计算机组成原理(期末或考研备考)- 存储器(RAM和ROM重点讲解)

news2024/11/25 4:42:18

存储器分类

  1. 主存储器:也称内存,存放正在运行程序和数据,CPU可以直接访问,容量存储较小,价格较贵。
  2. 辅助存储器:也称外存(绝大多数是磁盘),存放电脑的应用程序等,如果想要运行某一程序,往往需要先将其从外存调入内存,存储空间大,访问速度较慢,价格较低。
  3. 高速缓冲存储器:也称Cache,在主存和CPU之间,用于缓冲CPU和内存读写速度不匹配的问题。容量存储小,价格贵。

RAM和ROM

存储器分为内部存储器和外部存储器

在这里说的RAM和ROM均为内部存储器,硬盘是外部存储器。

RAM:随机存取,读写方便,使用灵活,主要用作内存和告诉缓冲处理器

RAM分为SRAM(静态)和DRAM(动态)static and dynamic

ROM:ROM只能读出,不能写入,一旦写入存储器就固定不变,断电后内容也不会丢失。ROM与RAM共同构成内存。

ROM是只读存储器(Read-Only Memory),也是计算机内部存储器中的一种,而硬盘是外部存储器,所以对于大学学子来说,考试时你如果把这两个混为一种东西绝对是错误的,当然,如果出选择题让你选,那么BIOS应该是用到ROM的那个。那么ROM究竟是干什么的,ROM和硬盘是否就没有任何关系呢?这就要从其发展历程说起,早期,乃至现在,我们的主要存储介质都是磁性存储,也就是磁盘,分为硬盘和软盘,硬盘不太适合做移动存储,因为其磁头容易损坏,不耐摔,而且体积较大,就算是缩小容量仍然很难缩小其体积,软盘虽然用作移动介质还算方便,但软盘容量过于小,不够用,而光盘虽然容量大但不易擦写,同时体积也不够小,这时就很适合使用半导体存储介质——ROM和RAM,ROM用来嵌入电脑主板或者做移动存储介质就很合适了,其体积够小,提供的容量可以比光盘和软盘的大,速度也更快,但成本相对更高,而且早期的ROM因为技术不成熟所以无法擦写,出厂后就只能读数据,所以叫只读存储器,后来随着技术的发展,在ROM的基础上出现了新的半导体存储介质EPROM和EEPROM,这两种可擦写,这就不符合ROM的命名,但是由于是在ROM的技术上衍变出来的,所以延用了一部分原来的叫法,此时非易失的半导体存储介质开始得以广泛应用,被大量用于电脑主板的bios和嵌入式存储,而后来在这两种技术的发展上又发展出了NAND FLASH闪存,这就是我们现在用的U盘中用到的技术,同样,因为其体积小,容量和速度均不错,现在手机存储中的emmc颗粒也是用的这种技术,所以有手机厂商就把手机的存储容量约定俗成为ROM,其继承ROM断电不丢失数据的特性,而且有着较快的速度。

存储器性能指标

  1. 存储容量=存储字数×字长,存储字数表示存储器地址空间的大小,字长表示一次存取操作的数据量。
  2. 存储速度:数据传输率=数据的宽度/存取周期(存储周期)
  3. 存取时间:启动一次存取操作到完成该操作所经历的时间。
  4. 存取周期:完成一次完整读取周期的全部时间。
    在这里插入图片描述

多级层次的存储系统:

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例题讲解:

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选D,存储器分内部存储器和外部存储器,RAM和ROM都与外部存储器无关,因此选D。

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选A,基础概念,不讲,也可以参考上面的图。

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选C,16位是2B,即两个字节,数据传输率=2B/(250 × 10 ^ -9) = 8 × 10 ^ 6 B/s。

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选B,64位是8B,即每8个字节算一个地址,一个地址表示存储8个字节的数据,因此除一下就是最终的结果。

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选B,内存就是随机存取,CPU可以任意访问某一个存储单元,通过地址即可访问,与物理位置无关,外存大多数是串行存储,只能顺序访问。

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