计算机：第三章 内部存储器.pdf

计算机内部存储器是计算机系统的重要组成部分，用于暂时存储运行中的数据和指令，直接影响着系统的运行速度和效率。在深入理解内部存储器之前，我们需要先了解存储器的基本分类和原理。 存储器按照不同的标准有不同的分类。首先是按存取方式，分为随机存储器（RAM，Random Access Memory），数据可以随机读写；顺序存储器，数据存取按照特定顺序；以及半顺序存储器，介于两者之间。接着是按存储介质，包括半导体存储器（如SRAM和DRAM）、磁表面存储器（如硬盘）和光介质存储器（如CD-ROM）。根据信息的易失性，又可分为易失性存储器（断电后数据丢失，如RAM）和非易失性存储器（如ROM，Read-Only Memory，断电后数据仍保留）。在系统中的作用方面，有主存储器、辅助存储器（如硬盘）和高速缓冲存储器（如Cache）等。 存储器的分级结构是计算机存储体系的核心设计，通常包括CPU寄存器、主存储器、高速缓存（如L1和L2 Cache）和辅助存储器（如硬盘）。这种结构旨在通过多级缓冲减少CPU访问主存的时间，提高数据处理速度。存储单元是存储器的最小单位，每个存储单元都有其唯一的地址，可以按字寻址（一次读取多个位）或按字节寻址（一次读取一个字节）。存储器的主要技术指标包括存储容量、存取时间、存储周期和存储器带宽，这些参数直接影响到系统的性能。 SRAM（Static Random Access Memory）是一种静态随机访问存储器，其基本单元是六管存储元，由两个MOS反相器交叉耦合构成的触发器可以稳定地存储0或1。SRAM具有较高的读写速度，但功耗相对较大，通常用作高速缓存。存储体、地址译码、缓冲器和读写互锁逻辑是SRAM逻辑结构的关键部分，其中地址译码有单译码和双译码两种方式，双译码能提供更精确的寻址能力，提高存储密度。 DRAM（Dynamic Random Access Memory）则是另一种常用的RAM类型，它需要定期刷新来保持数据，因此相比SRAM，DRAM的功耗更低，但速度较慢。只读存储器（ROM）和闪存（Flash Memory）是非易失性存储器，其中ROM的数据在制造时写入，不可修改，而闪存允许多次擦除和写入，常用于固态驱动器和移动设备。 并行存储器涉及多个存储元件同时读写，提高了数据传输速率，常用于高性能计算和大规模数据处理。Cache存储器是位于CPU与主存之间的高速小容量存储器，通过缓存最近频繁使用的数据来减少CPU等待时间，提升系统性能。 总结来说，计算机的内部存储器是一个复杂且精密的系统，它的设计和优化直接影响到计算机的运行效率。理解存储器的分类、工作原理、分级结构以及关键技术指标，对于深入学习计算机硬件和系统性能分析至关重要。