存储器基础知识
计算机硬件基础：CPU、内存与存储器实践
计算机硬件基础：CPU、内存与存储器实践计算机硬件是计算机系统的重要组成部分，包括CPU、内存和存储器等。
它们对于计算机的运行和性能起着至关重要的作用。
在本文中，我将详细介绍CPU、内存和存储器的基础知识，并通过实践演示它们的功能和操作。
一、CPU（中央处理器）的基础知识1.1 CPU的定义和功能- CPU是计算机的核心部件，负责执行各种指令和控制计算机的运行。
- CPU包括运算器、控制器和寄存器等多个部件，通过它们的相互配合完成计算和控制任务。
1.2 CPU的主要性能指标- 频率：CPU的频率越高，执行指令的速度越快。
- 核心数：多核心的CPU可以同时执行多个任务，提高计算效率。
- 缓存：缓存是CPU内部的高速存储器，提供快速访问数据的能力。
1.3 CPU的使用注意事项- 在安装CPU时，需要注意对应主板的插槽类型和支持的CPU型号。
- 在使用CPU时，应注意散热措施，避免过热导致损坏。
二、内存的基础知识2.1 内存的定义和功能- 内存是计算机用来存储数据和指令的地方，供CPU进行读写操作。
- 内存可以分为主存和辅存，主存为计算机的临时存储器，辅存为永久存储器。
2.2 内存的类型和规格- 内存的类型包括DRAM、SRAM和闪存等，常见的规格有DDR4、DDR3等。
- 内存的容量越大，可以存储的数据和程序越多。
2.3 内存的使用注意事项- 在安装内存时，注意对应主板的插槽类型和支持的内存规格。
- 在使用内存时，可以通过任务管理器等工具查看内存的占用情况，及时释放不必要的程序。
三、存储器的基础知识3.1 存储器的定义和功能- 存储器是计算机用来存储大容量数据和程序的设备。
- 存储器通常分为硬盘和固态硬盘（SSD），前者容量大且成本较低，后者访问速度更快。
3.2 存储器的接口和传输速率- 存储器与计算机之间通过SATA、PCIe等接口连接，不同接口的传输速率也有所差异。
- 存储器的传输速率越高，数据的读写速度也会相应提高。
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。
存储技术基础知识
存储技术基础知识2023/9/7CONTENTS目录04半导体存储03光学存储02磁性存储01存储基本概念05数据存力存储基本概念01存储的作用·存储系统是计算机最重要的组成部分之一，实现“记忆”的功能·存储系统负责对信息数据进行保存，可以支持写入和读取存储的类型（按类别）· 存储分为多种类型，内存(Memory) 和硬盘(Hard Disk)是最常见的两种· 内存有时候也叫运行内存(运存)。
它是CPU和硬盘之间的桥梁，暂时存放CPU中的运算数据存储的类型（按类别）· 关机或断电后，内存上的数据就没有了，属于易失性(VM)存储器· 硬盘比内存的容量更大，存放了大量的数据文件。
只要执行了保存(写入)操作，即便关机或断电，硬盘上的数据仍会继续存在，属于非易失性(NVM)存储器存储器的层次结构· 不同类型的存储器，根据性能和成本的权衡，应用于不同的位置。
· 性能越强的存储器，价格就越贵，会越离计算芯片 (CPU/GPU等)越近· 性能弱的存储器，可以承担一些对存储时延要求低，写入速度不敏感的需求，降低成本。
数据的类型存储技术分类(按介质)· 现代存储技术，主要分为三大类别，分别是: 磁性存储、光学存储以及半导体存储.磁性存储02磁存储时代磁带机存储器· 以磁带为存储介质，由磁带机及其控制器组成的存储设备，是计算机的一种辅助存储器· 磁带机由磁带传动机构和磁头等组成，能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁转换，在磁带上顺序地记录或读出数据。
· 低成本的存储方式，经常用于冷数据的离线存储硬盘(HDD)的基本知识硬盘(磁性)的组成· 主流的硬盘，扇区密度是一致的，也就是说，越靠外侧，扇区数越多。
每个扇区的大小是4K字节，用一个逻辑块编号寻址 (LBA，Logical Block Addressing)· 以扇区为基础，一个或多个连续的扇区组成一个块，叫做物理块。
存储基本知识梳理
存储基本知识梳理基础概念1. 什么是分布式存储？⾸先了解⼀下存储的发展历史。
DAS：Direct Access Storage，直接连接存储，将存储设备通过SCSI接⼝或光纤通道连接到⼀台计算机上。
特点：直接和存储器连接，扩展性，灵活性⽐较差。
SAN、NAS等。
NAS：network attached storage，SAN：storage area network。
特点：设备类型丰富，可以通过外部IP/FC⽹络互连，具备⼀定的可扩展性；但是受控制器能⼒限制，扩展能⼒有限，PB级；设备到⽣命周期更换，需要进⾏数据迁移，耗时耗⼒。
分布式存储。
结构为：分布式软件+标准服务器。
特点：⾼扩展性，基于标准硬件和分布式架构，千节点/EB级扩展；易运维，块、对象、⽂件等多种类型存储统⼀管理。
分布式指明了⼀种独特的系统架构类型，这种系统架构是由⼀组通过⽹络进⾏通信，为了完成共同的任务⽽协调⼯作的计算机节点组成。
所谓分布式存储，就是存储设备分布在不同的地理位置，数据就近存储，将数据分散在多个存储节点上，各个节点通过⽹络相连，对这些节点的资源进⾏统⼀的管理，从⽽⼤⼤缓解带宽压⼒，同时也解决了传统的本地⽂件系统在⽂件⼤⼩、⽂件数量等⽅⾯的限制。
⼏个问题：客户端（⽤户侧）是直接和某⼀个节点交互操作（操作包括增删改查），还是和某些节点交互操作？如果是某些，则如何保证数据的准确可靠：数据多重写⼊更改等是否会影响到数据的稳定可靠性？客户端读取数据的时候，是从哪个节点上读取数据的？数据存储备份是放到哪个节点上的？2. Ceph是什么？Ceph是当前⾮常流⾏的开源分布式存储系统，具有⾼扩展性、⾼性能、⾼可靠性等优点，同时提供块存储服务(rbd)、对象存储服务(rgw)以及⽂件系统存储服务(cephfs)。
对于三种基本存储服务的介绍：对象存储(Object Storage)，既可以通过使⽤Ceph的库，利⽤C, C++, Java, Python, PHP代码，也可以通过Restful⽹关以对象的形式访问或存储数据，兼容亚马逊的S3和OpenStack的Swift。
计算机体系结构存储器层次结构基础知识详解
计算机体系结构存储器层次结构基础知识详解计算机体系结构存储器层次结构是计算机系统中重要的组成部分，它通过不同层次的存储器来提供有效的数据存取方式，以满足计算机执行指令和运算的需求。
本文将详细介绍计算机体系结构存储器层次结构的基础知识，包括存储器的分类、层次结构和操作原理等方面。
一、存储器的分类存储器是计算机中用于存储数据和程序的设备，根据存储介质的不同可分为内存和外存。
内存存储器又可分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM是一种易失性存储器，用于存储程序和数据的临时信息，通电时可以读写数据，断电后数据就会丢失；ROM是一种非易失性存储器，用于存储程序和数据的固定信息，通电时只能读取数据。
外存储器包括硬盘、固态硬盘（SSD）和光盘等，主要用于长期存储大量数据和程序。
二、存储器的层次结构计算机体系结构存储器层次结构按照存取速度和成本的不同，可分为若干层次，由快到慢、由贵到廉排列为：寄存器、高速缓存、主存和外存。
寄存器是存储器层次结构中速度最快、容量最小的存储器，通常嵌入在中央处理器（CPU）中，用于存储最常用的数据和指令；高速缓存是位于CPU和主存之间的一层存储器，容量较小但速度快，用于缓存CPU频繁访问的数据块；主存是计算机中容量较大、速度较慢的存储器，用于存储程序和数据；外存是计算机中容量最大、速度最慢的存储器，用于长期存储大量数据和程序。
三、存储器的操作原理计算机体系结构存储器层次结构中的各层次存储器之间通过地址和数据进行交互。
当CPU需要访问某个数据或者指令时，首先会将相应的地址发给内存控制器，内存控制器会根据地址将数据从内存中读取出来并送达给CPU。
在这个过程中，CPU通常会先访问最快的寄存器，若寄存器中没有所需数据，则会在高速缓存中进行查找，如果高速缓存中也没有，则会继续在主存和外存中进行查找。
存储器的操作原理涉及到存储器的访问速度和命中率。
存储器的访问速度是指CPU从发送地址到接收到数据所需的时间，在不同层次存储器中，访问速度逐级变慢；命中率是指CPU在某个层次存储器中找到所需数据的概率，高速缓存的命中率通常较高，而主存和外存的命中率较低。
计算机基础知识认识计算机存储器中的主存和辅存
计算机基础知识认识计算机存储器中的主存和辅存计算机基础知识：认识计算机存储器中的主存和辅存计算机存储器是计算机硬件中的重要组成部分，用于存储和访问数据和指令。
在计算机存储器中，主存和辅存是两个常见的术语。
本文将深入介绍主存和辅存的定义、功能和特点。
一、主存主存又被称为内存，是计算机中的临时存储器。
它是用于存储当前正在执行的程序和数据的地方，数据可以被CPU直接读取和写入。
主存通常由随机访问存储器（RAM）组成，RAM的特点是读写速度快且可以随机访问任意存储单元。
主存的容量相对较小，一般以字节为单位进行衡量。
它的大小决定了计算机能够同时处理的数据量。
主存采用了地址线和数据线进行通信，通过地址线将要访问的特定存储单元的地址传送给内存控制器，然后通过数据线将数据读取或写入内存。
二、主存的特点1. 快速访问：主存储器的速度远高于辅存储器，这使得CPU能够更快地读取和写入数据。
2. 临时存储：主存是临时存储器，当计算机关闭或断电时，其中的数据将会丢失。
因此，用户需要定期将数据保存到辅存储器中以避免数据丢失。
3. 容量限制：主存的容量受限，通常只能存储计算机当前执行的程序和临时数据。
如果主存被占满，计算机性能可能会受到限制。
三、辅存辅存又被称为外存或永久存储器。
辅存是计算机主存的扩展，用于存储大量的数据和程序，其容量通常比主存大得多。
辅存包括硬盘驱动器、光盘、闪存驱动器等各种类型。
辅存的访问速度较慢，因此，数据从辅存读取到主存需要一定的时间，这会影响计算机的速度。
但辅存的好处是可以永久保存数据，即使计算机断电或重新启动，数据也不会丢失。
四、辅存的特点1. 大容量：相对于主存来说，辅存的容量很大，可以存储大量的数据和程序。
2. 慢速访问：辅存的读取速度相对较慢，这是由于其机械部件和接口的限制。
因此，辅存主要用于长期存储和备份数据，而不是频繁读取和写入。
3. 数据持久化：辅存的另一个重要特点是数据的持久性。
即使计算机断电或重新启动，辅存中存储的数据仍将保留下来，不会丢失。
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。
存储基础知识考试题答案
存储基础知识考试题答案1. 下列关于磁带存储的说法中，正确的是：磁带存储是一种顺序访问存储介质，适合用于大容量、大流量的数据存储。
它的存储介质是磁性的带状介质，数据按照顺序存储在磁带上。
因此，在访问数据时，需要按照顺序进行读取，不适合随机读写。
2. RAID技术中，下面哪一种级别提供了数据冗余和更高的读写性能：RAID 5级别提供了数据冗余和更高的读写性能。
RAID 5通过将数据和奇偶校验信息分布在多个磁盘上，实现数据冗余，并且通过并行读取和写入操作提高了磁盘阵列的读写性能。
3. 下列关于SSD固态硬盘的说法中，不正确的是：SSD固态硬盘是一种使用NAND闪存芯片作为存储介质的存储设备，具有高速读写、低功耗、无噪音等优点。
与传统磁盘相比，SSD没有机械结构，可以提供更好的抗震性能。
但是，SSD的寿命相对较短，主要原因是闪存芯片的擦写次数有限。
4. 在存储系统中，下列说法中，正确的是：存储系统包括主存储器（内存）、辅助存储器（外存）和输入输出设备。
其中，主存储器是计算机与处理器直接交互的部分，用于存放正在运行的程序和数据。
而辅助存储器则用于存储长期存储的数据和程序，例如硬盘、磁带等。
5. 下列关于块存储和文件存储的说法中，不正确的是：块存储将数据分成固定大小的块进行存储，每个块都有唯一的地址。
块存储适合对数据进行快速存取和处理。
与之相对的是文件存储，文件存储以文件为单位进行存取，基于文件的存取方式更适合用户对数据的操作和管理。
6. 在存储系统中，下列关于SAN和NAS的说法中，正确的是：SAN（Storage Area Network）和NAS（Network Attached Storage）都是存储网络技术。
SAN通过高速通道将存储设备连接到计算机，提供高性能的存储资源。
而NAS则通过网络连接将存储设备作为文件服务器提供给用户。
两者主要区别在于SAN更适合用于大规模的存储共享、应用服务器集群等场景，而NAS则更适合用于文件共享和备份恢复。
计算机基础知识认识计算机存储器的不同类型
计算机基础知识认识计算机存储器的不同类型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和指令。
计算机存储器根据不同的特性和功能可以被分为主存储器（主存）和辅助存储器（辅存）。
本文将重点介绍计算机存储器的不同类型。
一、主存储器主存储器（主存）是计算机中的一种高速随机存取存储器，也是CPU可以直接访问的内部存储器。
主存分为RAM（Random Access Memory 随机访问存储器）和ROM（Read Only Memory 只读存储器）两种类型。
1. RAM：随机访问存储器RAM是计算机主存中重要的组成部分，它具有随机读取和写入数据的能力。
RAM可根据数据的读写方式、访问速度和易失性等特性来进行分类。
其中，静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）是两种常见的RAM类型。
- SRAM：静态随机存取存储器SRAM的读写速度快，数据可保持稳定，不需要周期性刷新。
SRAM的存储单元由触发器构成，每个存储单元需要使用6个晶体管来实现。
由于SRAM的构造复杂，成本相对较高，所以存储容量较小，主要用于CPU的高速缓存。
- DRAM：动态随机存取存储器DRAM的存储单元由电容器构成，数据需要定期刷新来保持稳定。
相较于SRAM，DRAM的构造简单、成本低廉，但读写速度相对较慢。
DRAM被广泛应用于主存储器，能够提供大容量的存储空间。
2. ROM：只读存储器ROM是一种只能读取而不能写入数据的存储器，主要用于存储计算机的启动程序和固化数据。
ROM可按照数据存储的方式来划分为多个类型，如PROM（Programmable Read Only Memory 可编程只读存储器）、EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory 可擦写只读存储器）、EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory 电可擦写只读存储器）等。
存储器基础与类型
存储器基础与类型在计算机系统中，存储器扮演着至关重要的角色。
它被用于存储和检索数据，以及执行计算机程序。
存储器可以按照不同的标准进行分类，比如存储介质的类型和存储方式等。
本文将介绍存储器的基础知识和常见的存储器类型。
一、存储器基础知识存储器是计算机中用于存储和检索数据的设备。
计算机存储器按照存储介质的物理性质可以分为两类：主存储器和辅助存储器。
1. 主存储器：主存储器（也称为内存）是计算机系统中用于临时存储数据和程序的设备。
它通常由半导体材料组成，如动态随机存取存储器（DRAM）或静态随机存取存储器（SRAM）。
主存储器的容量直接决定了计算机可以同时处理的数据量和程序的大小。
2. 辅助存储器：辅助存储器（也称为外存）用于持久性地存储数据和程序。
与主存不同，辅助存储器的存储介质通常是磁性或光学介质，如硬盘驱动器（HDD）、固态硬盘（SSD）和光盘等。
辅助存储器的容量一般比主存储器大得多，用于长期保留大量的数据和文件。
二、主存储器类型主存储器可以进一步分类为以下几种类型，每种类型根据其特点和用途有不同的应用场景。
1. 随机存取存储器（RAM）：RAM是主存储器最常见的类型之一，它根据存取数据的方式可分为动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM）。
DRAM的存储单元由电容和晶体管构成，电容的充放电过程表示数据的存储与读取。
SRAM的存储单元由两个稳态电路构成，不需要周期性刷新。
由于DRAM的容量大、造价低，因此更常用于计算机的主存储器。
2. 只读存储器（ROM）：ROM是一种只能读取数据而不能写入或修改的存储器。
它的内容在制造过程中被永久烧写，因此具有持久性存储特性。
常见的ROM类型包括只读存储器（ROM）和可编程只读存储器（PROM）。
PROM 的内容可以用户编程，而擦除之后则不能再次编程。
这些存储器常用于存储计算机的固化程序和系统配置信息等。
3. 快取存储器（Cache）：Cache是位于处理器和主存储器之间的一层存储器，用于加速数据访问。
存储器的基础知识第四组1 (1)
计算机存储信息的大小,最基本的单位是字节,一个汉 字由两个字节组成,字母和数字由一个字节组成. 容量的单位从小到大依次是：字节（B）、KB、MB、 GB、TB.它们之间的关系是: 1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024字节 通常人们都使用简便的叫法,把后面的“B”去掉.
光盘是以光信息做为存储的载体并用来存储数据的一 种物品。 分为： 1.不可擦写光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等；2.可擦写光 盘，如CD-RW、DVD-RAM等。 光盘是利用激光原理进行读、写的设备，是迅速发展 的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图 像和动画等多媒体数字信息。 光盘定义：即高密度光盘（Compact Disc）是近代发展起 来不同于完全磁性载体的光学存储介质（例如：磁光盘也 是光盘），用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存 储和再生信息，又称激光光盘。
在计算机诞生初期并不存在内存条的概念.
最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上，每个磁芯与晶体管组成的一个双稳态电 路作为一比特（BIT)的存储器,每一比特都要有玉米粒大小，可以想象一间的机房只能 装下不超过百k字节左右的容量。 后来才出现了焊接在主板上集成内存芯片，以内存芯片的形式为计算机的运算提供 直接支持。那时的内存芯片容量都特别小，最常见的莫过于256K×1bit、1M×4bit，虽 然如此，但这相对于那时的运算任务来说却已经绰绰有余了。
硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者 多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁 磁性材料。 硬盘有固态硬盘、机械硬盘、混合硬盘，混合 硬盘是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。 绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定 在硬盘驱动器中。 磁头复位节能技术：通过在闲时对磁头的复位来节 能。 多磁头技术：通过在同一碟片上增加多个磁头同时 的读或写来为硬盘提速，或同时在多碟片同时利用 磁头来读或写来为磁盘提速，多用于服务器和数据 库中心。
存储基础知识试题及答案
存储基础知识试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 计算机存储器中，RAM代表什么？A. 随机存取存储器B. 只读存储器C. 可编程只读存储器D. 硬盘存储器答案：A2. 在计算机系统中，哪个部件负责将数据从硬盘传输到RAM？A. CPUB. 内存控制器C. 硬盘控制器D. 输入/输出控制器答案：B3. 以下哪种类型的存储器是易失性的？A. ROMB. EPROMC. SRAMD. 硬盘答案：C4. 计算机启动时，BIOS存储在哪种类型的存储器中？A. RAMB. ROMC. SRAMD. 硬盘5. 计算机中的高速缓存（Cache）位于何处？A. CPU内部B. 主板C. RAM内部D. 硬盘答案：A6. 以下哪种类型的存储器是永久性的？A. RAMB. ROMC. SRAMD. 硬盘答案：B7. 计算机存储器的地址空间是指什么？A. 存储器的物理大小B. 存储器的逻辑大小C. 存储器的访问速度D. 存储器的接口类型答案：B8. 计算机中，字节（Byte）通常由多少位（bit）组成？A. 4B. 8C. 16D. 32答案：B9. 以下哪种类型的存储器通常用于存储操作系统？B. ROMC. SRAMD. 硬盘答案：D10. 计算机中的虚拟内存是指什么？A. 物理内存B. 硬盘上的一部分空间C. 内存条D. 只读存储器答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些是计算机存储器的类型？A. RAMB. ROMC. SRAMD. DRAM答案：ABCD2. 计算机存储器的层次结构包括哪些？A. 寄存器B. 缓存C. 主存储器D. 辅助存储器答案：ABCD3. 以下哪些因素会影响计算机存储器的性能？A. 存储器的容量B. 存储器的访问速度C. 存储器的类型D. 存储器的成本答案：ABC4. 计算机存储器的哪些特性是重要的？A. 容量B. 速度C. 可靠性D. 成本答案：ABCD5. 以下哪些是计算机存储器的易失性特点？A. 当电源关闭时，数据会丢失B. 当电源关闭时，数据不会丢失C. 数据可以在没有电源的情况下长期保存D. 数据只能在有电源的情况下保存答案：AD三、判断题（每题1分，共10分）1. 计算机中的RAM是易失性的存储器。
存储器基础知识概览
存储器基础知识概览存储器是计算机中用于存储和提取数据的设备，也被称为内存。
在计算机系统中，存储器扮演着至关重要的角色，对于计算机的性能和效率有着重要影响。
本文将概览存储器的基础知识，包括存储器的分类、工作原理以及主要的存储器类型。
一、存储器的分类按照存储介质的不同，存储器可以分为两大类：主存储器和辅助存储器。
1. 主存储器：主存储器是计算机中直接与CPU进行数据交互的存储器，常见的主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM具有读写功能，它能快速地存储和提取数据，但是数据存储是临时的，断电后数据会丢失。
而ROM则用于存储固定的数据和程序，内容不会因断电而丢失。
2. 辅助存储器：辅助存储器用于长期存储数据和程序，主要包括硬盘、固态硬盘、光盘和磁带等。
相较于主存储器，辅助存储器的存储容量更大，但是读写速度较慢。
二、存储器的工作原理存储器的工作原理可以简单描述为：数据从CPU传输到存储器，存储器进行存储或提取操作，然后将数据返回给CPU。
1. 写操作：当CPU需要向存储器写入数据时，它会向存储器发送写操作指令和待写入的数据。
存储器接收到指令后，将数据写入指定的地址中，以便后续读取。
2. 读操作：当CPU需要从存储器读取数据时，它会向存储器发送读操作指令和待读取数据的地址。
存储器接收到指令后，将指定地址的数据读取出来，并发送给CPU进行处理。
三、主要的存储器类型存储器的类型包括RAM、ROM以及一些特殊的存储器，如高速缓存（Cache）和虚拟内存（Virtual Memory）等。
1. RAM（随机存取存储器）：RAM是计算机系统中最常见的存储器类型，它具备读和写的功能，并且数据可以快速访问。
RAM又可以分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两种类型。
SRAM 的读取速度更快，但成本较高；DRAM的存储密度更高，更适合于大容量存储。
2. ROM（只读存储器）：ROM用于存储无需修改的数据和程序，内容通常是出厂时被写入的。
硬盘基础知识
主轴转速
随着硬盘转速的提升， 会使硬盘的发热量不 断升高，若硬盘散发 的热量不能及时地传 导出去，硬盘就会升 温。为此，可以在硬 盘上安装一个硬盘散 热风扇，增强散热效 果。
单碟容量
因为标准硬盘的碟片数是有限的，靠增加 碟片来扩充容量满足不断增长的存储容量 的需求是不可行的。只有提高每张碟片的 容量才能从根本上解决这个问题。
当系统向硬盘写入数据时，磁头中写数据电流 产生磁场使盘片表面磁性物质状态发生改变， 并在写电流磁场消失后仍能保持，当系统从硬 盘中读取数据时，磁头经过盘片指定区域，盘 片表面磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗产 生变化，经过相关电路处理后还原成数据。
硬盘的主要部件
硬盘的外部结构
在硬盘的正面都贴有硬盘的标签，标 签上一般都标注着与硬盘相关的信息， 例如产品型号、产地、出厂日期、产 品序列号等。在硬盘的一端有电源接 口插座、主从设置跳线器和数据线接 口插座，而硬盘的背面则是控制电路 板。
磁盘片
DIR（Directory，文件目录），当在 DOS模式下输入DIR后，屏幕上显示的 内容就是该区的内容。
磁盘片
DATA，数据层，主要负责硬盘中数据 的存放，当数据复制到硬盘时，数据 就存储在这个区中。
主轴组件
主轴组件包括主轴部件如轴承和驱动电 机等。随着硬盘容量的扩大和速度的提 高，主轴电机的速度也在不断提升，有 厂商开始采用精密机械工业的液态轴承 电机技术(FDB，Fluid Dynamic Bearing motors)。采用FDB电机不仅可以使硬盘 的工作噪音降低许多，而且还可以增加 硬盘的工作稳定性。
平均潜伏期就是盘片转半圈的时间。
全程访问时间
指磁头开始移动直到最后找到所需要的 数据块所用的全部时间，单位为毫秒 (ms)。
计算机基础知识探索计算机存储器的层次结构和工作原理
计算机基础知识探索计算机存储器的层次结构和工作原理计算机基础知识探索：计算机存储器的层次结构和工作原理计算机存储器是计算机重要的组成部分，用于存储和获取数据。
它的层次结构包括寄存器、高速缓存、内存和辅助存储器，每个层级都有不同的特点和功能。
本文将深入探讨计算机存储器的层次结构和工作原理。
一、寄存器寄存器是位于CPU内部的最高层级的存储器，用于存储指令和数据。
寄存器容量较小，速度最快，是计算机执行指令和运算的关键。
寄存器的工作原理是根据指令从内存中读取数据，并对数据进行加工处理。
二、高速缓存高速缓存（Cache）位于CPU和内存之间，用于加速数据的读取和存储。
它的容量比寄存器大，但仍较小，速度快于内存。
高速缓存使用“局部性原理”，即数据在被访问后，可能会在不久的将来被再次访问，因此将其暂时存储在高速缓存中，可以大大提高读取效率。
高速缓存有多级，其中L1缓存最接近CPU，速度最快，L2和L3缓存容量较大，但速度相对较慢。
高速缓存的工作原理是根据内存的地址访问数据，并将访问过的数据复制到高速缓存中，下次再访问相同的数据时，可以直接从高速缓存中获取，而无需再次访问内存。
三、内存内存（主存）是存储器的主要组成部分，用于存储程序和数据。
它的容量比寄存器和高速缓存大，但速度相对较慢。
内存的工作原理是根据计算机指令从硬盘等辅助存储器中将数据读取到内存中，然后CPU再对数据进行处理。
内存按字节进行寻址，每个字节都有唯一的地址。
内存又可分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）。
SRAM速度较快，但容量较小，用于高速缓存；DRAM容量较大，但速度较慢，用于主存。
四、辅助存储器辅助存储器是计算机存储器的最低层级，用于长期存储程序和数据。
它的容量很大，但速度相对较慢。
辅助存储器包括硬盘、固态硬盘和光盘等。
辅助存储器的工作原理是将数据从内存中写入硬盘等存储介质，以便长期保存。
当需要读取存储在辅助存储器中的数据时，先将数据从硬盘等存储介质读取到内存，然后再由CPU进行处理。
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。
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FLASH Memory的特点
■电气可擦写的不易失性存储器 ■以块为单位进行擦除 ■存储容量大
FLSAH Memory的应用场合
■SD Card和U盘 ■数码相机、MP3、手机、平板电脑等 ■SSD（Solid State Drive）
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的分类 的分类 ■■
HUAJIE
特点
Microwire (3-wire)
数据IN/OUT口分开，信赖性高 不面向大容量
K24C04 K24C08 K24C16 K24C32 K24C64 K24C128 K24C256 主流产品 采用范围广 大容量花可能 低价格化
I2C (2-wire)
32K 64K 128K 256K 512K
FeRAM
FeRAM(Ferroelectric RAM)，被称为铁电 随机存储器，存储单元构造类似于DRAM， 用铁电性材料取代原来的介电质，使其具有 非易失性存储器的特点。 FeRAM具有高速、高密度、低功耗和抗辐 射等优点
6.5%
5.7% 4.6% 3.5%
*2015年11月数据
Copyright © 2009 OMRON Corporation. All rights reserved.
■■ DRAM DRAM 和和 SRAM SRAM 的比较 的比较 ■■
位线
字节线
电容
数据线
数据线
DRAM的特性
SRAM的特性
●依靠电容存储的电荷来存储数据
ST
M93C46 M93C56 M93C66 M93C76 M93C86 M24C04 M24C08 M24C16 M24C32 M24C64 M24128 M24256 M24512
SII
S-93C46 S-93C56 S-93C66 S-93C76 S-93C86 S-24C04D S-24C08D S-24C16D
■基础知AM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 存储器的分类 ■■ 存储器的分类
DRAM 易失性 RAM
(Random Access Memory) (Dynamic RAM)
SRAM
(Static RAM)
闪存（FLASH）
易失性存储器：电源切断后数据消失 非易失性存储器：电源切断后数据不消失
■ PC 中的存储器层次结构 ■ ■ PC 中的存储器层次结构 ■
如上图，在CPU的周边需要高速信号处理的情况使用易失性存储器， 数据保存（包括程序）为目的的话使用非易失性存储器。
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
64K
SPI 128K 256K 512K
BR25G640
BR25G128 BR25G256 BR25G512
M95640
M95128 M95256 M95512
S-25C640
S-25C128 S-25C256 S-25C512 今后的主流 可对应大容量和高速化
■■ EEPROM 各主要EEPROM 主要厂家及市场份额 厂家及市场份额 ■ ■
8.6%
7.9% 6.1% 5.3% 3.7%
10
Eon Silicon Solution
3.2%
*2015年11月数据
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 新型 新型 MEMORY MEMORY FeRAM&MRAM FeRAM&MRAM ■■
■总结
■■ 基础知识 ■■ 基础知识
信息的存储
信息在计算机中以二进制的形式存在，即信息被转化为由0和1组成的二进制代码的 形式在计算机中进行加工、传输和存储。
计算机存储单位
bit、Byte、KB、MB、GB等 bit：存放一位二进制，即是0或1，最小的存储单位 Byte：字节，8个二进制为一个字节，最常用的单位 KB：千字节，=1024Byte MB：兆字节，=1024KB 另外还经常使用word（字）来表示，对16bit的CPU来说1word=16bit， 对32bit的CPU来说1word=32bit。
SRAM由记忆数据用的4PCS三极管和数据读写用的2PCS三极管构成。
和DRAM不同，SRAM用三极管来记忆数据，不需要数据刷新，因此能 对应低消费电力的要求。
SRAM 的种类 ■■ SRAM 的种类 ■■
SRAM 高速SRAM 同期型 非同期型 LPSRAM
（非同期型）
伪SRAM
（非同期型）
SRAM主要分为同期和非同期两种。
■■ FLASH Memory 的特点及用途 ■ FLASH Memory 的特点及用途■
■NOR型FLASH
特点
●以块为单位进行擦除 ●和DRAM一样可以随机存取 ●读取速度快 用途 读取速度快、信赖性高，主要用于便携设备中程序的存储。
■ NAND型FLASH
特点 ●以页为单位进行读写，以块为单位进行擦除 ●有一个单元可存储1bit和2bit 两种类型 用途 集成度高，可以对应大容量化，主要用于数据（多媒体数据等）的存储。
EPROM ●面积比：1 ●不易失性 ●紫外线擦写
EEPROM ●面积比：2 ●不易失性 ●电气擦写
DRAM ●面积比：1.2 ●易失性
bit线
控制线
集中了三种存储器的优点 ●面积比：1 ●不易失性 ●电气擦写
FLASH Memory
■■ FLASH FLASH Memory Memory 的特点及应用场合 ■ ■
●为了数据维持需要刷新 ●高速动作难
●由三极管构成
●读写动作简单 ●高速动作可能
●容易大容量化
●用于容量要求大的主存
●难以大容量化
●用于性能要求高的缓存
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■■ 非易失性存储器 非易失性存储器 ■■
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■总结
■易失性存储器 ■■ ■易失性存储器
・DRAM和SRAM的单元构造
电容
DRAM
SRAM
上图表示出SRAM和DRAM的单元的构造。DRAM由1PCS的三极管和 1PCS的电容构成。SRAM由6pcs的三极管构成。 相同的设计方法下，芯片的面积SRAM是DRAM的4倍。（价格指标使用）
■■ DRAM 的种类及主要厂家 ■■ DRAM 的种类及主要厂家
DRAM的种类
SAMSUNG及SK主要面向消费品
MICRON主要面向工业用户
■■ DRAM 的发展 ■■ DRAM 的发展
现在DRAM的主流从DDR3变成DDR4
■■ DRAM 的发展 ■■ DRAM 的发展
DRAM制程的发展
SRAM 的单元构成 ■ ■■ SRAM 的结构 ■
FeRAM 非易失性
(Ferroelectric RAM)
半导体存储器 无法覆盖写入 ROM
(Read Only Memory)
MRAM
(Magnetic RAM)
掩摸ROM EPROM
(Erasable Programmable ROM)
可以覆盖写入
EEPROM
(Electrically EPROM)
■■ SRAM SRAM 的特点及应用 的特点及应用 ■■
特点
●待机电流小
●读写速度快（与DRAM比）
●大容量化困难
应用场合
●产业机器、汽车电子
●数码相机、手机
●液晶电视、打印机 ●其他缓冲用场合
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高速 低速 1bit 1bit block 系统程序
高集成化
不适合
适合
如上图所示，左图为NOR型FLASH的回路图，各单元和位线、字线、地 线连接，各自独立。因此能实现随机存储。 右图为NAND型FLASH的回路图，32位存储单元连接在一起，两端有选 择MOS，选择MOS为ON的话，位线接通地线。32位并不是决定的数值， 这个位数的为大多数NAND型FLASH采用的数值。
存储器基础知识
■基础知识 ■存储器的分类 ■易失性存储器 ●DRAM ●SRAM ■非易失性存储器 ●EEPROM ●FLASH Memory ■新型Memory ■总结
■基础知识
■存储器的分类
■易失性存储器
●DRAM ●SRAM
■非易失性存储器
●EEPROM
●FLASH Memory
■新型Memory
■■ EEPROM EEPROM 的种类 的种类 ■■
主流的串口EEPROM分为microwire、I2C、SPI三种接口方式
接口 存储容量 （bit）
1K 2K 4K 8K 16K 4K 8K 16K
代表型号 ROHM