存储简单了解

news/2025/3/19 23:32:14/

存储目前常用的有磁盘(磁性存储器)和固态硬盘(半导体存储器)
磁盘由盘片,磁头和移动磁头的机械装置组成。磁盘从空间结构上分为扇区和磁道,每个扇区存储大小一致。
固态硬盘由多个闪存芯片组成,每个闪存芯片由块组成,块有多个页组成。

RAM(Random Access Memory)随机存取存储器,是与CPU直接交换数据的内部存储器。
RAM由存储矩阵、地址译码器、读/写控制器、输入/输出、片选控制等几部分组成。
在这里插入图片描述
(1)存储矩阵。如图所示,RAM的核心部分是一个寄存器矩阵,用来存储信息,称为存储矩阵。
(2)地址译码器。地址译码器的作用是将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号,从而选中该存储单元。
(3)读/写控制器。访问RAM时,对被选中的寄存器进行读操作还是进行写操作,是通过读写信号来进行控制的。读操作时,被选中单元的数据经数据线、输入/输出线传送给CPU(中央处理单元);写操作时,CPU将数据经输入/输岀线、数据线存入被选中单元。
(4)输入/输出。RAM通过输入/输岀端与计算机的CPU交换数据,读出时它是输岀端,写入时它是输入端,一线两用。由读/写控制线控制。输入/输出端数据线的条数,与一个地址中所对应的寄存器位数相同,也有的RAM芯片的输入/输出端是分开的。通常RAM的输出端都具有集电极开路或三态输出结构。 [6]
(5)片选控制。由于受RAM的集成度限制。一台计算机的存储器系统往往由许多RAM组合而成。CPU访问存储器时,一次只能访问RAM中的某一片(或几片),即存储器中只有一片(或几片)RAM中的一个地址接受CPU访问,与其交换信息,而其他片RAM与CPU不发生联系,片选就是用来实现这种控制的。通常一片RAM有一根或几根片选线,当某一片的片选线接入有效电平时,该片被选中,地址译码器的输出信号控制该片某个地址的寄存器与CPU接通;当片选线接入无效电平时,则该片与CPU之间处于断开状态。

根据存储单元的工作原理不同, RAM分为静态RAM和动态RAM。

静态存储单元是在静态触发器的基础上附加门控管而构成的。因此,它是靠触发器的自保功能存储数据的。SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留,状态稳定,不需外加刷新电路,从而简化了外部电路设计。但由于SRAM的基本存储电路中所含晶体管较多,故集成度较低,且功耗较大。
优点:速度快、使用简单、不需刷新、静态功耗极低;常用作Cache。
缺点:元件数多、集成度低、运行功耗大。

DRAM利用电容存储电荷的原理保存信息,电路简单,集成度高。由于任何电容都存在漏电,因此,当电容存储有电荷时,过一段时间由于电容放电会导致电荷流失,使保存信息丢失。解决的办法是每隔一定时间(一般为2ms)须对DRAM进行读出和再写入,使原处于逻辑电平“l”的电容上所泄放的电荷又得到补充,原处于电平“0”的电容仍保持“0”,这个过程叫DRAM的刷新。
优点: 集成度远高于SRAM、功耗低,价格也低。
缺点:因需刷新而使外围电路复杂;刷新也使存取速度较SRAM慢,所以在计算机中,DRAM常用于作主存储器。

尽管如此,由于DRAM存储单元的结构简单,所用元件少,集成度高,功耗低,所以已成为大容量RAM的主流产品。

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)。
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,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并用其存储数据的部件,存放当前正在使用(即执行中)的数据和程序,它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数据就会丢失


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