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什么是存儲(chǔ)器工作原理是什么

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什么是存儲(chǔ)器工作原理是什么

  存儲(chǔ)器是現(xiàn)代信息技術(shù)中用于保存信息的記憶設(shè)備,那么你對存儲(chǔ)器了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是存儲(chǔ)器,希望大家喜歡!

  存儲(chǔ)器的簡介

  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。存儲(chǔ)器是具有“記憶”功能的設(shè)備,它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來存儲(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)算符號等,也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。

  存儲(chǔ)器:存放程序和數(shù)據(jù)的器件

  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

  字編址:對存儲(chǔ)單元按字編址

  字節(jié)編址:對存儲(chǔ)單元按字節(jié)編址

  尋址:由地址尋找數(shù)據(jù),從對應(yīng)地址的存儲(chǔ)單元中訪存數(shù)據(jù)。

  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,比如手機(jī)中常用的存儲(chǔ)芯片。得益于新的IC制造或芯片封裝工藝,現(xiàn)在已經(jīng)有能力把DRAM和FLASH存儲(chǔ)單元集成在單芯片里。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)器的構(gòu)成

  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,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)器的工作原理

  這里只介紹動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM)的工作原理。

  動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器每片只有一條輸入數(shù)據(jù)線,而地址引腳只有8條。為了形成64K地址,必須在系統(tǒng)地址總線和芯片地址引線之間專門設(shè)計(jì)一個(gè)地址形成電路。使系統(tǒng)地址總線信號能分時(shí)地加到8個(gè)地址的引腳上,借助芯片內(nèi)部的行鎖存器、列鎖存器和譯碼電路選定芯片內(nèi)的存儲(chǔ)單元,鎖存信號也靠著外部地址電路產(chǎn)生。

  當(dāng)要從DRAM芯片中讀出數(shù)據(jù)時(shí),CPU首先將行地址加在A0-A7上,而后送出RAS鎖存信號,該信號的下降沿將地址鎖存在芯片內(nèi)部。接著將列地址加到芯片的A0-A7上,再送CAS鎖存信號,也是在信號的下降沿將列地址鎖存在芯片內(nèi)部。然后保持WE=1,則在CAS有效期間數(shù)據(jù)輸出并保持。

  當(dāng)需要把數(shù)據(jù)寫入芯片時(shí),行列地址先后將RAS和CAS鎖存在芯片內(nèi)部,然后,WE有效,加上要寫入的數(shù)據(jù),則將該數(shù)據(jù)寫入選中的存貯單元。

  由于電容不可能長期保持電荷不變,必須定時(shí)對動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)電路的各存儲(chǔ)單元執(zhí)行重讀操作,以保持電荷穩(wěn)定,這個(gè)過程稱為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器刷新。PC/XT機(jī)中DRAM的刷新是利用DMA實(shí)現(xiàn)的。首先應(yīng)用可編程定時(shí)器8253的計(jì)數(shù)器1,每隔1⒌12μs產(chǎn)生一次DMA請求,該請求加在DMA控制器的0通道上。當(dāng)DMA控制器0通道的請求得到響應(yīng)時(shí),DMA控制器送出到刷新地址信號,對動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器執(zhí)行讀操作,每讀一次刷新一行。

  存儲(chǔ)器的分類

  按存儲(chǔ)介質(zhì)

  半導(dǎo)體存儲(chǔ)器:用半導(dǎo)體器件組成的存儲(chǔ)器。

  磁表面存儲(chǔ)器:用磁性材料做成的存儲(chǔ)器。

  按存儲(chǔ)方式

  隨機(jī)存儲(chǔ)器:任何存儲(chǔ)單元的內(nèi)容都能被隨機(jī)存取,且存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置無關(guān)。

  順序存儲(chǔ)器:只能按某種順序來存取,存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)。

  按讀寫功能

  只讀存儲(chǔ)器(ROM):存儲(chǔ)的內(nèi)容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

  隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器(RAM):既能讀出又能寫入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。

  按信息保存性

  非永久記憶的存儲(chǔ)器:斷電后信息即消失的存儲(chǔ)器。

  永久記憶性存儲(chǔ)器:斷電后仍能保存信息的存儲(chǔ)器。

  按用途

  根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用,可分為主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器等。

  為了解決對存儲(chǔ)器要求容量大,速度快,成本低三者之間的矛盾,通常采用多級存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu),即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。

  用途特點(diǎn)

  高速緩沖存儲(chǔ)器Cache 高速存取指令和數(shù)據(jù)存取速度快,但存儲(chǔ)容量小

  主存儲(chǔ)器內(nèi)存存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間的大量程序和數(shù)據(jù)存取速度較快,存儲(chǔ)容量不大

  外存儲(chǔ)器外存存放系統(tǒng)程序和大型數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)容量大,位成本低


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