存储器系统(论文)

摘要

在现代计算机中，存储器是其核心组成部分，对微型计算机也不例外。因为有了它，计算机才具有“记忆”功能，才能把程序及数据的代码保存起来，才能使计算机系统脱离人的干预而自动完成信息处理的功能。计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以最优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。存储系统的性能在计算机中的地位日趋重要。这篇文章简述了存储器的由汞延迟线、磁带、磁鼓、磁芯、磁盘、光盘到纳米存储的7个发展阶段,并介绍了其间存储器的各个方面性能的进步，以及在云计算和物联网技术中存储器的应用和存储器的发展前景。

关键词：存储器，容量，速度

Abstract

In modern computers, memory is the core component of the micro-computer. Because of it, the computer have the function of "memory" and can save the program and data code. Computer systems out of the human intervention and automatically complete the information processing functions.The computer's main memory can not satisfy fast access, big storage capacity and low cost.the computer must have the speed from slow to fast and from big to small capacity multi-level hierarchical memory and the best control and scheduling algorithm and a reasonable cost, constitutes acceptable performance storage systems.The function of storage systems will become more important in the computer.This essay briefly described the seven stages of the memory's development from the mercury delay line, tape, drum, core, disk, CD-ROM to the nano-storage.And described all aspects of the memory's progress during the period.The prospects for the development of the memory in the cloud computing and networking technology.

Key Words:Memory,capacity, speed

目录

摘要....................................................................................................................................................................... I 第一章存储器分类 (1)

第二章存储器的发展历史 (3)

1) 汞延迟线 (3)

2) 磁带 (3)

3) 磁鼓 (4)

4) 磁芯 (4)

5) 磁盘 (5)

6) 光盘 (7)

7) 纳米存储 (8)

第三章存储器系统结构 (9)

1) 基本存储单元 (9)

2) 存储体 (9)

3) 地址译码器 (9)

4) 片选与读/写控制电路 (9)

5) I/O电路 (10)

6) 其它外围电路 (10)

第四章重点介绍 (11)

1) ROM和RAM的特点 (11)

2) 静态和动态RAM (11)

3) 存储器芯片 (11)

4) 存储器组构 (11)

第五章存储器的现状与未来 (13)

新技术介绍：IBM发表论文介绍新型存储系统“赛道存储器” (13)

结束语 (15)

参考文献 (16)

致谢 (17)

第一章存储器分类

随着计算机系统结构的发展和器件的发展，存储器的种类日益繁多，分类的方法也有很多种，可按存储器的存储介质划分，按存取方式划分，按存储器在计算机中的作用划分等。

1)按构成存储器的器件和存储介质分类

按构成存储器的器件和存储介质的不同主要可分为：半导体存储器、光电存储器、磁表面存储器以及光盘存储器等。目前，绝大多数计算机使用的都是半导体存储器。

2)按存取方式分类

按对存储器的存取方式可分为随机存取存储器、只读存储器等。

只读存储器（Read Only Memory，ROM ）是一种只能读取数据的存储器。在制造过程中，先将数据转成电路，并制成光罩（Mask ），于集成电路制造过程中一并制造完成，其数据内容在制造后就不能更改，只能读不能写，因此得名。后来为了与其他新种类的 ROM 区别，又称为“光罩式只读存储器”（Mask ROM ）。此存储器单位制造成本最低，制造后也不需花工夫刻录，但每次需生产一定的数量以上。适用于内容固定不变、需大量生产的产品，例如电脑或嵌入式设备中的开机启动，字形表，电子游戏机程序与卡带等。

可编程只读存储器（Programmable ROM，PROM ）其内部有行列式的镕丝，可依用户（厂商）的需要利用电流将其烧断，以写入所需的数据及程序，镕丝一经烧断便无法再恢复，亦即数据无法再更改。

可抹除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM）可利用高电压将数据编程写入，但抹除时需将线路曝光于紫外线下一段时间，数据始可被清空，再供重复使用。因此，在封装外壳上会预留一个石英玻璃所制的透明窗以便进行紫外线曝光。写入程序后通常会用贴纸遮盖透明窗，以防日久不慎曝光过量影响数据。

一次编程只读存储器（One Time Programmable Read Only Memory，OTPROM ）内部所用的芯片与写入原理同EPROM，但是为了节省成本，封装上不设置透明窗，因此编程写入之后就不能再抹除改写。

电子式可抹除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，EEPROM）之运作原理类似EPROM，但是抹除的方式是使用高电场来完成，因此不需要透明窗。

闪存（Flash memory）的每一个记忆胞都具有一个“控制闸”与“浮动闸”，利用高电