計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器——內(nèi)存和外存(共4頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)存和外存引言：存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的第二個(gè)子系統(tǒng)。它有一個(gè)重要的特性無(wú)限可復(fù)制性，即其存放的數(shù)據(jù)被取出后，原來(lái)存放的數(shù)據(jù)依然存在，所以可以被反復(fù)利用。本報(bào)告將從存儲(chǔ)器的原理、分類、功能和發(fā)展?fàn)顩r等方面進(jìn)行探究分析。摘要：在計(jì)算機(jī)的組成結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)很重要的部分，就是存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。其是具有“記憶”功能的設(shè)備，是計(jì)算機(jī)智能化的重要保證。存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果

2、都保存在存儲(chǔ)器中。它根據(jù)控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。那么現(xiàn)有存儲(chǔ)器的種類有哪些、它們又有哪些各自不同的性能及它們是如何在計(jì)算機(jī)中發(fā)揮存儲(chǔ)作用的呢？為了理清楚以上問題，我做了有關(guān)于計(jì)算機(jī)內(nèi)存與外存的相關(guān)研究。 關(guān)鍵詞：存儲(chǔ)器 內(nèi)存 RAM ROM 外存正文：存儲(chǔ)器，英文名稱為Memory，顧名思義，是一種用于存儲(chǔ)信息的儀器，常用于計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，計(jì)算機(jī)工作所需的所有數(shù)據(jù)都被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，包含原始數(shù)據(jù)、計(jì)算過程中所產(chǎn)生數(shù)據(jù)、計(jì)算所需程序、計(jì)算最終結(jié)果數(shù)據(jù)等等。存儲(chǔ)器的存在才使得計(jì)算機(jī)有了超強(qiáng)的記憶能力。由此可見存儲(chǔ)器對(duì)于計(jì)算機(jī)之重要性。在

3、介紹存儲(chǔ)器原理之前，先解釋一些重要名詞。存儲(chǔ)位：存放一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位的存儲(chǔ)單元，是存儲(chǔ)器最小的存儲(chǔ)單位，或稱記憶單元存儲(chǔ)字：一個(gè)數(shù)(n位二進(jìn)制位)作為一個(gè)整體存入或取出時(shí)，稱存儲(chǔ)字存儲(chǔ)單元：存放一個(gè)存儲(chǔ)字的若干個(gè)記憶單元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)體：大量存儲(chǔ)單元的集合組成存儲(chǔ)體存儲(chǔ)單元地址：存儲(chǔ)單元的編號(hào)字編址：對(duì)存儲(chǔ)單元按字編址字節(jié)編址：對(duì)存儲(chǔ)單元按字節(jié)編址尋址：由地址尋找數(shù)據(jù)，從對(duì)應(yīng)地址的存儲(chǔ)單元中訪存數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來(lái)存儲(chǔ)信息。這些器件也稱為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來(lái)表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十

4、進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符，例如英文字母、運(yùn)算符號(hào)等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。以存儲(chǔ)體(大量存儲(chǔ)單元組成的陣列)為核心，加上必要的地址譯碼、讀寫控制電路，即為存儲(chǔ)集成電路;再加上必要的I/O接口和一些額外的電路如存取策略管理，則形成存儲(chǔ)芯片。存儲(chǔ)芯片再與控制芯片(負(fù)責(zé)復(fù)雜的存取控制、存儲(chǔ)管理、加密、與其他器件的配合等)及時(shí)鐘、電源等必要的組件集成在電路板上構(gòu)成整機(jī)，就是一個(gè)存儲(chǔ)產(chǎn)品，如U盤。從存儲(chǔ)單元(晶體管陣列)到存儲(chǔ)集成電路再到存儲(chǔ)設(shè)備，都是為了實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)，區(qū)別是層次的不同。存儲(chǔ)器采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來(lái)存儲(chǔ)信息。這些器件

5、也稱為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來(lái)表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符，例如英文字母、運(yùn)算符號(hào)等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。構(gòu)成存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)元，它可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制代碼。由若干個(gè)存儲(chǔ)元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，然后再由許多存儲(chǔ)單元組成一個(gè)存儲(chǔ)器。一個(gè)存儲(chǔ)器包含許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)字節(jié)(按字節(jié)編址)。每個(gè)存儲(chǔ)單元的位置都有一個(gè)編號(hào)，即地址，一般用十六進(jìn)制表示。一個(gè)存儲(chǔ)器中所有存儲(chǔ)單元可存放數(shù)據(jù)的總和稱為它的存儲(chǔ)容量。假設(shè)一個(gè)存儲(chǔ)器的地址

6、碼由20位二進(jìn)制數(shù)(即5位十六進(jìn)制數(shù))組成，則可表示2的20次方，即1M個(gè)存儲(chǔ)單元地址。每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)，則該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為1MB。存儲(chǔ)器根據(jù)不同的分類條件具有多種分類方式，根據(jù)用途的不同可以分為內(nèi)存(主存儲(chǔ)器)和外存(輔助存儲(chǔ)器);根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的不同可分為磁表面存儲(chǔ)器和半導(dǎo)體存儲(chǔ)器;根據(jù)存儲(chǔ)方式的不同可分為順序存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器;根據(jù)讀寫功能的不同可分為RAM(隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器)和ROM(只讀存儲(chǔ)器);根據(jù)數(shù)據(jù)保存時(shí)間長(zhǎng)短可分為永久記憶性存儲(chǔ)器和非永久記憶性存儲(chǔ)器。本報(bào)告將主要把存儲(chǔ)器分為內(nèi)存與外存討論。內(nèi)存，是與CPU經(jīng)內(nèi)總線連接的存儲(chǔ)器。它用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，因此

7、內(nèi)存也被稱為主存。但它僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。內(nèi)存的主要組成部分是隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），RAM中的數(shù)據(jù)存取可以隨機(jī)進(jìn)行，可以在任何時(shí)候?qū)ζ浯鎯?chǔ)單元讀寫數(shù)據(jù)。由于RAM是一個(gè)沒有實(shí)物形式的具有存儲(chǔ)功能的電路，因RAM中的數(shù)據(jù)會(huì)因?yàn)閿嚯姸?，這體現(xiàn)了其數(shù)據(jù)的易失性。正如其他精細(xì)的集成電路，RAM對(duì)環(huán)境的靜電荷非常敏感。靜電會(huì)干擾存儲(chǔ)器內(nèi)電容器的電荷，引致數(shù)據(jù)流失，甚至燒壞電路。故此觸碰RAM前，應(yīng)先用手觸摸金屬接地。另外，RAM具有一個(gè)重要特性需要刷新（再生）。現(xiàn)代的RAM依賴電容器存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。根據(jù)保持?jǐn)?shù)據(jù)的方式不同， RAM分為靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM。靜態(tài)RAM(S

8、RAM)，靜態(tài)存儲(chǔ)單元是在靜態(tài)觸發(fā)器的基礎(chǔ)上附加門控管而構(gòu)成的。因此，它是靠觸發(fā)器的自保功能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的。動(dòng)態(tài)RAM(DRAM),動(dòng)態(tài)RAM的存儲(chǔ)矩陣由動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)單元組成。動(dòng)態(tài)MOS存儲(chǔ)單元利用MOS管的柵極電容來(lái)存儲(chǔ)信息，電容器充滿電后代表1，未充電的代表0。由于電容器或多或少有漏電的情形，若不作特別處理，數(shù)據(jù)會(huì)漸漸隨時(shí)間流失。刷新是指定期讀取電容器的狀態(tài)，然后按照原來(lái)的狀態(tài)重新為電容器充電，彌補(bǔ)流失了的電荷。因此DRAM內(nèi)部要有刷新控制電路，其操作也比靜態(tài)RAM復(fù)雜。需要刷新正好解釋了隨機(jī)存取存儲(chǔ)器的易失性。電腦的內(nèi)存條就是由多片RAM芯片制作在一個(gè)條形電路板上而成，它可以從主板的內(nèi)存插

9、槽上插入或拔下，使得內(nèi)存容量具有擴(kuò)展性。另一種內(nèi)存是只讀存儲(chǔ)器（ROM），其中的數(shù)據(jù)只能被讀出，而不能寫入，因此斷電后其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)也不會(huì)丟失。ROM也有很多種，如可編程只讀存儲(chǔ)器（PROM），一般可編程一次。PROM存儲(chǔ)器出廠時(shí)各個(gè)存儲(chǔ)單元皆為1，或皆為0。用戶使用時(shí)，再使用編程的方法使PROM存儲(chǔ)所需要的數(shù)據(jù)。PROM需要用電和光照的方法來(lái)編寫與存放的程序和信息。但僅僅只能編寫一次，第一次寫入的信息就被永久性地保存起來(lái)。例如，雙極性PROM有兩種結(jié)構(gòu)：一種是熔絲燒斷型，一種是PN結(jié)擊穿型。它們只能進(jìn)行一次性改寫，一旦編程完畢，其內(nèi)容便是永久性的。由于可靠性差，又是一次性編程，目前較少使用。還有

10、一種可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）可多次編程。這是一種便于用戶根據(jù)需要來(lái)寫入，并能把已寫入的內(nèi)容擦去后再改寫，即是一種多次改寫的ROM。由于能夠改寫，因此能對(duì)寫入的信息進(jìn)行校正，在修改錯(cuò)誤后再重新寫入。擦除遠(yuǎn)存儲(chǔ)內(nèi)容的方法可以采用以下方法：電的方法（稱電可改寫ROM）或用紫外線照射的方法（稱光可改寫ROM）。光可改寫ROM可利用高電壓將資料編程寫入，抹除時(shí)將線路曝光于紫外線下，則資料可被清空，并且可重復(fù)使用。通常在封裝外殼上會(huì)預(yù)留一個(gè)石英透明窗以方便曝光。外儲(chǔ)存器（簡(jiǎn)稱外存）是指除計(jì)算機(jī)內(nèi)存及CPU緩存以外的儲(chǔ)存器，此類儲(chǔ)存器一般斷電后仍然能保存數(shù)據(jù)。常見的外存儲(chǔ)器有硬盤、軟盤、光盤、U

11、盤等。硬盤是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一，由一個(gè)或者多個(gè)鋁制或者玻璃制的碟片組成。碟片外覆蓋有鐵磁性材料。硬盤有固態(tài)硬盤（SSD 盤，新式硬盤）、機(jī)械硬盤（HDD 傳統(tǒng)硬盤）、混合硬盤（HHD 一塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤誕生出來(lái)的新硬盤）。SSD采用閃存顆粒來(lái)存儲(chǔ)，HDD采用磁性碟片來(lái)存儲(chǔ)，混合硬盤(HHD)是把磁性硬盤和閃存集成到一起的一種硬盤。絕大多數(shù)硬盤都是固定硬盤，被永久性地密封固定在硬盤驅(qū)動(dòng)器中。容量、轉(zhuǎn)速、數(shù)據(jù)傳輸速率等是考量一個(gè)硬盤好壞的主要參數(shù)。軟盤是個(gè)人計(jì)算機(jī)中最早使用的可移介質(zhì)。軟盤的讀寫是通過軟盤驅(qū)動(dòng)器完成的。軟盤驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)能接收可移動(dòng)式軟盤，目前常用的就是容量為1.44MB的3.5

12、英寸軟盤。軟盤存取速度慢，容量也小，但可裝可卸、攜帶方便。作為一種可移貯存方法，它是用于那些需要被物理移動(dòng)的小文件的理想選擇。光盤是以光信息作為存儲(chǔ)的載體并用來(lái)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的一種物品。分不可擦寫光盤和可擦寫光盤。光盤是利用激光原理進(jìn)行讀、寫的設(shè)備，是迅速發(fā)展的一種輔助存儲(chǔ)器。U盤的稱呼最早來(lái)源于朗科公司生產(chǎn)的一種新型存儲(chǔ)設(shè)備，名曰“優(yōu)盤”，也叫“移動(dòng)硬盤”使用USB接口進(jìn)行連接。USB接口就連到電腦的主機(jī)后，U盤的資料就可放到電腦上了。電腦上的數(shù)據(jù)也可以放到U盤上，很方便。而之后生產(chǎn)的類似技術(shù)的設(shè)備由于朗科已進(jìn)行專利注冊(cè)，而不能再稱之為“優(yōu)盤”，而改稱諧音的“U盤”或形象的稱之為“閃存”“閃盤”等。計(jì)算機(jī)把二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)為復(fù)合二進(jìn)制