专题2 内存储器分类及其概念

内存储器分类及其相关

概念

存储器的分类

按存储介质分

半导体存储器、磁表面存储器

按存储方式分

随机存储器、顺序存储器

按存储器的读写功能分

只读存储器（ROM）、随机读写存储器（RAM）

按信息的可保存性分

非永久记忆的存储器、永久记忆性存储器

按在计算机系统中的作用分

主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等

存储器体系结构

寄存器Cache 存储器主存储器（RAM 和ROM ）外存储器（硬盘、光盘、软盘）后备存储器（磁带库、光盘库）内存外存

存储器体系结构

典型存取时间1ns

2ns

10ns

10ms

10s 典型容量<1KB 1MB 512MB~2GB 40GB~200GB 10TB~100TB

主存储器

半导体存储器

只读存储器

ROM 随机存取存储器RAM

静态随机存储器SRAM 动态随机存储器DRAM 掩膜ROM （Mask ROM ）可编程ROM （PROM ）可擦除PROM （EPROM ）

快擦除存储器Flash ROM 高速缓冲存储器主存储器

（BIOS 存储器）

内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成

内存储器按照是否能随机地进行读写，分为只读存储器（Read Only Memory，简称ROM）和随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）两大类。

只读存储器

ROM的特点是用户只能读出存储器内原有的内容，而不能再写入新内容

只读存储器是一种线路最简单的半导体电路

ROM中存储的内容是由厂家一次性采用掩膜技术写入的

ROM一般用来存放固定的程序和数据，这些信息不会因断电而丢失。大部分只读存储器用金属氧化物半导体（MOS）场效应管做成。

随后为了便于使用和大批量生产，出现了可编程只读存储器（PROM）、可擦写可编程序只读存储器（EPROM）、电可擦写可编程只读存储器（EEPROM）和快闪存储器（Flash Memory）

Flash Memory是按块（Block）擦除，而EEPROM则可以一次只擦除一个字节

闪存

闪存被广泛应用在PC机的主板上，用来保存BIOS程序

闪存是硬盘和软盘的替代品，如固态硬盘、移动存储器等，它们具有抗震、速度快、无噪声、耗电低等优点

闪存还被广泛地应用于数码产品中，如数码相机的图像存储器

闪存还不能取代RAM，因为RAM需要能够按字节改写，而闪存则做不到

随机存储器

随机存储器（RAM，Random Access Memory）的特点是既可以从RAM中读出数据，也可以向RAM中写入数据

“随机”意味着存储器中存储的每一个字节都可以按任意顺序直接访问，而不管前一次访问的是哪一个位置

断电后存储器中的内容立即消失

随机存储器

通常RAM用于计算机主存储器等要求快速存储的系统

根据RAM的工作机理可细分为动态随机存储器（Dynamic RAM）和静态随机存储器（Static RAM）两大类。

SRAM

SRAM电路复杂，集成度低、功耗较大、制作成本高、价格昂贵

存取速度快，主要用于高速缓冲存储器（Cache）

Cache系统

CPU比DRAM快的多，采用SRAM作为缓冲

不以SRAM作为主存储器

用少量的SRAM作为CPU与DRAM存储系统之间的缓冲区，即Cache系统

Cache中的数据只是主存很小一部分内容的副本

目前的Cache系统往往包含多级缓存

Cache的命中率

Cache的命中率，即CPU需要的指令或数据在Cache中能直接找到概率

Cache越大，命中率如何？

一般来说Cache容量越大越好，访问Cache的命中率就越高

Cache的容量并不总是越大越好，过大的Cache会降低CPU在Cache中查找的效率

DRAM

DRAM的结构简单高效，存储每一个bit只需要一个晶体管加一个电容，利用电容内存储电荷的多寡来代表0和1，但是电容不可避免的存在漏电现象，因此电容必须被周期性的刷新

DRAM的电路简单、集成度高、功耗小、成本较低，但存取速度较慢，主要用于大容量内存储器

SDRAM（Synchronous Dynamic Random Access Memory）是同步动态随机访问存储器 DDR SDRAM（Double Data Rate SDRAM ）是双倍数据速率同步动态随机访问存储器，它利用时钟信号的上升沿和下降沿来传输数据

DDR2 SDRAM（Double Data Rate Two SDRAM ）是第二代双倍数据速率同步动态随机访问存储器。DDR2 SDRAM每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。

PC机的性能指标

存储容量

存储容量是衡量PC机存储能力的一个指标，它分为内存容量和外存容量

运算速度

对运算速度的描述可以用不同的方法来表示，例如，

CPU时钟频率（主频）、每秒平均执行指令数等

字长

计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。一般计

算机的字长取决于它的通用寄存器、内存储器、运算

器的位数和数据总线的宽度

PC机的性能指标（续）

外设扩展能力

PC机可配置外部设备的数量以及可配置外部设备的种类，对整个系统的性能有重大影响

外设的扩展能力主要取决于PC机的主板性能

软件配置

软件配置情况直接影响PC机系统的使用和性能的发挥 通常PC机应配置的软件有：操作系统、计算机语言以及工具软件等，另外还可配置数据库管理系统和各种

应用软件