系及特点如下:
多级存储结构构成的存储体系是一个整体。从CPU看来,这个此告握整体的速度接近于Cache和寄存器的操作速度、容量是辅存的容量,每位价格接近于辅存的位森庆价格。从而较好地解决了存储器中速度、容量、价格三者之间的矛盾,满足了计算机系统的应用需友衡要。
现代计算机的多级存储体系具有容量大小从小到大、价格从低到高、存取速度从快到慢的特点。从而有效地提高存储的效率和容量,为计算机的运行和维护提供便利。
❷ 存储器是什么
存储器(Memory)是现代信息技术中用于保巧旁裤存信孝简息的记忆设备。在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器。
在集成电路中,一启镇个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等。
在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
(2)现代存储机扩展阅读:
1、分类
cf闪存卡:一种袖珍闪存卡。像pc卡那样插入数码相机,它可用适配器,使之适应标准的pc卡阅读器或其他的pc卡设备。
sd闪存卡:存储的速度快,非常小巧,外观和MMC一样,市面上较多数数码相机使用这种格式的存储卡。
数字胶卷:一种数码相机的存储介质,同日立的sm卡、松下的sd卡、索尼的memorystick属同类的数字存储媒体。
2、特性
优异性能支持高并发、带宽饱和利用。存储系统将控制流和数据流分离,数据访问时多个存储服务器同时对外提供服务,实现高并发访问。
无论系统是采用电池供电还是由市电供电,应用需求将决定存储器的类型以及使用目的。另外,在选择过程中,存储器的尺寸和成本也是需要考虑的重要因素。
❸ 为何现代的计算机转化为以存储器为中心
在微处理器问世之前,运算器和控制器是两个分离的功能部件,加上当时的存储器还是以磁芯存储器为主,计算机存储的信息量较少,因此早期冯·诺依曼提出的计算机结构是以运算器为中心的,其他部件通过运算器完成信息的传递。
随着微电子技术的进步,人们成功地研制出了微处理器。微处理器将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一,集成到一个芯片里。
同时,随着半导体存储器代替磁芯存储器,存储容量成倍的扩大,加上需要计算机处理,加工的信息量与日俱增,以运算器为中心的结构已不能满足计算机发展的需求,甚至会影响计算机的性能。为适应发展的需要,现代计算机组织结构逐步转化为以存储器为中心的组织结构。
但是现代计算机基本结构仍然遵循冯·诺依曼思想。
(3)现代存储机扩展阅读:
第1代:电子管数字机(1946—1958年)
硬件方面,逻辑元件采用的是真空电子管,主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯;外存储器采用轮渣的是磁带。软件方面采用的是机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。
特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢(一般为每秒数千次至数万次)、价格昂贵,但为以后的计算机发展奠定了基础。
第2代:晶体管数字机(1958—1964年)
硬件方面的操作系统、高级语言及其编译程序应用领域以科学计算和事务处理为主,并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高(一般为每秒数10万次,可高达300万次)、性能比第1代计算机有很大的提高。
第3代:集成电路数字机(1964—1970年)
硬件方面,逻辑元件采用中、小规模集成电路(MSI、SSI),主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以锋核及结构化、规模化程序设计方法。
特点是速度更快(一般为每秒数百万次至数千万次),而且可靠性有了显着提高,价格进一步下降,产品走向了通用化、系列化和标准化等。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。
第4代:大规模集成电路机(1970年至今)
硬件方面,逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路(LSI和VLSI)。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生,开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。
由于集成技术的发展,半导体芯片的集成度更高,每块芯片可容纳数万乃至数百万个晶体管,并且可以把运算器和控制器都集中在一个芯片上、从而出现了微处理器,并且可以用微处理器和大规模、超大规模集成电路组装成微型计算机,就是我们常说的微电脑或PC机。
微型计算机体积小,价格便宜,使用方便,但它的功能和运算速度已经达到甚至超过了过去的大型计算机。另一方面,利用大规模、超大规模集成电路制造的各种逻辑芯片,已经制成了体积并不很大,但运算速度可达一亿甚至几十亿次的巨型计算机。
我国继1983年研制成功每秒运算银桐掘一亿次的银河Ⅰ这型巨型机以后,又于1993年研制成功每秒运算十亿次的银河Ⅱ型通用并行巨型计算机。这一时期还产生了新一代的程序设计语言以及数据库管理系统和网络软件等。
随着物理元、器件的变化,不仅计算机主机经历了更新换代,它的外部设备也在不断地变革。比如外存储器,由最初的阴极射线显示管发展到磁芯、磁鼓,以后又发展为通用的磁盘,现又出现了体积更小、容量更大、速度更快的只读光盘(CD—ROM)。
参考资料来源:网络-冯·诺依曼结构
参考资料来源:网络-计算机系统
参考资料来源:网络-计算机
❹ 现代计算机储存器的分级体系
在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。
存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要,主要原因是:
1、冯诺伊曼体系结构是建筑在存储程序概念的基础上,访存操作约占中央处理器(CPU)时间的70%左右。
2、存储管理与组织的好坏影响到整机效率。
3、现代的信息处理,如图像处理、数据库、知识库、语音识别、多媒体等对存储系统的要求很高。
内储存器(内存)
内储存器直接与CPU相连接,由存取速度较快的电子元件构成,但储存容量较小。用来存放当前运行程序的指令和数据,并直接与 CPU 交换信息,是 CPU 处理数据的主要来源。
内储存器由许多储存单元组成,每个单元能存放一个二进制数或一条由二进制编码表示的指令。内储存器是由随机储存器和只读储存器构成的。只读存储器(ROM,Read Only Memory)用于机器的开机初始化工作和系统默认的设备参数设置。
❺ 什么是存储器工作原理是什么
存储器是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备,那么你对存储器了解多少呢?以下是由我整理关于什么是存储器,希望大家喜欢!
存储器的简介
存储器的主要功能是存储程序和各种数据,并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备,它采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符,例如英文字母、运算符号等,也要转换成二进制代码才能存储和操作。
存储器:存放程序和数据的器件
存储位:存放一个二进制数位的存储单元,是存储器最小的存储单位,或称记忆单元
存储字:一个数(n位二进制位)作为一个整体存入或取出时,称存储字
存储单元:存放一个存储字的若干个记忆单元组成一个存储单元
存储体:大量存储单元的集合组成存储体
存储单元地址:存储单元的编号
字编址:对存储单元按字编址
字节编址:对存储单元按字节编址
寻址:由地址寻找数据,从对应地址的存储单元中访存数据。
以存储体(大量存储单元组成的阵列)为核心,加上必要的地址译码、读写控制电路,即为存储集成电路;再加上必要的I/O接口和一些额外的电路如存取策略管理,则形成存储芯片,比如手机中常用的存储芯片。得益于新的IC制造或芯片封装工艺,现在已经有能力把DRAM和FLASH存储单元集成在单芯片里。存储芯片再与控制芯片(负责复杂的存取控制、存储管理、加密、与其他器件的配合等)及时钟、电源等必要的组件集成在电路板上构成整机,就是一个存储产品,如U盘。从存储单元(晶体管阵列)到存储集成电路再到存储设备,都是为了实现信息的存储,区别是层次的不同。
存储器的构成
构成存储器的存储介质,存储元,它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。一个存储器包含许多存储单元,每个存储单元可存放一个字节(按字节编址)。每个存储单元的位置都有一个编号,即地址,一般用十六进制表示。一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。假设一个存储器的地址码由20位二进制数(即5位十六进制数)组成,则可表示2的20次方,即1M个存储单元地址。每个存储单元存放一个字节,则该存储器的存储容量为1MB。
存储器的工作原理
这里只介绍动态存储器(DRAM)的工作原理。
动态存储器每片只有一条输入数据线,而地址引脚只有8条。为了形成64K地址,必须在系统地址总线和芯片地址引线之间专门设计一个地址形成电路。使系统地址总线信号能分时地加到8个地址的引脚上,借助芯片内部的行锁存器、列锁存器和译码电路选定芯片内的存储单元,锁存信号也靠着外部地址电路产生。
当要从DRAM芯片中读出数据时,CPU首先将行地址加在A0-A7上,而后送出RAS锁存信号,该信号的下降沿将地址锁存在芯片内部。接着将列地址加到芯片的A0-A7上,再送CAS锁存信号,也是在信号的下降沿将列地址锁存在芯片内部。然后保持WE=1,则在CAS有效期间数据输出并保持。
当需要把数据写入芯片时,行列地址先后将RAS和CAS锁存在芯片内部,然后,WE有效,加上要写入的数据,则将该数据写入选中的存贮单元。
由于电容不可能长期保持电荷不变,必须定时对动态存储电路的各存储单元执行重读操作,以保持电荷稳定,这个过程称为动态存储器刷新。PC/XT机中DRAM的刷新是利用DMA实现的。首先应用可编程定时器8253的计数器1,每隔1⒌12μs产生一次DMA请求,该请求加在DMA控制器的0通道上。当DMA控制器0通道的请求得到响应时,DMA控制器送出到刷新地址信号,对动态存储器执行读操作,每读一次刷新一行。
存储器的分类
按存储介质
半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
按存储方式
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。
按读写功能
只读存储器(ROM):存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。
随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的半导体存储器。
按信息保存性
非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。
按用途
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,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。
用途特点
高速缓冲存储器Cache 高速存取指令和数据存取速度快,但存储容量小
主存储器内存存放计算机运行期间的大量程序和数据存取速度较快,存储容量不大
外存储器外存存放系统程序和大型数据文件及数据库存储容量大,位成本低