计算机存储器介绍

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012/12/25,#,存储器,计算机三大硬件之一,主要内容,概述及结构组成,分类及作用,概述及结构组成,存储器（,Memory,）：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。,存储位：存放一个二进制数位的存储单元，是存储器最小的存储单位，或称记忆单元；存储字：一个数（,n,位二进制位）作为一个整体存入或取出时，称存储字；存储单元：存放一个存储字的若干个记忆单元组成一个存储单元；,存储容量：存储器中存储单元的总数；存储体：大量存储单元的集合组成存储体；存储单元地址：存储单元的编号；字编址：对存储单元按字编址；字节编址：对存储单元按字节编址；寻址：由地址寻找数据，从对应地址的存储单元中访存数据；,概述及结构组成,构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个,CMOS,晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。一个存储器包含许多存储单元，每个存储单元可存放一个字节。每个存储单元的位置都有一个编号，即地址，一般用十六进制表示。一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。假设一个存储器的地址码由,20,位二进制数（即,5,位十六进制数）组成，则可表示,220,，即,1M,个存储单元地址。每个存储单元存放一个字节，则该存储器的存储容量为,1KB,。,存储器框图,各存储器之间的关系,概述及结构组成,量词缩写,量词描述,实际字节数,近似表示,KB,（,KiloByte,）,千字节,1024,1000,MB(MegiByte),兆字节,1048576,1000000,GB(MebaByte),吉字节,1073741824,1000000000,TB(TeraByte),太拉字节,1099511627776,1000000000000,存储单位量词,计算机存储模式规定，存储单元以字节为单位，,1,字节由,8,位二进制位组成。,分类及作用,存储器系统,主存储器（内存）,随机存储器（,RAM,）,只读存储器（,ROMJ,）,辅助存储器（外存）,磁介质存储器,光存储设备,固态存储设备,分类及作用,内存（主存）,与,CPU,经内总线连接的存储器叫做内存,程序被执行时，其指令代码和运行数据,主要存放在内存中，因此也将其称为主,存储器，内存有半导体存储器组成，它,具有运行速度快、体积小的特点。半导,体存储器分为：,RAM,和,ROM,两种类型。,分类及作用,RAM,（随机存储器）,RAM,中的数据存取可以随机进行，既可以在任何时候对其存储单元写入数据，也可以随时从其存储单元中读取数据。但其中的数据会因断电而消失。,PC,机上使用的是内存条，它将多片,RAM,芯片制作在一个条形电路板上。,内存条,Random Access Memory,分类及作用,RAM,根据其保持数据方式的方式可分为静态,RAM,（,SRAM,）和动态,RAM,（,DRAM,）。,SRAM,的存储原理基于一个具有维持信号不变的电路；,DRAM,的存储原理类似于一个电容，要保持数据，必须定时给电容充电，这个过程叫做刷新。,现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备中写入和读取速度最快的，取存延迟也和其他涉及机械运作的存储设备相比，也显得微不足道。,分类及作用,（只读存储器）,Read Only Memory,ROM,中的数据只能被读出，而不能被写入，其中的信息是在使用之前通过专用设备固化的，特点是存储的数据不会因断电而消失。,PROM,这是一次性写入的存储器芯片，数据不可改写,EPROM,可擦除的可编程只读存储器，可以用紫外灯照射将原数据全部擦除,EEPROM,点可擦除可编程只读存储器，通过电信号擦除数据,作用：,ROM,用于在计算机中存放那些即使关机也不能丢失的程序代码和数据,分类,分类及作用,ROM,分类及作用,磁盘,磁盘根据电磁学原理，用涂敷在圆盘表面的磁性材料的极化状态表示二进制数据。磁盘工作过程是：在磁盘控制器的作用下，读写磁头沿着盘片表面作直线移动，而盘片高速旋转，磁头和盘片的相对运动实现了快速数据寻找和读取。磁盘控制器接受,CPU,发出的操作命令，控制磁盘的操作，并在,CPU,和磁盘之间进行数据交换。,磁盘表面结构如左图，磁盘是同心圆结构，数据存储在磁道上，盘片又分为若干个扇形的区域，一个程序代码和数据可以存放在一个或几个扇区的磁道上，磁头读或写是围绕在一个区域里进行的,分类及作用,软盘（,Floppy Disk,）是个人计算机（,PC,）中最早使用的可移介质。软盘的读写是通过软盘驱动器完成的。软盘驱动器设计能接收可移动式软盘，目前常用的就是容量为,1.44MB,的,3.5,英寸软盘。软盘存取速度慢，容量也小，但可装可卸、携带方便。作为一种可移贮存方法，它是用于那些需要被物理移动的小文件的理想选择。,磁带是一种用于记录声音、图像、数字或其他信号的载有磁层的带状材料，是产量最大和用途最广的一种磁记录材料。通常是在塑料薄膜带基（支持体）上涂覆一层颗粒状磁性材料,(,如针状,-,Fe2O3,磁粉或金属磁粉,),或蒸发沉积上一层磁性氧化物或合金薄膜而成。最早曾使用纸和赛璐珞等作带基，现在主要用强度高、稳定性好和不易变形的聚酯薄膜。,分类及作用,硬盘：使用合金盘片的硬盘，盘片和读写装置、磁盘控制器电路一起被固定在密封的盒子中，使用一组电缆导线与主板上的外存接口连接。,分类：,IDE/ATA,硬盘，使用,40,线的扁平电缆，传速：,133MBps,SATA,硬盘，带宽：,300MBps,，传速：,3Gbps,SCSI,从小型机移植到,PC,机上的硬盘，价格高，需要,80,线电缆,分类及作用,光存储设备,计算机中另一种外存是光盘，他使用激光技术存储和读取数据。在光盘被发明用来存放唱片音频后，计算机厂家就开始将光盘用于存储计算机数据的技术研究，光盘盘片为硬质塑料，形状、尺寸 与硬盘差不多，但成本极低。激光束发射到盘片上，通过盘片介质的不同结构对激光的反射不同来表示数据。光盘的最大容量大约是,650MB,分类及作用,信息存储密度很高，达,10,位,/,毫米，约比磁盘高,50,倍，与黑白双色调缩微品相当。一张,300,毫米光盘单面的存储容量达,10,10,位。用它可以存储约,50,万页由文字数字编码信息组成的,4,资料，或,5,万帧静止的电视彩色图像,或,0.5,1,小时电视节目,或,2,3,万页分辨率为,8,线毫米的,4,影像资料。,媒体的成本低廉，用只读光盘存储图像，以复制,1000,片作成本核算，低于缩微品、幻灯片。一次写入光盘的每位存储成本为磁带的十五分之一。,光盘是一种电子存储器，具有随机存取特性。一次写入光盘的平均存储时间为,62,300,毫秒，可用作计算机大容量外存储器。存档性能优良。因采用激光读写信息，读写头与盘片表面不接触，无机械磨损，抗污染能力强，数据可靠，保存期超过,10,年。,适于存储声音、活动和静止图像、高分辨率影像资料、数字编码数据等多种信息。,特点,分类及作用,类型,典型容量,描述,CD,CD-ROM,650-800MB,存放商业软件、数据库等不变内容,CD-R,650-800MB,仅能写一次，用于存放大量数据,CD-RW,650-800MB,可重复使用，创建和编辑大的多媒体图像,DVD,DVD-ROM,4.7-17GB,存放音频、视频等不变内容,DVD-R,4.7-17GB,也标记为,DVD-R/W,，仅能写一次，用于存放大量的数据,DVD-RAM,2.6-5.2GB,可重复使用，创建和编辑多媒体图像,DVD-RW,常见的光盘类型和指标,分类及作用,固态存储器,出现原因,：磁盘、光盘有机械部件运动，所以速度慢 且移动性差，为此工程师一直在找另外有效的存储技术以代替硬盘。,原理及特点,：将,EEPROM,划分成若干块，块的大小可以是数,KB,知数,MB,。写入需要的存储块，如果已有数据就将其擦除后写入。由于速度快，因此也叫闪存。,闪存采用半导体材料，不需要专门的机械驱动供电，可以直接使用主机供电且不受外界环境影响，持久耐用，称之为固态存储器或固态硬盘。它的结构采用全电路，由可擦除,ROM,加上相应的读写控制及擦除电路组成，体积小。,分类及作用,主要种类,CF,卡,MMC,卡,SD,卡,SM,卡,分类及作用,U,盘特点是小巧便与携带、存储容量大、价格便宜。,USB,盘,-,使用注意事项,U,盘一般都有写保护开关，但应该在,U,盘插入计算机接口之前切换，不要在,U,盘工作状态下进行切换。,2.U,盘都有工作状态指示灯，如果是一个指示灯，当插入主机接口时，灯亮表示接通电源，当灯闪烁时表示正在读写数据。如果是两个指示灯，一般两种颜色，一个在接通电源时亮，一个在,U,盘进行读写数据时亮。有些,U,盘在系统拷贝进度条消失后仍然在工作状态，严禁在读写状态灯亮时拔下,U,盘。一定等读写状态指示灯停止闪烁或灭了才能拔下,U,盘。,分类及作用,3.,有些品牌型号的,U,盘为文件分配表预留的 空间较小，在拷贝大量单个小文件时容易报错，这时可以停止拷贝，采取先把多个小文件压缩成一个大文件的方法解决。,4.,为了保护主板以及,U,盘的,USB,接口，预防变形减少摩擦，尽量使用,USB,延长线，一般都随,U,盘赠送。如果需要买，尽量选择知名品牌，线越粗越好。但不能超过,3,米，否则容易在拷贝数据时出错。,5.U,盘的存储原理和硬盘有很大出入，不用整理碎片，否则影响使用寿命。,Thank You!,Made,By,潘欣宇,