存储器知识介绍
计算机基础知识认识计算机存储器的不同类型和功能
计算机基础知识认识计算机存储器的不同类型和功能计算机基础知识：认识计算机存储器的不同类型和功能计算机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、程序和指令。
不同类型的存储器具有不同的功能和特点。
本文将介绍计算机存储器的主要类型和功能。
一、内存内存是计算机中最重要的存储设备之一，用于存储当前正在被处理的程序和数据。
内存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系统中速度最快、容量相对较小的存储器。
它直接与CPU进行数据交换，并且可以快速读写数据。
主存储器一般采用固态存储器，如RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。
- RAM（随机存取存储器）：RAM是一种易失性存储器，意味着当计算机断电时，其中的数据将会丢失。
RAM主要用于存储临时数据和程序指令，以供CPU快速访问。
目前常见的RAM类型有SRAM和DRAM，它们在存储速度和稳定性上有所不同。
- ROM（只读存储器）：ROM是一种不易改变的存储器，存储的数据通常是固化于芯片中的程序和数据。
计算机启动时，BIOS（基本输入输出系统）就是从ROM中加载的。
ROM的数据无法被修改，可靠性较高。
2. 辅助存储器辅助存储器用于长期存储数据和程序，数据在断电后不会丢失。
常见的辅助存储器包括硬盘驱动器、固态硬盘、光盘和闪存驱动器。
- 硬盘驱动器：硬盘驱动器使用磁性材料记录数据，并且容量较大，适合存储大量数据。
它是计算机系统中最常见的存储设备之一。
- 固态硬盘：固态硬盘（SSD）通过闪存芯片来存储数据，与传统硬盘驱动器相比，它具有更快的读写速度和更高的抗震性。
由于价格的下降，SSD正逐渐取代传统硬盘。
- 光盘：光盘利用激光技术读写数据，主要分为CD、DVD和蓝光光盘。
光盘的容量较小，适合存储音频、视频和软件。
- 闪存驱动器：闪存驱动器（如USB闪存盘）也是一种常见的辅助存储器，具有便携性和可插拔性，适合传输数据和备份文件。
存储器基本知识
非挥发性存储器（TFTM） ：关闭电源可以继续保存数据的存储器，原理类似于 TFT，只是在 TFT 的基础上加了层保存电荷的浮栅。存储电荷时会改变器件的阈值电压从而改变器件的逻 辑状态(“0”或”1”)。
栅极 阻挡层 浮栅 源极 IGZO
衬底
栅极
阻挡层 遂穿层
源极
IGZO
遂穿层
漏极
浮栅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ源极 IGZO 阻挡层 栅极
衬底
遂穿层 漏极
浮栅 阻挡层 栅极
衬底
漏极
a)顶栅结构
b）底栅结构 图一.TFTM 的结构
c）双栅结构
TFTM 的结构及特点：背栅、顶栅和双栅，栅氧化层包括阻挡层，隧穿层和电荷 俘获层，一二两层一般为 SiO2 和高电介质材料，俘获层一般采用纳米晶（Pt，Si 和 Ru）或电荷陷阱材料（SiNx 和 HfAlO） 1. 背栅结构：沟道载流子迁移率高，源漏电流大，阈值电压稳定性好。 （主流） 遂穿层不宜过薄，这样会导致阈值升高，从而增大功耗。还要在 IGZO 上加一 层钝化层，防止光照影响。 2. 顶栅结构：遂穿层淀积在 IGZO 沟道层上，因此可以很薄，可在低压下工作。 此种结构有更好的稳定性，但在驱动显示设备的应用中，很难避免衬底光照 影响。 3. 双栅结构： 可通过调节背栅电压来调整阈值电压， 增加了器件的阈值稳定性。 弥补了 1 和 2 的缺点。 TFTM 的阈值电压及存储窗口：
（������������������������������������ +
������ ������������ ������ ������������ 2 ������ ������������
）
纳米晶的制备工艺： 1. 先淀积金属薄膜，然后通过退火形成纳米晶： 影响因素：薄膜初始厚度，金属材料，退火温度和时间。 2. 直接淀积生长： 1） 在介质上直接淀积金属薄膜， 如果薄膜很薄会自动分离成纳米晶 （ALD） 。 2）介质层和金属共沉积，通过调节介质和金属组分，金属会在介质中分离成纳米晶。 3. 离子注入：将金属离子注入到栅介质层中，使之达到固溶饱和，在通过退火，使金属扩 散凝聚形成纳米晶。工艺较简单。 缺点存在自由扩散凝聚，纳米晶在垂直方向分布控制较难，纳米晶隧穿层厚度不一直。 需要退火时间高温退后，对 MOS 中的杂质再分布产生很大的影响。 4. 纳米模版淀积法：1）生物自组织模版 2）有机聚合物自组织模版。工艺非常复杂。 5. 喷雾淀积：通过高温分解稀释的源得到纳米晶喷雾，用气象沉积生长积聚，用高浓度 N2 冲掉过量的喷雾。缺点，工艺设备要更换。
计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM
计算机基础知识认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM计算机基础知识：认识计算机存储器中的EPROM和EEPROM计算机存储器是指计算机系统中用于存储数据和指令的设备，其中EPROM和EEPROM是两种常见的非易失性存储器类型。
本文将介绍EPROM和EEPROM的定义、特点以及它们在计算机系统中的应用。
一、EPROM的定义和特点EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) 是一种可以被擦除和重新编程的只读存储器。
它的主要特点如下：1. 非易失性：EPROM的数据可以在断电后长期保存，不会因为断电而丢失。
这使得EPROM非常适合存储那些需要长期保留的数据和指令。
2. 可擦除性：EPROM中的数据可以通过使用紫外线照射来擦除，也可以使用专门的擦除器进行擦除。
擦除之后，EPROM可以被重新编程。
擦除和重新编程的过程可以多次进行，但是每个EPROM只能进行有限次数的擦除和重新编程。
3. 只读性：在未擦除和重新编程之前，EPROM中的数据是只读的，无法进行修改。
这使得EPROM更加安全可靠，适用于存储那些需要保护而不希望被修改的数据和指令。
4. 容量较小：EPROM的存储容量相对较小，通常在几KB到几MB 的范围内。
这限制了EPROM在存储大量数据方面的应用。
二、EPROM的应用由于EPROM具有非易失性和只读的特点，它在某些应用中得到了广泛的应用。
以下是一些EPROM的常见应用：1. 系统固件：EPROM常用于存储计算机系统的固件，如BIOS (Basic Input Output System)。
这些固件在计算机启动时被加载，负责初始化硬件和提供基本的输入输出功能。
2. 音视频存储：EPROM可以用于存储音频和视频文件，如音乐合成器中的音乐数据、游戏机中的游戏数据等。
3. 电子设备配置：EPROM可以存储电子设备的配置信息和参数，如路由器、交换机等网络设备的配置信息。
存储基础知识培训
存储基础知识培训一、存储概述存储是计算机系统中非常重要的组成部分，用于保持数据和程序的持久性。
在大数据时代的背景下，存储的重要性愈发凸显。
本文将介绍存储的基础知识，以帮助读者全面了解存储的相关概念和技术。
二、存储类型1.主存储器主存储器（Main Memory）是计算机系统中最直接与CPU交互的存储设备，也被称为内存。
主存储器的容量决定了系统同时存储的数据和程序大小。
2.辅助存储器辅助存储器（Secondary Storage）用于长期存储大量的数据和程序，例如硬盘、光盘、固态硬盘等。
辅助存储器的容量一般远大于主存储器，可用于大数据存储和备份。
三、存储技术1.磁盘存储磁盘存储是一种机械存储技术，通过将数据存储在旋转的磁盘上来实现数据的读写。
磁盘以扇区为单位进行数据的存储和访问，随机存取速度较慢，但容量较大。
2.固态存储固态存储（Solid State Storage）采用闪存芯片作为存储介质，相对于传统磁盘存储具有更快的读写速度和较好的耐用性。
固态硬盘（SSD）已逐渐取代传统机械硬盘成为存储系统的主力。
3.网络存储网络存储（Network Storage）指的是通过网络连接远程存储设备的存储技术。
常见的网络存储技术有网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN），可实现数据的共享和备份。
四、存储管理1.存储器层次结构计算机系统的存储器层次结构由多级存储构成，层次结构越高，存取速度越快，成本越高。
常见的存储器层次结构包括高速缓存、主存储器和辅助存储器。
2.存储系统管理存储系统管理涉及存储资源的分配和管理，包括存储容量的规划、文件系统的设计与管理、数据备份与还原等。
合理的存储系统管理能够提高存储系统的效率和可靠性。
五、存储安全1.数据安全存储安全是指对存储中的数据进行保护和控制，以防止非法访问、损坏或泄露。
常见的数据安全措施包括数据加密、访问权限控制和备份恢复。
2.存储设备安全存储设备安全涉及到存储设备的管理和防护。
磁盘存储器管理知识点总结
磁盘存储器管理知识点总结本文将对磁盘存储器管理的关键知识点进行总结，包括磁盘存储器的基本概念、磁盘的分区与格式化、文件系统的设计与实现、磁盘缓存与缓存管理、磁盘错误处理与恢复等方面进行详细介绍。
一、磁盘存储器的基本概念磁盘存储器是计算机系统中最常用的存储设备之一，它采用磁性记录原理将数据存储在磁介质中。
磁盘存储器通常由多个磁盘片组成，每个磁盘片都被划分为许多磁道和扇区，扇区是最小的存储单元，通常为512字节或4KB。
磁盘存储器具有高容量、高速度和可靠性的特点，因此被广泛应用于计算机系统中。
磁盘存储器的访问速度通常比内存慢几个数量级，因此磁盘存储器管理的关键是要尽可能减少磁盘的访问次数，并优化数据的存储和访问方式，以提高系统的性能。
而这就需要对磁盘的分区与格式化、文件系统的设计与实现、磁盘缓存与缓存管理等方面进行有效管理。
二、磁盘的分区与格式化磁盘分区是指将物理磁盘划分为多个逻辑磁盘，每个逻辑磁盘称为一个分区。
磁盘分区可以方便地对磁盘进行管理和组织，提高数据的安全性和可靠性，同时也有利于系统的性能优化。
通常情况下，一个物理磁盘可以被划分为多个分区，每个分区可以单独进行格式化和挂载，拥有各自的文件系统。
磁盘格式化是指在磁盘上建立文件系统的过程，它会擦除磁盘上的所有数据和文件系统结构，并重新构建文件系统。
磁盘格式化是分区后的必要步骤，它可以为磁盘分区创建相应的文件系统结构，使得数据能够被正确地存储和访问。
常见的文件系统包括FAT、NTFS、ext2、ext3、ext4等，不同的文件系统具有不同的特点和用途。
磁盘分区和格式化的合理规划对于系统的性能和可靠性具有很大的影响，合理的分区和文件系统选择可以提高存储空间的利用率和数据的安全性，降低数据的丢失和损坏的风险。
因此，在磁盘存储器管理中，必须对磁盘的分区和格式化进行合理的规划和管理，以满足系统的需求。
三、文件系统的设计与实现文件系统是计算机系统中用于管理文件和目录的一种组织结构，它负责将文件和目录存储在磁盘上，并提供对它们的访问和管理。
计算机存储器层次结构基础知识详解
计算机存储器层次结构基础知识详解计算机存储器层次结构是指计算机内部存储器的层级结构，主要由寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等组成。
每一层存储器都有其独特的特点和作用，在计算机运行过程中发挥不同的作用。
本文将对计算机存储器层次结构的基础知识进行详解。
一、寄存器寄存器是计算机存储器层次结构中最高速的存储器，位于CPU内部，用于存放指令和数据。
寄存器拥有极快的读写速度，可以在一个CPU周期内完成读写操作。
常用的寄存器有通用寄存器、指令寄存器、程序计数器等。
寄存器的容量有限，通常只能存储少量的数据。
但是由于其速度快、响应时间低，因此经常被用于存放频繁使用的数据和指令，以提高计算机的执行效率。
二、高速缓存高速缓存是位于CPU和主存之间的一层存储器，用于存放最近经常访问的数据和指令。
高速缓存的容量较小，但读取速度非常快，可以减少CPU等待数据的时间，提高计算机的运行速度。
高速缓存采用了一种称为缓存替换算法的方法来管理数据的存储和替换。
常见的缓存替换算法有最近最少使用（LRU）算法和先进先出（FIFO）算法等。
这些算法能够根据数据的访问模式，选择性地保留和替换缓存中的数据，以提高缓存的命中率。
三、主存主存是计算机存储器层次结构中容量最大的存储器，用于存放程序和数据。
主存的容量通常以GB（千兆字节）为单位，可以存储大量的数据和指令。
主存中的数据和指令需要经过CPU的请求来进行读写操作。
由于主存的读写速度较慢，因此常常需要高速缓存来缓解CPU等待数据的时间。
同时，主存采用了一种称为虚拟内存的技术，能够将部分主存的内容存储到磁盘等辅助存储器中，以扩大主存的容量。
四、辅助存储器辅助存储器是计算机存储器层次结构中容量最大，但读写速度较慢的一层存储器。
辅助存储器包括硬盘、固态硬盘（SSD）、光盘、磁带等。
辅助存储器主要用于长期存储计算机的程序和数据，可以存储大量的信息。
但与主存相比，辅助存储器的读写速度较慢，需要较长的时间来读取或写入数据。
存储原理及基本知识
存储原理及基本知识随着计算机技术的不断发展，存储器作为计算机系统中最重要的组成部分之一，起着存储和传输数据的重要作用。
存储器按照存储介质的不同可以分为多种类型，包括寄存器、缓存、内存和外部存储器等。
下面将介绍存储器的原理及一些基本知识。
1.存储器的原理存储器是指计算机中存储数据和程序的硬件设备。
存储器主要由内部存储器和外部存储器两部分组成。
内部存储器又称为主存储器，是计算机直接能够访问的存储空间。
内部存储器的原理是通过存储单元来存储和访问数据。
每个存储单元都有一个唯一的地址，通过地址能够唯一地访问到该存储单元中的数据。
内部存储器在计算机启动时会将其中的数据和程序加载到CPU中进行运算。
外部存储器也称为辅助存储器，主要用于存储大量的数据和程序。
与内部存储器相比，外部存储器的访问速度较慢，但可以存储的容量相对较大。
常见的外部存储器包括硬盘、光盘、U盘等。
2.存储器的层次结构存储器的层次结构是指将存储器按照速度和容量从高到低进行划分，以满足不同需求的数据访问。
常见的存储器层次结构包括寄存器、缓存、内存和外部存储器等。
寄存器是最快速的存储器，位于CPU内部，速度非常快，但容量较小。
寄存器主要用于存储CPU执行指令所需的数据。
缓存是位于CPU与内存之间的一个高速存储器，用于临时存放频繁访问的数据和指令。
缓存的原理是通过预先将部分数据和指令加载到缓存中，在CPU需要时能够快速访问，提高数据的访问效率。
内存是计算机的主存储器，用于存储CPU运行所需的数据和程序。
内存的容量较大，但访问速度相对较慢。
内存的原理是将数据和程序以二进制形式存储在内存单元中，通过地址访问其中的数据。
外部存储器可以用于存储大量的数据和程序，容量较大，但访问速度较慢。
外部存储器的原理是通过磁道、扇区等方式将数据存储在外部介质中，通过磁头等设备读取数据。
3.存储器的访问速度和容量存储器的访问速度和容量是评价存储器性能的重要指标。
访问速度是指从存储器中读取或写入数据所需的时间。
数电主要知识点总结
数电主要知识点总结一、存储器单元存储器单元是数字电路的基本元件之一，它用来存储数据。
存储器单元可以是触发器、寄存器或存储器芯片。
触发器是最简单的存储器单元，它有两个状态，分别为1和0。
寄存器是一种多位存储器单元，它可以存储多个位的数据。
存储器芯片是一种集成电路，它可以存储大量的数据。
存储器单元的作用是存储和传输数据，它是数字电路中的重要组成部分。
二、逻辑门逻辑门是数字电路的另一个重要组成部分，它用来执行逻辑运算。
逻辑门有与门、或门、非门、异或门等。
与门用于执行逻辑与运算，或门用于执行逻辑或运算，非门用于执行逻辑非运算，异或门用于执行逻辑异或运算。
逻辑门可以组成各种复杂的逻辑电路，比如加法器、减法器、乘法器、除法器等。
逻辑门的作用是执行逻辑运算，它是数字电路中的核心部分。
三、数字电路的分类数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。
组合逻辑电路是一种没有反馈的逻辑电路，它的输出完全由输入决定。
组合逻辑电路的设计是固定的，不受时间影响。
时序逻辑电路是一种有反馈的逻辑电路，它的输出不仅受输入决定，还受上一次的输出影响。
时序逻辑电路的设计是随时间变化的，受时间影响。
四、数字电路的应用数字电路在计算机、通信、控制等领域有广泛的应用。
在计算机中，数字电路用于执行逻辑和算术运算，控制数据存储和传输。
在通信中，数字电路用于信号处理、调制解调、编解码等。
在控制中，数字电路用于逻辑控制、定时控制、序列控制等。
五、数字电路的设计数字电路的设计是一个复杂的过程，需要考虑多种因素。
首先要确定系统的功能和性能要求，然后选择适当的存储器单元和逻辑门，设计适当的逻辑电路，进行仿真和验证，最后进行集成和测试。
六、数字电路的发展数字电路的发展经历了多个阶段。
从最初的离散元件到集成电路，再到超大规模集成电路，数字电路的集成度越来越高，性能越来越强。
数字电路的发展推动了计算机、通信、控制等领域的快速发展，改变了人们的生活方式，促进了社会的进步。
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字 W1 0 1 0 0
线 W2 0 0 1 0
D3=0
D2=1
D3 D2 ≥1
D1=1
D1 ≥1 ≥1
D0=1
D0
A1=1 A0=1
≥1 A1 A0 1 1 & & & & W0 W1 W2 W3
W0=0 W1=0 W2=0 W3=1
存 W3 0 0 0 1 D3 1 0 1 0 储 D2 0 1 1 1 内 D1 1 0 0 1 容 D0 1 1 0 1
A n -1 地址译码器 Wi
… …
…
i 单元
…
W2 n 1
…
2n -1 单元 存储体
3
存储单元地址
2、ROM的工作原理
D3 D2 ≥1 D1 ≥1 D0 ≥1
4 × 4 位 R O M
≥1 A1 A0 1 1 & & & & W0 W1 W2 W3
W0 m0 A1 A0 W1 m1 A1 A0
5
D3=1
D2=0
D3 D2 ≥1
D1=1
D1 ≥1 ≥1
D0=1
D0
A1=0 A0=0
≥1 A1 A0 1 1 & & & & W0 W1 W2 W3
W0=1 W1=0 W2=0 W3=0
存 W3 0 0 0 1 D3 1 0 1 0 储 D2 0 1 1 1 内 D1 1 0 0 1 容 D0 1 1 0 1
7.1.1 ROM的结构及工作原理 7.1.2 ROM的应用 7.1.3 ROM容量扩展
2
7.1.1 ROM的结构及工作原理
1、ROM的结构 存储容量＝字线数×位线数＝2n×b（位）
W0 W1 字线 输出数据 D0 D1 … Db -1 A0 A1 … 0 单元 1 单元 位线
地 址 输 入
… … …
W2 m2 A1 A0
W3 m3 A1 A0
地址译码器
D3 W0 W2 m0 m2 D1 W0 W3 m0 m3
存储体
D2 W1 W2 W3 m1 m2 m3
4 D3 W0 W1 W3 m0 m1 m 3
存储体实现 了有关最小 项的或运算
断开
10
7.1.2 ROM的应用
1、用ROM实现组合逻辑函数
逻辑表达式
1
Y1 A B C Y AB AC BC 2 Y3 ABD BCD B C D Y A C BC B D AB C 4
1
真值表或最 小项表达式
Y1 m(1,4,8,13) Y2 m(6,7,10,11,12,13,14,15) Y3 m(1,7,9,12,14,15) Y4 m(0,1,3,4,5,9,10,11,12,13)
按A、B、C、 D排列变量， 并将Y1、Y2 扩展成为4 变量的逻辑 函数。
9
地 A1 0 0 1 1
址 A0 0 1 0 1 W0 1 0 0 0
字 W1 0 1 0 0
线 W2 0 0 1 0
ROM的简化画法
与门阵列(地址译码器) m0 Y3 Y2 Y1 Y0
与 阵 列 固 定
m1 m2 m3 A1 A1 A0 A0 或门阵列(存储矩阵)
或 阵 列 可 编 程
连接
地址译码器产 生了输入变量 的全部最小项
存储内容
地 A1 0 0 1 1 址 A0 0 1 0 1 W0 1 0 0 0 字 W1 0 1 0 0 线 W2 0 0 1 0 W3 0 0 0 1 存 储 内 D3 1 0 1 0 D2 0 1 1 1 D1 1 0 0 1 容 D0 1 1 0 1
对于给定的地址，相应一条字线输 出高电平，与该字线相连接的或门输出 为 1，未连接的或门输出为 0。
6
地 A1 0 0 1 1
址 A0 0 1 0 1 W0 1 0 0 0
字 W1 0 1 0 0
线 W2 0 0 1 0
D3
D1=0
D1 ≥1 ≥1
D0=1
D0
A1=0 A0=1
≥1 A1 A0 1 1 & & & & W0 W1 W2 W3
W0=0 W1=1 W2=0 W3=0
11
2
2
与门阵列(地址译码器) m0 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m8 m9 m10 m11 m12 m13 m14 m15 D Y1 Y2 Y3 Y4
选 择 R O M， 画 阵 列 图
A A B B C C D
或门阵列(存储矩阵 ) 12
2、用ROM作函数运算表
例
用ROM构成能实现函 数y＝x2的运算表电路。
设 x 的取值范围为 0 ～ 15 的正整数， 则对应的是4位二进制正整数，用 B＝B3B2B1B0表示。根据y＝x2可算 出 y 的最大值是 152 ＝ 225 ，可以用 8 位二进制数 Y ＝ Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0 表示。由此可列出 Y ＝ B2 即 y ＝ x2 的真值表。
13
输 B3 0 0 0 0 0 B2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
D0=0
D0
A1=1 A0=0
≥1 A1 A0 1 1 & & & & W0 W1 W2 W3
W0=0 W1=0 W2=1 W3=0
存 W3 0 0 0 1 D3 1 0 1 0 储 D2 0 1 1 1 内 D1 1 0 0 1 容 D0 1 1 0 1
8
地 A1 0 0 1 1
址 A0 0 1 0 1 W0 1 0 0 0
入 B1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Y7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 Y6 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 Y5 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1
存储器的分类
RAM：在工作时既能从中读出（取出）信息，又能 随时写入（存入）信息，但断电后所存信息消失。 ROM：在工作时只能从中读出信息，不能写入信息， 且断电后其所存信息在仍能保持。
ROM的分类
掩膜ROM：不能改写。 PROM：只能改写一次。 EPROM：可以改写多次。
1
7.1 只读存储器（ROM）
存 W3 0 0 0 1 D3 1 0 1 0 储 D2 0 1 1 1 内 D1 1 0 0 1 容 D0 1 1 0 1
7
地 A1 0 0 1 1
址 A0 0 1 0 1 W0 1 0 0 0
字 W1 0 1 0 0
线 W2 0 0 1 0
D3=1
D2=1
D3 D2 ≥1
D1=0
D1 ≥1 ≥1