存储器分类以及原理
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机系统中重要的组成部份，用于存储和读取数据。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的分类、存储单元的结构、数据的存储和读取过程等内容。
二、存储器的分类存储器可以分为主存储器和辅助存储器两大类。
主存储器是计算机中直接与CPU进行数据交换的存储器，常见的有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
辅助存储器则是用于长期存储数据的设备，如硬盘、光盘和闪存等。
三、存储单元的结构存储器的最小存储单元是位（bit），表示一个二进制数0或者1。
多个位组合成字节（byte），通常是8位。
存储器根据存取方式的不同，可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机存取存储器（RAM）RAM是一种易失性存储器，它可以随机访问任意存储单元。
常见的RAM有动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。
DRAM使用电容来存储数据，需要周期性刷新以保持数据的有效性；SRAM则使用触发器来存储数据，不需要刷新。
RAM的读写速度快，但数据在断电后会丢失。
2. 只读存储器（ROM）ROM是一种非易失性存储器，它的数据是在创造时被写入的，无法被修改。
常见的ROM有只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）和电可擦除可编程只读存储器（EPROM）。
ROM的数据在断电后依然保持有效，适合存储固定的程序代码和数据。
四、数据的存储和读取过程存储器的数据存储和读取过程可以分为写入和读取两个阶段。
1. 写入过程当CPU需要将数据写入存储器时，首先将数据和地址发送给存储器控制器。
控制器根据地址确定要写入的存储单元，并将数据写入相应的位置。
写入过程通常包括地址译码、数据传送和写入操作。
2. 读取过程当CPU需要从存储器中读取数据时，首先将要读取的地址发送给存储器控制器。
控制器根据地址确定要读取的存储单元，并将数据从存储单元传送给CPU。
读取过程通常包括地址译码、数据传送和读取操作。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存储和检索数据。
它的工作原理涉及到数据的存储、访问和传输等方面。
本文将详细介绍存储器的工作原理。
二、存储器的分类存储器按照不同的工作原理和功能可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。
其中，RAM又可分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。
三、静态随机存储器（SRAM）的工作原理SRAM是一种基于触发器的存储器，它的工作原理如下：1. SRAM由一组触发器组成，每个触发器可以存储一个比特（0或1）的数据。
2. 当写入数据时，控制电路将数据传输到指定的触发器中，并将写入信号传递给触发器，使其将数据存储起来。
3. 当读取数据时，控制电路将读取信号传递给指定的触发器，触发器将存储的数据输出给外部设备。
四、动态随机存储器（DRAM）的工作原理DRAM是一种基于电容的存储器，它的工作原理如下：1. DRAM由一组存储单元组成，每个存储单元由一个电容和一个开关（通常是一个MOSFET）组成。
2. 当写入数据时，控制电路将数据传输到指定的存储单元的电容中，并将写入信号传递给开关，使其打开或关闭，以控制电容的充放电状态。
3. 当读取数据时，控制电路将读取信号传递给指定的存储单元的开关，开关的状态决定了电容的充放电状态，从而输出存储的数据。
五、只读存储器（ROM）的工作原理ROM是一种只能读取数据而无法写入数据的存储器，它的工作原理如下：1. ROM中的数据是在制造过程中被编程的，无法在运行时修改。
2. ROM的存储单元通常由一个开关（通常是一个MOSFET）组成，其状态决定了存储的数据。
3. 当读取数据时，控制电路将读取信号传递给指定的存储单元的开关，开关的状态决定了存储的数据输出。
六、存储器的访问速度存储器的访问速度是指从发出读取或写入指令到数据可用的时间间隔。
它受到存储器类型、存储单元数量、控制电路设计等因素的影响。
存储器的层次结构及组成原理
存储器的层次结构及组成原理一、引言存储器是计算机中非常重要的组成部分，它用于存储和读取数据。
随着计算机技术的发展，存储器也在不断地升级和改进。
存储器的层次结构是指不同类型的存储器按照速度、容量和成本等方面的差异被组织成一种层次结构。
本文将介绍存储器的层次结构及其组成原理。
二、存储器的层次结构1. 存储器分类根据存取速度不同，可将存储器分为主存（RAM）、高速缓存（Cache）、二级缓存、三级缓存等多级缓存以及辅助存储器（ROM、磁盘等）。
2. 层次结构主要分为三个层次：CPU内部高速缓冲寄存器（L1 Cache）、CPU外部高速缓冲寄存器（L2 Cache）和主内存（RAM）。
3. 层次结构优点层次结构能够充分利用各种类型的硬件设备，使得计算机系统能够更加高效地运行。
在执行指令时，CPU首先从最快的L1 Cache中查找数据，如果没有找到，则会查找L2 Cache，最后才会查找主内存。
这样的层次结构设计可以大大提高CPU访问数据的速度，减少CPU等待的时间。
三、存储器的组成原理1. 静态随机存取存储器（SRAM）SRAM是一种使用静电场来存储数据的存储器。
它由多个存储单元组成，每个单元由一个触发器和两个传输门组成。
SRAM的读写速度非常快，但是它比较昂贵，并且需要更多的电源。
2. 动态随机访问存储器（DRAM）DRAM是一种使用电容来存储数据的存储器。
它由多个存储单元组成，每个单元由一个电容和一个开关组成。
DRAM比SRAM更便宜，但是读写速度相对较慢。
3. 双倍数据率SDRAM（DDR SDRAM）DDR SDRAM是一种高速内存技术，可以在每个时钟周期传输两次数据。
这使得DDR SDRAM比普通SDRAM更快。
4. 图形双倍数据率SDRAM（GDDR SDRAM）GDDR SDRAM是一种专门为图形处理器设计的高速内存技术。
它具有更高的频率和带宽，适用于处理大量图像和视频数据。
5. 闪存闪存是一种非易失性存储器，可以在断电时保存数据。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机系统中重要的组成部分，它用于存储和读取数据。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的分类、存储单元的结构和存储器的读写操作原理。
二、存储器的分类存储器按照工作原理和特性可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。
1. 随机存储器（RAM）随机存储器是一种易失性存储器，它能够随机存取数据。
RAM分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）两种。
（1）静态随机存储器（SRAM）SRAM采用触发器作为存储单元，每个存储单元由6个晶体管构成。
SRAM的读写速度快，但存储密度低，功耗较高。
（2）动态随机存储器（DRAM）DRAM采用电容器作为存储单元，每个存储单元由一个电容器和一个访问晶体管构成。
DRAM的存储密度高，但读写速度相对较慢，且需要定期刷新以保持数据。
2. 只读存储器（ROM）只读存储器是一种非易失性存储器，它只能读取数据，无法写入。
ROM分为只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦写只读存储器（EPROM）和闪存存储器等。
（1）只读存储器（ROM）ROM中的数据是在制造过程中被写入的，用户无法修改。
ROM常用于存储计算机系统的启动程序和固化的数据。
（2）可编程只读存储器（PROM）PROM可以由用户进行一次性编程，编程后的数据无法修改。
PROM常用于存储固定的数据，如字符集和校准数据等。
（3）可擦写只读存储器（EPROM）EPROM可以被擦除和重新编程，但擦除操作需要使用紫外线照射。
EPROM 的存储容量较大，但擦写次数有限。
（4）闪存存储器闪存存储器是一种非易失性存储器，具有擦写和读取的能力。
闪存存储器广泛应用于移动设备、固态硬盘和闪存卡等。
三、存储单元的结构存储器的最小存储单元是一个二进制位（bit），它可以存储0或1。
多个存储单元组合形成一个存储字（word），存储字的位数取决于存储器的设计。
存储单元通常由触发器或电容器构成。
微机原理第五章 存储器
（00000H~007FFH）
A11
CPU
A19
…
A0~A10
6116 CS
2）部分译码法 系统总线中的地址总线除片内地址外，部分高位地址（不是
全部高位地址）接到片外译码电路中参加译码，形成片选信号。 因此对应于存储芯片中的单元可有多个地址 。
（二）内存与CPU连接时的速度匹配
对CPU来说，读/写存储器的操作都有固定的时序（对8086 来说需要4个时钟周期），由此也就决定了对内存的存取速 度要求。
（三）内存容量的配置、地址分配 1. 内存容量配置
• CPU寻址能力（地址总线的条数） 软件的大小（对于通用计算机，这项不作为主要因素）
2. 区域的分配 RAM ROM 3. 数据组织 （按字节组织） 16位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分体 （四）存储器芯片选择 根据微机系统对主存储器的容量和速度以及所存放程序的不同等 方面的要求来确定存储器芯片。它包括芯片型号和容量的选择。
24V
S
SiO2 G
D
字线
Vcc 位 线 输 出
P+ + + P+ N衬底
浮栅MOS
位
D
线
浮栅管
S
特点： 1）只读， 失电后信息不丢失 2）紫外线光照后，可擦除信息， 3）信息擦除可重新灌入新的信息（程序） 典型芯片（27XX） 2716（2K×8位），2764（8K ×8位）……
D0 D8
CE
址
线
存储体
启动
控制逻辑 控制线
读 写
数 据 CPU
电寄
路存
器数
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存储和读取数据。
了解存储器的工作原理对于理解计算机系统的运作方式至关重要。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的分类、存储单元的组成以及读写操作的过程。
二、存储器的分类存储器根据其结构和功能可以分为主存储器和辅助存储器。
1. 主存储器主存储器是计算机系统中用于存储程序和数据的重要部分，它直接与CPU进行数据交换。
主存储器按照存取速度的不同可以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）：RAM是一种易失性存储器，它可以随机存取任意位置的数据。
RAM分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）两种类型。
SRAM由触发器组成，速度快但成本高；DRAM使用电容和晶体管组成，速度相对较慢但成本较低。
- 只读存储器（ROM）：ROM是一种不可修改的存储器，其中存储的数据在断电后仍然保持。
ROM包括只读存储器（ROM）、可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）和电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）等。
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的设备，如硬盘驱动器、固态硬盘、光盘、磁带等。
辅助存储器的存取速度相对较慢，但容量较大且数据不易丢失。
三、存储单元的组成存储器的最小存储单元是位（bit），它可以存储一个二进制数字0或1。
多个位组合形成更大的存储单元，如字节（byte）、字（word）等。
1. 字节（byte）字节是计算机系统中最基本的存储单元，它由8个位组成。
字节可以存储一个字符或8个二进制数字。
2. 字（word）字是计算机系统中的一个存储单元，其大小取决于计算机系统的架构。
在32位系统中，一个字由32个位组成，可以存储一个整数或一个浮点数。
3. 存储单元存储单元是存储器中的一个位置，用于存储一个字节或一个字。
存储单元通过唯一的地址进行访问，地址由二进制数字表示。
计算机存储器的种类与工作原理
计算机存储器的种类与工作原理计算机存储器是计算机中的关键组成部分，负责存储和提供数据供计算机进行处理。
它的种类繁多，每种存储器都有其特定的工作原理。
本文将详细介绍计算机存储器的种类与工作原理。
一、种类简述：1. 主存储器（RAM）：它是计算机中最常见的存储器类型，用于存储正在使用的程序和数据。
它的工作速度快，但电源断电后数据会丢失。
2. 只读存储器（ROM）：它是一种无法被更改或擦除的存储器，用于储存计算机启动时的基本指令和固件。
数据在断电后也能保留。
3. 高速缓存存储器（Cache）：它是位于处理器和主存之间的一种临时存储器，用于加快数据的访问速度。
4. 辅助存储器（硬盘、光盘等）：用于长期存储大量的数据和程序。
二、主存储器（RAM）：1. 工作原理：主存储器是由一系列存储单元组成的，每个存储单元代表一个二进制位。
当计算机需要读取或写入数据时，存储单元中的电流会发生变化，从而改变数据的状态。
2. 分类：- 随机存取存储器（SRAM）：它采用了一种双稳态存储器单元，不需要周期性地刷新数据。
- 动态随机存取存储器（DRAM）：它采用了电容来存储数据，需要周期性地刷新数据来保持稳定。
三、只读存储器（ROM）：1. 工作原理：只读存储器是用来存储固定数据的，在制造过程中数据被写入，用户无法对其进行更改。
2. 分类：- 可编程只读存储器（PROM）：它是一种一次性可编程存储器，用户只能将数据写入其中一次。
- 可擦写可编程只读存储器（EPROM）：它是一种可擦写存储器，使用特定设备可以将数据擦除并重新编程。
- 电可擦可编程只读存储器（EEPROM）：它是一种电可擦存储器，用户可以通过电编程器擦除和编程数据。
四、高速缓存存储器（Cache）：1. 工作原理：高速缓存存储器是一种位于处理器和主存之间的存储器，用于存储最常用的数据和指令，以提高计算机的处理速度。
2. 层次结构：高速缓存存储器通常分为多级别，包括一级缓存（L1 Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache），每一级别的缓存容量和速度都不同。
存储器的基本原理及分类
存储器的基本原理及分类存储器是计算机中非常重要的组成部分之一，其功能是用于存储和读取数据。
本文将介绍存储器的基本原理以及常见的分类。
一、基本原理存储器的基本原理是利用电子元件的导电特性实现数据的存储和读取。
具体来说，存储器通过在电子元件中存储和读取电荷来实现数据的储存和检索。
常见的存储器技术包括静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）。
1. 静态随机存取存储器（SRAM）静态随机存取存储器是一种使用触发器（flip-flop）来存储数据的存储器。
它的特点是不需要刷新操作，读写速度快，但容量较小且功耗较高。
SRAM常用于高速缓存等需要快速读写操作的应用场景。
2. 动态随机存取存储器（DRAM）动态随机存取存储器是一种使用电容来存储数据的存储器。
它的特点是容量大，但需要定期刷新以保持数据的有效性。
DRAM相对SRAM而言读写速度较慢，功耗较低，常用于主存储器等容量要求较高的应用场景。
二、分类根据存储器的功能和使用方式，可以将存储器分为主存储器和辅助存储器两大类。
1. 主存储器主存储器是计算机中与CPU直接交互的存储器，用于存储正在执行和待执行的程序以及相关数据。
主存储器通常使用DRAM实现，是计算机的核心部件之一。
根据存储器的访问方式，主存储器可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种。
- 随机存取存储器（RAM）随机存取存储器是一种能够任意读写数据的存储器，其中包括SRAM和DRAM。
RAM具有高速读写的特点，在计算机系统中起到临时存储数据的作用。
- 只读存储器（ROM）只读存储器是一种只能读取数据而不能写入数据的存储器。
ROM 内部存储了永久性的程序和数据，不随断电而丢失，常用于存储计算机系统的固件、基本输入输出系统（BIOS）等。
2. 辅助存储器辅助存储器是计算机中用于长期存储数据和程序的设备，如硬盘、固态硬盘等。
与主存储器相比，辅助存储器容量大、价格相对低廉，但读写速度较慢。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
SRAM ：静态RAM，不用刷新，速度可以非常快，像CPU内部的cache，都是静态RAM，缺点是一个内存单元需要的晶体管数量多，因而价格昂贵，容量不大。
DRAM：动态RAM，需要刷新，容量大。
SDRAM ：同步动态RAM，需要刷新，速度较快，容量大。
DDR SDRAM：双通道同步动态RAM，需要刷新，速度快，容量大。
具体解释一：
什么是DRAM
DRAM 的英文全称是'Dynamic RAM'，翻译成中文就是'动态随机存储器'。
DRAM用于通常的数据存取。
我们常说内存有多大，主要是指DRAM的容量。
什么是SRAM
SRAM 的英文全称是'Static RAM'，翻译成中文就是'静态随机存储器'。
SRAM主要用于制造Cache。
什么是SDRAM
SDRAM 的英文全称是'Synchronous DRAM'，翻译成中文就是'扩充数据输出内存'，它比一般DRAM和EDO RAM速度都快，它已经逐渐成为PC机的标准内存配置。
什么是Cache
Cache 的英文原意是'储藏'，它一般使用SRAM制造，它与CPU之间交换数据的速度高于DRAM，所以被称作'高速缓冲存储器'，简称为'高速缓存'。
由于CPU的信息处理速度常常超过其它部件的信息传递速度，所以使用一般的DRAM来作为信息存储器常常使CPU处于等待状态，造成资源的浪费。
Cache就是为了解决这个问题而诞生的。
在操作系统启动以后，CPU就把DRAM中经常被调用的一些系统信息暂时储存在Cache里面，以后当CPU需要调用这些信息时，首先到Cache里去找，如果找到了，就直接从Cache里读取，这样利用Cache的高速性能就可以节省很多时间。
大多数CPU在自身中集成了一定量的Cache，一般被称作'一级缓存'或'内置Cache'。
这部分存储器与CPU的信息交换速度是最快的，但容量较小。
大多数主板上也集成了Cache，一般被称作'二级缓存'或'外置Cache'，比内置Cache容量大些，一般可达到256K，现在有的主板已经使用了512K～2M的高速缓存。
在最新的Pentium二代CPU 内部，已经集成了一级缓存和二级缓存，那时主板上的Cache就只能叫作'三级缓存'了。
什么是闪存
闪存目前主板上的BIOS大多使用Flash Memory制造，翻译成中文就是'闪动的存储器'，通常把它称作'快闪存储器'，简称'闪存'。
这种存储器可以直接通过调节主板上的电压来对BIOS进行升级操作。
解释为什么dram要刷新，sram不需要：
这个是由于ram的设计类型决定的，dram用了一个t和一个rc电路，导致电容毁漏电和缓慢放电。
所以需要经常的刷新来保持数据
具体解释二：
DRAM，动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。
而且是行列地址复用的，许多都有页模式。
SRAM，静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失，而且，一般不是行列地址复用的。
SDRAM，同步的DRAM，即数据的读写需要时钟来同步。
DRAM和SDRAM由于实现工艺问题，容量较SRAM大。
但是读写速度不如SRAM，但是现在，SDRAM的速度也已经很快了，时钟好像已经有150兆的了。
那么就是读写周期小于10ns 了。
SDRAM虽然工作频率高，但是实际吞吐率要打折扣。
以PC133为例，它的时钟周期是7.5ns，当CAS latency=2 时，它需要12个周期完成8个突发读操作，10个周期完成8个突发写操作。
不过，如果以交替方式访问Bank，SDRAM可以在每个周期完成一个读写操作（当然除去刷新操作）。
其实现在的主流高速存储器是SSRAM（同步SRAM）和SDRAM（同步DRAM）。
目前可以方便买到的SSRAM最大容量是8Mb/片，最大工作速度是166MHz；可以方便买到的SDRAM最大容量是128Mb/片，最大工作速度是133MHz。
SRAM是Static Random Access Memory的缩写，中文含义为静态随机访问存储器，它是一种类型的半导体存储器。
“静态”是指只要不掉电，存储在SRAM中的数据就不会丢失。
这一点与动态RAM（DRAM）不同，DRAM需要进行周期性的刷新操作。
然后，我们不应将SRAM 与只读存储器（ROM）和Flash Memory相混淆，因为SRAM是一种易失性存储器，它只有在电源保持连续供应的情况下才能够保持数据。
“随机访问”是指存储器的内容可以以任何顺序访问，而不管前一次访问的是哪一个位置。
SRAM中的每一位均存储在四个晶体管当中，这四个晶体管组成了两个交叉耦合反向器。
这个存储单元具有两个稳定状态，通常表示为0和1。
另外还需要两个访问晶体管用于控制读或写操作过程中存储单元的访问。
因此，一个存储位通常需要六个MOSFET。
对称的电路结构使得SRAM的访问速度要快于DRAM。
SRAM比DRAM访问速度快的另外一个原因是SRAM可以一次接收所有的地址位，而DRAM则使用行地址和列地址复用的结构。
SRAM不应该与SDRAM相混淆，SDRAM代表的是同步DRAM（Synchronous DRAM），这与SRAM是完全不同的。
SRAM也不应该与PSRAM相混淆，PSRAM是一种伪装成SRAM 的DRAM。
从晶体管的类型分，SRAM可以分为双极性与CMOS两种。
从功能上分，SRAM可以分为异步SRAM和同步SRAM（SSRAM）。
异步SRAM的访问独立于时钟，数据输入和输出都由地址的变化控制。
同步SRAM的所有访问都在时钟的上升/下降沿启动。
地址、数据输入和其它控制信号均于时钟信号相关。
DRAM：动态随机存取存储器，需要不断的刷新，才能保存数据。
而且是行列地址复用的，许多都有页模式。
SRAM：静态的随机存取存储器，加电情况下，不需要刷新，数据不会丢失，而且，一般不是行列地址复用的。
SDRAM：同步的DRAM，即数据的读写需要时钟来同步。
主要是存储单元结构不同导致了容量的不同。
一个DRAM存储单元大约需要一个晶体管和一个电容（不包括行读出放大器等），而一个SRAM存储单元大约需要六个晶体管。
DRAM 和SDRAM由于实现工艺问题，容量较SRAM大，但是读写速度不如SRAM。
一个是静态的，一个是动态的，静态的是用的双稳态触发器来保存信息，而动态的是用电子，要不时的刷新来保持。
内存（即随机存贮器RAM）可分为静态随机存储器SRAM，和动态随机存储器DRAM两种。
我们经常说的“内存”是指DRAM。
而SRAM大家却接触的很少。
SRAM其实是一种非常重要的存储器，它的用途广泛。
SRAM的速度非常快，在快速读取和刷新时能够保
持数据完整性。
SRAM内部采用的是双稳态电路的形式来存储数据。
所以SRAM的电路结构非常复杂。
制造相同容量的SRAM比DRAM的成本高的多。
正因为如此，才使其发展受到了限制。
因此目前SRAM基本上只用于CPU内部的一级缓存以及内置的二级缓存。
仅有少量的网络服务器以及路由器上能够使用SRAM。