存储器的特点和应用场合,了解存储器的主要性能指标对存
什么是存储器(存储器是计算机用来存储数据和指令的设备包括内存和外存)
什么是存储器（存储器是计算机用来存储数据和指令的设备包括内存和外存）在计算机领域中，存储器是一种用于存储数据和指令的设备，它包括内存和外存。
存储器在计算机系统中扮演着重要的角色，它们负责存储和管理计算机使用到的数据和程序，为计算机的正常运行提供必要的支持和保障。
一、内存的概念和作用内存是计算机系统中的一种重要组成部分，它主要用于存储计算机运行时所需要的数据和指令。
内存是计算机的临时存储器，它具备存取速度快、容量较小的特点。
在计算机启动时，操作系统和各种应用程序会加载到内存中，当计算机需要执行某个程序时，它会从内存中读取相应的指令执行。
内存的速度非常快，能够满足计算机对数据和指令的高速读写需求。
二、内存的分类内存按照存储介质和特性可以分为主存和高速缓存。
1. 主存主存是计算机中的主要存储器，也是计算机系统的核心组成部分。
主存储器以芯片的形式集成在计算机主板上，其容量通常以字节为单位。
主存有两个重要的特性，一是易失性，也就是说当计算机断电时，其中的数据将会丢失；二是可读写，在计算机运行时，可以通过读取和写入的方式对其进行操作。
2. 高速缓存高速缓存是主存的一种扩展，其作用是提高计算机的运行效率。
高速缓存的容量相对于主存要小得多，但其读写速度更快。
高速缓存通过存储计算机经常使用的数据和指令，以减少对主存的访问次数，从而提高计算机的运行速度。
高速缓存分为一级缓存（L1 Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache）等多级缓存，根据其与主存和处理器之间的距离和速度差异，也有不同的命名方式。
三、外存的概念和作用外存是计算机系统中的一种辅助存储设备，主要用于长期存储数据和程序。
与内存相比，外存的容量较大，但存取速度相对较慢。
外存的代表设备是硬盘，它能够稳定地存储大量的数据和程序，而且可以长期保存。
当计算机需要使用外存中的数据和程序时，它们将会被加载到内存中进行处理。
四、内存与外存的比较内存和外存在计算机系统中有不同的作用和特点，它们各自适用于不同的存储需求。
《计算机的存储器》 讲义
《计算机的存储器》讲义在我们日常使用计算机的过程中，存储器是一个至关重要的组成部分。
它就像是计算机的“记忆库”，负责存储各种数据和程序，让计算机能够随时调用和处理。
接下来，咱们就来深入了解一下计算机的存储器。
首先，我们来谈谈什么是存储器。
简单来说，存储器是用于存储信息的设备，这些信息可以是数字、文本、图像、音频、视频等等。
计算机中的存储器主要分为两大类：内存储器和外存储器。
内存储器，也称为主存储器，它直接与计算机的中央处理器（CPU）进行数据交换，速度非常快。
内存储器又分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
随机存取存储器（RAM）就像是计算机的“短期记忆”。
当计算机运行程序时，程序和数据会被加载到 RAM 中，CPU 可以快速地读取和修改其中的数据。
但是，一旦计算机关机或者断电，RAM 中的数据就会丢失。
这就好比我们在纸上临时写下的一些东西，如果不保存，一旦纸张丢失或损坏，上面的内容也就没了。
只读存储器（ROM）则不同，它里面的数据在制造的时候就被固化了，用户只能读取其中的信息，不能修改。
ROM 通常存储着计算机启动时所需的基本程序和数据，比如 BIOS（基本输入输出系统）。
外存储器，是用于长期存储大量数据和程序的设备，即使计算机关机，其中的数据也不会丢失。
常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U 盘等等。
硬盘是目前计算机中最主要的外存储器之一。
它的存储容量很大，可以达到几百 GB 甚至几 TB。
硬盘通过磁介质来存储数据，就像是一个装满了信息的大仓库。
不过，与内存储器相比，硬盘的读写速度要慢一些。
软盘曾经也是一种常用的外存储器，但由于其存储容量小、容易损坏等缺点，现在已经逐渐被淘汰。
光盘则通过激光在盘片上读写数据，包括 CD、DVD 等不同类型。
光盘的优点是存储成本低、保存时间长，但它的读写速度相对较慢，而且不能像硬盘那样进行随机读写。
U盘是一种便携式的外存储器，它使用闪存芯片来存储数据。
存储设备的认知培训知识
存储设备的认知培训知识介绍存储设备是计算机系统中一种重要的硬件组件，用于存储和访问数据。
了解不同类型的存储设备，以及它们的特点和功能对于计算机用户和技术人员而言是至关重要的。
在本文档中，我们将介绍不同类型的存储设备，并提供一些有关存储设备的认知培训知识。
存储设备的分类存储设备可以根据其工作原理、存储介质和访问方式等进行分类。
下面是一些常见的存储设备分类：1. 主存储器（RAM）主存储器（Random Access Memory，RAM）是计算机中用于临时存储数据的设备。
它以接近于CPU的速度进行数据读写操作，是程序运行时的工作区域。
RAM的容量通常以字节（byte）为单位进行度量，常见的RAM容量有4GB、8GB、16GB等。
2. 硬盘驱动器（HDD）硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）是一种使用机械机构将数据存储在旋转的磁盘上的存储设备。
它具有大容量和较低的成本，适用于长期存储大量数据。
HDD的容量通常以千兆字节（Gigabyte，GB）或千兆字（Gigabit，Gb）为单位进行度量。
3. 固态驱动器（SSD）固态驱动器（Solid State Drive，SSD）是一种使用闪存芯片存储数据的存储设备。
与HDD相比，SSD具有更高的读写速度和更低的操作响应时间，但其容量相对较小。
SSD的容量通常以千兆字节（Gigabyte，GB）或千兆字（Gigabit，Gb）为单位进行度量。
4. 光盘驱动器（CD/DVD/Blu-ray）光盘驱动器是一种使用激光技术读取和写入数据的存储设备，主要用于光盘介质（如CD、DVD和Blu-ray）的存储和访问。
这些介质具有较大的容量，但读写速度较慢。
光盘驱动器的容量通常以千兆字节（Gigabyte，GB）或千兆字（Gigabit，Gb）为单位进行度量。
5. USB闪存驱动器USB闪存驱动器是一种使用闪存芯片存储数据的便携式存储设备，可通过USB 接口与计算机连接。
计算机存储器的分类及特点
计算机存储器的分类及特点1.主存储器主存储器也被称为内存，是计算机系统中最重要的存储设备之一、主存储器通常由半导体材料制成，可以随机访问任意地址。
主存储器是计算机系统中CPU和其他设备进行数据交换的地方，速度快、容量大。
主存储器主要分为两种类型：-随机存取存储器（RAM）：RAM是指容量大小可任意存取的存储器。
它是计算机系统中临时存储数据和程序的地方，以供CPU进行处理。
RAM主要包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种类型。
SRAM速度快、易于控制，但价格高；DRAM价格较便宜，但速度较慢、容易失去数据。
-只读存储器（ROM）：ROM是指只读存储器，其中的数据一旦存储就无法更改。
ROM中存储了计算机系统的固件和初始化程序，如BIOS。
ROM不需要外部电源即可保存数据，具有非易失性的特点。
主存储器是计算机系统中数据存取最快的存储设备，但容量相对较小且价格较高。
2.辅助存储器辅助存储器是计算机系统中用于长期存储数据和程序的设备。
辅助存储器通常容量较大，但访问速度较慢。
辅助存储器主要有以下几种类型：-磁盘存储器：磁盘存储器是目前最常见的辅助存储器，如硬盘、软盘等。
磁盘存储器使用磁性材料来存储数据，具有容量大、价格低廉的特点。
但磁盘存储器的读写速度相对较慢，需要通过磁头来移动和定位数据。
-光盘存储器：光盘存储器使用激光来读取和写入数据，主要有CD、DVD和蓝光光盘等。
光盘存储器具有高容量、便携性好等特点，但读写速度比磁盘存储器略慢。
-闪存存储器：闪存存储器是一种基于固态存储技术的非易失性存储设备，如USB闪存盘、固态硬盘等。
闪存存储器具有读写速度快、功耗低、抗震动等特点，但价格相对较高。
-磁带存储器：磁带存储器是一种适合大容量数据备份和存储的辅助存储器。
磁带存储器的读写速度较慢，主要用于长期存储备份数据。
辅助存储器容量大、价格相对较低，可以长期保存数据和程序，但访问速度较慢。
3.缓存存储器缓存存储器是位于CPU内部的一种高速缓存，用来提高CPU与主存储器之间数据传输的效率。
有关存储器的技术指标
有关存储器的技术指标
存储器的技术指标主要包括以下几个方面：
1.存储容量：指一个存储器中可存储的信息比特数，常用比特数（bit）或字节数（B）
来表示，也可使用（KB、MB、GB、TB）等单位。
其中1KB=2 B，1MB=22°B，1GB=2 B，ITB=2“B。
为了清楚地表示其组织结构，存储容量也可表示为：存储字数（存储单元数）×存储字长（每单元的比特数）。
2.存取速度：主要衡量指标有存取时间和存取周期。
存取时间是指从启动一次存储器
操作到完成该操作所经历的时间，分为读出时间和写入时间。
存取周期是连续启动两次独立的存储器操作所需的最小时间。
3.可靠性：存储器的可靠性是指其在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能
力，常用的可靠性度量包括平均故障间隔时间（MTBF）和平均无故障工作时间（MTTF）。
4.功耗：存储器的功耗包括静态功耗和动态功耗，其中动态功耗又包括读功耗、写功
耗和刷新功耗。
降低功耗是存储器设计的重要考虑因素之一。
此外，存储器的技术指标还包括单位成本、数据传输率等。
这些指标之间存在相互影响和制约的关系，在进行存储器设计和优化时需要综合考虑这些因素。
计算机硬件存储器基础知识解析
计算机硬件存储器基础知识解析计算机硬件存储器是指计算机中用于存储数据和程序的设备。
它们可以被看作是计算机的记忆单元，负责存储和提供数据供处理器使用。
本文将对计算机硬件存储器的基本知识进行解析，包括存储器的分类、工作原理、常见的存储器类型以及存储器的选型考虑等内容。
一、存储器的分类存储器按照存取方式可以分为两大类：随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）和只读存储器（Read-Only Memory, ROM）。
1. 随机存取存储器（RAM）随机存取存储器是指其内部存储单元的内容可以被随机存取的一种存储器。
它具有读写功能，可以根据需要读取或写入数据。
随机存取存储器又可以细分为静态随机存取存储器（Static Random Access Memory, SRAM）和动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory, DRAM）。
2. 只读存储器（ROM）只读存储器是指其内部存储单元的内容只能被读取，不能被写入的一种存储器。
它一般用于存储计算机系统启动所需的基本程序或数据，具有非易失性（non-volatile）的特点。
二、存储器的工作原理存储器的基本工作原理是以二进制形式存储和读取数据。
每个存储单元由一个或多个比特（bit）组成，用于表示0或1的二进制状态。
计算机通过地址总线（Address Bus）将存储单元的地址传送给存储器，通过数据总线（Data Bus）进行数据的读写操作。
1. 存储器的读取当计算机需要读取存储器中的数据时，它会将要读取的存储单元的地址发送给存储器，存储器按照地址找到相应的存储单元，并将数据通过数据总线传送给计算机。
2. 存储器的写入当计算机需要写入数据到存储器中时，它会将要写入的数据通过数据总线发送给存储器，同时也会将要写入的存储单元的地址发送给存储器。
存储器接收到数据后，将其存储到指定的存储单元中。
三、常见的存储器类型除了RAM和ROM之外，还有许多其他类型的存储器，在计算机系统中起到不同的作用。
存储器类型及其特点解析
存储器类型及其特点解析计算机存储是指计算机用于存储和检索数据、指令和程序的设备。
存储器类型及其特点对于计算机的性能和功能起着至关重要的作用。
本文将就存储器的各种类型进行分析，并对其特点展开解析。
一、内存内存是指计算机中用于暂时存储数据和指令的设备。
根据存储介质和特点的不同，内存可分为以下几种类型：1. 随机存取存储器（RAM）RAM是一种易失性存储器，其特点在于数据在断电后会丢失。
其中最常见的类型是动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。
DRAM的主要特点是容量大、成本低，而SRAM则具有访问速度快、功耗低的特点。
内存条就是一种典型的RAM存储器。
2. 只读存储器（ROM）ROM是一种只能读取而不能写入的存储器，其中存储的数据是在制造过程中被编程进去的，因此具有较高的稳定性。
常见的ROM类型包括EPROM、EEPROM和闪存等。
ROM常用来存储计算机启动程序BIOS。
3. 快取存储器（Cache）Cache是一种速度较快的存储器，用于存放近期频繁使用的数据和指令。
其特点是容量较小，但访问速度相对内存较快。
Cache的存在可以大大提高计算机的运行速度，常见的有一级缓存和二级缓存。
4. 虚拟存储器（Virtual Memory）虚拟存储器是一种利用硬盘空间来扩展计算机内存容量的技术。
它可以将部分不常用的数据和指令暂时存放到硬盘上，从而释放出内存空间给其他程序使用。
虚拟存储器的特点是容量较大，但访问速度相对较慢。
二、外存储器外存储器是指计算机中用于长期存储数据和程序的设备。
与内存不同，外存储器具有非易失性的特点，即数据在断电后能够长期保存。
以下是几种常见的外存储器类型：1. 硬盘硬盘是一种采用磁性原理存取数据的存储设备。
它具有容量大、读写速度快的特点，广泛应用于个人电脑和服务器。
硬盘采用磁道和扇区的组织方式来存储数据。
2. 固态硬盘（SSD）固态硬盘是一种采用闪存芯片存储数据的存储设备。
5-6存储器的性能指标
存储器的性能指标
内存指标
⏹容量
☐内存容量指的是单条内存的总容量，它是内存颗粒的容量与内存颗粒数的乘积。
⏹内存主频
☐内存主频和CPU主频一样，习惯上被用来表示内存的速度，它代表着该内存所能达到的最高工作频率。
内存主频是以MHz
（兆赫）为单位来计量的。
⏹存取速度
☐即两次独立的存取操作之间所需的最短时间，又称为存储周期。
内存指标
⏹数据宽度和带宽
☐内存的数据宽度是指内存同时传输数据的位数，以位（bit）为单位。
内存带宽指内存工作频率与内存总线
宽度的乘积。
⏹内存的“线”数
☐就是指内存条与主板插接时有多少个接触点，这些接触点就是“金手指”。
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左图是浮置栅型PMOS管的结构原
理图，浮置栅被包围在绝缘的二氧化
硅之中。写入时，在漏极和衬底之间
P+
P+
加足够高的反向脉冲电压把PN结击穿 ，雪崩击穿产生的高能电子穿透二氧
化硅绝缘层进入浮置栅中。脉冲电压
N型衬底
消失后，浮置栅中的电子无放电回路
而被保留下来。
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电工电子技术
浮置栅PMOS写入数据后，带电荷的浮置栅使PMOS管的源极
和漏极之间导通，当字线选中某一存储单元时，该单元位线即为
低电平；若浮置栅中无电荷(未写入)，浮置栅PMOS管截止，位
线为高电平。当用户需要改写存储单元中的内容时，要用紫外线
或X射线照射擦除，使浮置栅上注入的电荷
+UDD
形成光电流泄漏掉，EPROM可恢复原来未
写入时的状态，因此又可重新写入新信息。
字线 位 线
通常ROM中的程序和数据是事先存入的，在工作过程中 不能改变，这种事先存入的信息不会因下电而丢失，因此 ROM常用来存放计算机监控程序、基本输入输出程序等系 统程序和数据。RAM中的信息则下电就会消失，所以主要 用来存放应用程度和数据。
对存储器的读写或取出都是随机的，通常要按顺序随机 存取。按顺序随机存取有两种方式：①先进先出；②后进 先出。
存储器按功能的不同可分为静态和动态两类，按所用元 件的类型又可分为双极型和单极型两种。双极型存储单元 速度高，单极型存储单元功耗低、容量大。在要求存取速 度快的场合常用双极型RAM电路，对速度要求不高场合 下，常用单极型存储器。我们主要以单极型存储器为例介 绍RAM的工作原理。
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(1) 静态RAM存储单元
为了存入和取出的方便，必须给每个字单元以确定的标号，这
个标号称为地址，不同的字单元具有不同的地址。存储器的容
量由地址码的位数m决定，当地址码的位数为n，字长的位数 为m时，存储器内含2n×m个存储单元。
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2. RAM的存储单元电路
存储单元是RAM的核心部分， RAM字中所含的位数是 由具体的RAM器件决定的，可以是4位、8位、16位和32 位等。每个字是按地址存取的。一般操作顺序是：先按地 址选中要进行读或写操作的字，再对找到的字进行读或写 操作。打一比方：存储器好比一座宿舍楼，地址对应着房 间号，字对应着房间内住的人，位对应床位。
固定连接
或阵列
法有较大的区别。
& F1
≥1 F2
与门
或门
阵列 乘积项 阵列 和项
PLD主体示意图
逻辑连接
ABCD
与阵列
F1=ABD
ABCD
F2=A+C
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(1)可编程逻辑阵列PLA
可编程逻辑阵列PLA在存储器中的主要应用是构成组合逻辑
电路，下面我们举例进行说明。
用PLA实现 4 位二进制数
IIII////00002103
A0
A9
R/W A10
74LS138
Y0
译码器
A11
A12
Y7
16片1024×4位的 RAM和3线－8线译码器74LS138相接可 扩展三个地址输入端，构成一个8K×4位的RAM。
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电工电子技术
什么是随机存储器？
RAM有几种类型的 存储单元？各适用
随机存储器有何特 点？
当某一片的片选线为有效电平时，则该片被选中，地址译码器的输
出信号控制该片某个地址与CPU接通；片选线为无效电平时，与 CPU之间呈断开状态。例如片选信号CS＝“1”时，RAM禁止读写， 处于保持状态，I/O口的三态门处于高阻抗状态；CS＝“0”时， RAM可在读/写控制输入R/W的作用下作读出或写入操作。
行选择线
01
导截 通止
Q T1
+UD
D
截导
止通
T3 Q
T5
T2 T4
T6
图中T1和T2、T3和T4 分别构成两个反相器。
两个反相器交叉耦合又
构成了基本触发器，作
为储存信号的单元，当 Q＝１时为“1”态，Q ＝0时为“0”态。T5和T6 是门控管，其导通和截 止均受行选择线控制。
1位1线 存保储持数原据态输不出变 0位0线
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行
地
n位
址
地址码
译
码
器
存储矩阵：
读
2n
m
存储矩阵
写 控
制
器
读/写控制 列地址译码器
输出控制
RAM
电 m位 路 数据 结
构 片选控制 框
图
存储矩阵是存储器的主体，含有大量的基本存储单元。通
常数据和指令是用一定位数的二进制数来表示的，这个二进制
数称为字，字的位数称为字长。存储器以字为单位进行存储，
浮置栅
MOS管
EPROM存储单元
利用光照抹掉写入内容需要大约30min 左右较长时间。为了缩短抹去时间，人
们研制出了电擦除方式。电擦除的速度 一般为ms数量级，其擦除的过程就是改 写的过程，改写是以字为单位进行的。 电擦除的E2PROM既可以在掉电时不丢 失数据，又可以随时改写写入的数据， 重复擦除和改写的次数可达1万次以上。
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1. RAM的功能与结构
n位 地址码
行
读
地 址 译
2n
存储矩阵
m
写 控 制
码
器
器
读/写控制
列地址译码器
地址译码器：
输出控制
R电AM m位 路 数据 结
构 片选控制 框
图
RAM中的每个寄存器都有一个编号，称为地址。每次 读/写信息时，只能和某一个指定地址的寄存器之间进行取 出或是存入，此过程称为访问存储器。访问地址的是机器
识别的二进制数，送给地址译码器译码后，由相应输出线 给出信号，控制被选中的寄存器与存储器的I/O端子，使其 进行读/写操作。
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n位 地址码
行
读
地 址 译
2n
存储矩阵
m
写 控 制
码
器器Βιβλιοθήκη 读/写控制列地址译码器
输出控制
RAM
电 m位 路 数据 结
构 片选控制 框
图
读写控制器：
读/写控制线可对RAM的读出和写入进行控制。如R/W＝0 时，执行写操作，R/W＝1时，执行读操作；由地址输入端输 入的n 位地址码经地址译码器译码后选中一组(信息长度m 位) 存储单元，m位的二进制代码经I/O 接口被写入或被读出。
当行选择线为高电平时，T5T6导通，触发器输出端与位线接通 当行选择线为低电平时，T5T6截止，存储单元和位线断开。
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电工电子技术
字选线
10 导截通止
T
C
(2) 动态RAM存储单元
一个MOS管和一个电容即可组成
一个最简单的动态存储单元电路。
隔 离
当存储单元未被选中时：
C0
当存储单元被选中时： 写入时，送到数据线上的二进制信
式的不同，可分为内容固定的ROM，一次性编程的PROM、可多
次编程的EPROM和电改写的E2PROM。早期制造的PROM可编程
逻辑器件的存储单元利用其内部熔丝是否被烧断来写入数据的，
因此只能写入一次，使其应用受到很大限制。目前使用的PROM
可多次写入，其存储单元是在MOS管中置入浮置栅的方法实现的
。 S 浮置栅 D
1. 只读存储器ROM的基本概念
只读存储器在工作时只能进行读出操作，结构原理如下：
地n
址 码
地
输
址 2n 存储单 m 出
译
元矩阵
电
码 “字”
“位” 路
m
数据
I/O
只读存储器ROM的特点是：存储单元简单，集成度 高，且掉电时数据不会丢失。
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2、可编程逻辑器件的存储单元
只读存储器ROM存入数据的过程称为“编程”。根据编程方
B0 B0
转换为Gray 码的电路。 B1
PLA的特点：与阵列和或 阵列都可以编程。
存储器是一种具有记忆功能的接收、保存和取出信息 的设备，是计算机的重要组成部分，是CPU最重要的系 统资源之一。
存储器按在微机中的位置可分为主存储器(内存)、辅 助存储器(外存)和缓冲存储器(缓存)三大类。内存一般 由半导体存储器构成，通常装在计算机主板上，存取速 度快，但容量有限；外存是为了弥补内存容量的不足而 配置的，如硬盘、软盘等，外存容量大、成本低，所存 信息既可修改也可长期保存，但存取速度慢；缓存位于 内存与CPU之间，其存取速度非常快但存储容量更小， 一般用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，可提高 整个系统的运行速度 。
•••••• •••••• ••••••
片16
I /O 16
如果一片RAM中的字数已经够用，而每个字的位数不够用 时，可采用位扩展连接方式解决。其数据位的扩展方法是：将 各个RAM的地址码并联片选端并联即可。
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RAM的字扩展
下图所示为RAM字扩展的典型实例：利用两片1024字
×4位的RAM器件构成2048字×4位的RAM。
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电工电子技术
3、可编程逻辑器件
可编程逻辑器件按编程方式可分为掩膜编程和现场编程。掩
膜编程是由生产厂家采用掩模工艺专门为用户制作；现场编程 则是由用户在工作现场进行编程，以实现所需要的逻辑功能。
任意一个逻辑函数都可以写成与—或表达形式，所以可编程
逻辑器件的基本结构是一个与阵列和一个或阵列。
PLD有较大的与或阵列， 其逻辑图的画法也与传统的画