儲存器概述


儲存器分類

按照儲存器在計算機中的作用來分(重要基礎)
  1. 主儲存器

    簡稱主存,又稱之為(內存)。 主要是用來存放計算機運行期間所需要的大量程序(載入)和數據(還未寫入外存); CPU可以直接隨機地對其進行訪問
    也可以和高速緩沖儲存器或者輔助儲存器交換數據。
    特點: 容量小,存取速度較快,價格比較高

  2. 輔助儲存器

    簡稱輔存,又稱之為外存; 作為主儲存器和后援儲存器。 主要用來存放暫時不用地程序(未載入)和數據(未讀取或者修改)。
    以及一些需要永久性保存地信息,注意:內存數據程序斷電就失去數據;
    特點: 容量極大,存取速度慢,單位成本低

  3. 高速緩存儲存器

    簡稱:cache; 位於主存和CPU之間,用來存放正在執行地程序段和數據。方便CPU能夠高速地使用它們;
    主要是為了解決 內存和CPU之間地速度補匹配; 速度可以與CPU像匹配;
    容量小,價格高,目前高檔計算機制作在CPU中

按儲存介質分類
  1. 磁表面儲存器 (磁盤和磁帶)

  2. 磁心儲存器 半導體儲存器 (MOS型,雙極型)

    絕緣柵場效應管 : PMOS, NMOS
    雙極型晶體管

  3. 光儲存器

    光盤是利用激光原理進行讀、寫的設備,是迅速發展的一種輔助存儲器,可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多媒體數字信息。
    光盤定義:即高密度光盤(Compact Disc)是近代發展起來不同於完全磁性載體的光學存儲介質(例如:磁光盤也是光盤),
    用聚焦的氫離子激光束處理記錄介質的方法存儲和再生信息,又稱激光光盤。

按存取方式分類
  1. 隨機儲存器(RAM)

儲存器地任何一個儲存單元內容都可以隨機存取;
優點: 讀寫方便,使用靈活,主要用作主存或者高速緩存儲存器;
分成:靜態RAM (觸發器原理) 動態RAM (電容充電)

  1. 只讀儲存器(ROM)

    只能隨機地讀出而不能寫入;斷電內容也不會丟失;常用來儲存固定不變地程序
    廣義上地只讀儲存器已經可已通過電擦除地方式寫入,不過依然保留了 斷電保留,隨機讀取等特征
    只是寫入速度比讀取速度慢得多

  2. 串行訪問儲存器
    讀寫的時候,按照物理位置或者先后順序尋址,包括順序存取儲存器(如:磁帶)
    直接存取儲存器(磁盤)

儲存器的性能指標

以下的三個方便相互制約

  1. 儲存容量
    儲存字長 = 儲存字數 * 字長 = 1MB * 8 bit/B
  2. 單位成本
    每位成本 = 總成本 / 總容量
  3. 儲存速度
    存取時間 啟動一次儲存器操作到達完成該操作的時間,分為讀出時間和取出時間
    存取周期: 進行一次完整的讀取操作所需要的全部時間;兩次獨立訪問儲存器操作(讀/寫)之間需要的最小時間間隔
    主存帶寬: 每秒從主存中獲取的最大信息數量 字每秒 MB,KB,B/s

儲存器的層次化結構

為了考慮到 系統的容量,高速度,和低成本的相互制約的矛盾;
在計算機系統中,通常采用多級儲存器的結構:

按照從上到下的流程,位階越來越低
速度越來越慢,容量越來越大,CPU訪問的頻度越來越低

CPU
|
Cache
|
主存
|
磁盤
|
磁帶光盤

緩存主要是存在與 Cache - 主存 之間 以及 主存 - 輔存 之間


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