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2．1．3存储器
存储器(Memory)是存储程序和数据的部件。它可以自动完成程序或数据的存取，是计算机系统中的记忆设备。存储器分为内存(又称主存)和外存(又称辅存)两大类。内存是主板上的存储部件，用来存储当前正在执行的数据、程序和结果；内存容量小，存取速度快，但断电后其中的信息全部丢失。外存是磁性介质或光盘等部件，用来存放各种数据文件和程序文件等需要长期保存的信息；外存容量大，存取速度慢，但断电后所保存的内容不会丢失。计算机之所以能够反复执行程序或数据，就是由于有存储器的存在。
CPU不能像访问内存那样直接访问外存，当需要某一程序或数据时，首先应将其调入内存，然后再运行。一般的微型计算机中都配置了高速缓冲存储器(Cache)，这时内存包括主存和高速缓存两部分。
1．内存
存储器是用来存储数据和程序的“记忆”装置，相当于存放资料的仓库。计算机中的全部信 息，包括数据、程序、指令以及运算的中间数据和最后的结果都要存放在存储器中。存储器分内存储器和外存储器两种。内存储器按功能又可分为随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)和只读存储器(Read Only Memory，ROM)。
1)随机存取存储器 、
通常所说的计算机内存容量均指RAM存储器容量，即计算机的主存。RAM有两个特点，第一个特点是可读／写性，说的是对RAM既可以进行读操作，又可以进行写操作。读操作时不破坏内存已有的内容，写操作时才改变原来已有的内容。第二个特点是易失性，即电源断开(关机或异常断电)时，RAM中的内容立即丢失。因此微型计算机每次启动时都要对RAM进行重新 装配。
RAM又可分为静态随机存储器(Static RAM，SRAM)和动态随机存储器(Dynamic RAM， DRAM)两种。计算机内存条采用的是DRAM，如图2—4所示。DRAM中“动态”的含义是指每隔一个固定的时间必须对存储信息刷新一次。因为DRAM是用电容来存储信息的，由于电容存在 漏电现象，存储的信息不可能永远保持不变，为了解决这个问题，需要设计一个额外电路对内存不断地进行刷新。DRAM的功耗低，集成度高，成本低。SRAM是用触发器的状态来存储信息的，只要电源正常供电，触发器就能稳定地存储信息，无需刷新，所以SRAM的存取速度比DRAM快。但SRAM具有集成度低、功耗大、价格高的缺陷。
几种常用RAM简介如下：
①同步动态随机存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)是目前奔腾计算机系统普遍使用的内存形式，它的刷新周期与系统时钟保持同步，使RAM和CPU以相同的速度同步工作，减少了数据存取时间。
②双倍速率SDRAM(Double Data Rate RAM，DDRRAM)使用了更多、更先进的同步电路，它的速度是标准SDRAM的两倍。
③存储器总线式动态随机存储器(Rambus DRAM，RDRAM)被广泛地应用于多媒体领域。2)只读存储器 j
CPU对只读存储器(ROM)只取不存，ROM里面存放的信息一般由计算机制造厂写入并经
固化处理，用户是无法修改的，即使断电，ROM中的信息也不会丢失。因此，ROM中一般存放计i
算机系统管理程序，如监控程序、基本输入／输出系统模块BIOS等。 !
几种常用ROM简介如下：
①可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)可实现对ROM的写操作，但只能写一
次。其内部有行列式的镕丝，视需要利用电流将其烧断，写入所需信息。
②可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)可实现数据的反复擦写。使用时～
用高电压将信息编程写入，擦除时将线路曝光于紫外线丁，即可将信息清空。EPROM通常在封
装外壳上会预留一个石英透明窗以方便曝光。
③电可擦可编程只读存储罨(E1ectrically EPROM，EEPROM)可实现数据的反复擦写。其使
用原理类似EPROM，只是擦除方式是使用高电场完成，因此不需要透明窗曝光。
3)高速缓冲存储器
高速缓冲存储器(Cache)主要是为了解决CPU和主存速度不匹配，为提高存储器速度而设计的。Cache一般用SRAM存储芯片实现，因为SRAM比DRAM存取速度快而容量有限。Cache产生的理论依据——局部性原理。局部性原理是指计算机程序从时间和空间都表现出“局部性”：①时间的局部性(Temporal Locality)：最近被访问的内存内容(指令或数据)很快还 会被访问；②空间的局部性(Spatial Locality)：靠近当前正在被访问内存的内存内容很快也会被访问。 内存读写速度制约了CPU执行指令的效率，那么，如何能既缓解速度间的矛盾又节约成本?——设计一款小型存储器即Cache，使其存取速度接近CPU，存储容量小于内存。Cache中存放什么?——cPu最经常访问的指令和数据。根据局部性原理，当CPU存取某一内存单元 时，计算机硬件自动地将包括该单元在内的临近单元内容都调入Cache。这样，当CPU存取信息时，可先从Cache中进行查找。若有，则将信息直接传送给CPU；若无，则再从内存中查找，同时把含有该信息的整个数据块从内存复制到Cache中。Cache中内容命中率越高，CPU执行效率 越高。可以采用各种Cache替换算法(Cache内容和内存内容的替换算法)来提高Cache命中率。
Cache按功能通常分为两类：CPU内部的Cache和CPU外部的Cache。CPU内部的Cache称为一级Cache，它是CPU内核的一部分，负责在CPU内部的寄存器与外部的Cache之间的缓冲。CPU外部的Cache称为二级Cache，它相对CPU是独立的部件，主要用于弥补CPU内部Cache容量过小的缺陷，负责整个CPU与内存之间的缓冲。少数高端处理器还集成了三级Cache，三级Cache是为读取二级缓存中的数据而设计的一种缓存。具有三级缓存的CPU中，只有很少的羹据从内存中调用，这样大大地提高了CPU的效率。
4)内存储器的性能指标
内存储器的主要性能指标有两个：容量和速度。
存储容量：指一个存储器包含的存储单元总数。这一概念反映了存储空间的大小。目前常用的DDR3内存条存储容量一般为2 GB和4 GB。好的主板可以到8 GB，服务器主板可以到32 GB。
存取速度：一般用存储周期(也称读写周期)来表示。存取周期就是CPU从内存储器中存取数据所需的时间(读出或写入)。半导体存储器的存取周期一般为60～100 rls。 首页 1 2 3 4 尾页
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