计算机的存储体系

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计算机中存储体系是层次结构;存储器的分类较多;了解 DRAM 和 SRAM 的特点。

计算机的存储体系

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计算机中存储体系是层次结构,主要原因是速度快的存储器价格高,速度慢的价格低。因此,为了达到最优的性能/价格比,使用存储体系,相互取长补短、协调工作。

速度从快到慢的顺序:寄存器-CACHE-内存-外存(U盘、硬盘、光盘)-后备存储器(磁带、光盘库)

存储器的分类

存储器可以分为随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)和只读存储器(ROM)两大类。随机存取存储器中的信息,可以由指令随机地读出与写入。RAM又可分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM,全称是 SDRAM,这里的S表示同步 Synchronous,不是静态 Static)。

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按照ROM的内容是否(或怎样)改写,ROM可分为①不可在线修改内容 ②Flash ROM(快擦除ROM,闪烁存储器),可在线修改内容[电压低时只读,电压高时修改]。用于:主板BIOS、数码相机、U盘。

注意:最初的 ROM 真的是只能读取,无法写入。随着技术的发展,现在的 ROM 如 Flash ROM(Flash Memory,闪存)属于EEPROM的改进产品。它的最大特点是必须按块(Block)擦除(每个区块的大小不定,不同厂家的产品有不同的规格), 而EEPROM则可以一次只擦除一个字节(Byte)。

RAM 和 ROM 的本质区别应该是易失性,不是能否读写。RAM 断电后无法保存内容,具有易失性的特点;ROM 具有非易失性的特点,可长久保存信息。

DRAM 和 SRAM 的特点

SRAM是 Static RAM 的缩写,它是一种具有静止存取功能的内存,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。不像DRAM内存那样需要刷新电路,每隔一段时间,固定要对DRAM刷新充电一次,否则内部的数据即会消失,因此SRAM具有较高的性能,但是SRAM也有它的缺点,即它的集成度较低,相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积,但是SRAM却需要很大的体积,

DRAM特点 电路简单、集成度高、成本低、功耗小、速度慢、需要动态刷新,停电后数据丢失。DRAM 主要用于内存。硬盘中的Cache也是使用的 DRAM,不是SRAM。

SRAM特点 电路复杂、集成度低、成本高、功耗大、速度快(集成在CPU内部)、不需要动态刷新。停电后数据丢失。SRAM主要用于Cache,L1、L2级Cache集成在CPU内部。

内存的编址

① 每8个二进制位作为一个整体,一齐读、一齐写。因此:8个二进制位成为:一个字节。位:bit,用小写b表示。字节:Byte,用大写B表示。即:以字节为基本单位进行读/写。注意:不要以为每一次只能读写一个字节。可以一次读写2个、3个、若干个字节,反正是字节的整数倍。

② 以字节单位连续编址,从0开始。设有n个字节,则第一个字节的地址一定为:0,最后一个字节的地址一定是:n-1。将它们化成十六进制即可。连续编址的含义是:若当前字节的地址是m,则下一个字节的地址一定是:m+1。

对比:外存如何编址?

注意:硬盘(外存)的编址不是这样的,硬盘编址是:磁盘号、柱面号、扇区号。是以扇区为基本单位进行编址(不是字节)。

问:计算机中存储器是以字节为单位统一编址的。答:错误。

内存的常用术语

内存容量单位:1B=8bits 1KB=210B=1024B 1MB=220B=210KB 1GB=230B=210MB 1TB=240B=210GB

对比:外存容量单位。注意:外存容量单位是以1000计算的。如:外存1KB=103B=1000B 1MB=106B=1000KB 1GB=109B=1000MB 1TB=1012B=1000GB

内存的存取时间指地址被选定后,内存读出数据并送到CPU所需要的时间。单位通常是:ns(纳秒:10-9秒) 如:10ns.

内存DRAM的种类有哪些?SDRAM、DDR SDRAM(频率是SDRAM的2倍)、DDR2 SDRAM(频率是SDRAM的4倍)、DDR3 SDRAM(频率是SDRAM的8倍).

如何计算内存的带宽?计算公式是:带宽=实际传输频率*数据线宽度/8。

设SD RAM频率(即 存储器频率 )是100M,数据线宽度是64位,则:
DDR SDRAM 带宽=100M*2*64/8=1.6GB/s 说明:DDR SDRAM 实际频率是:100M*2
DDR2 SDRAM带宽=100M*4*64/8=3.2GB/s 说明:DDR2 SDRAM 实际频率是:100M*4
DDR3 SDRAM带宽=100M*8*64/8=6.4GB/s 说明:DDR3 SDRAM 实际频率是:100M*8

练习:若存储器频率是133M,数据线64位,则DDR SDRAM 、DDR2SDRAM、DDR3 SDRAM带度分别是多少?

内存条是如何封装?DDR 、DDR2 均是DIMM(双列直插式),触点分布在内存条的两面。