电脑数据存贮器

存储器电脑数据存贮器01简介第二级存储器第一级存储器第三级存储器目录03020405存储器的特性使用电源基本存储技术目录0706基本信息电脑数据存贮器，也称存储器或内存或记忆体，主要用于存放供执行的指令，计算或处理的原始数据、中间结果等信息。简介简介存储器通常指的是半导体存储器随机存取存储器，特别是动态随机存取存储器(Dynamic-RAM)。存储器是速度快但只能暂时存储数据的设备。历史上，存储器被称为主存、内部存储器，存储设备被认为是第二级存储设备、外部存储器。然而在中国内地的智能中，通常用“内存”指代第二级储存装置，RAM被称作“运存”。有许多不同的存储设备已被发明。到当前为止，任何一种存储设备都有其缺点，因此一台电脑通常都有好几种不同种类的存储设备，每一种都有其特别的功能。电脑使用二进制来处理数据。文件、数字、图形、影音，或是其他数据都可以用一串比特来表示，每一个比特的值不是一就是零。最常见的存储单位是字节，一字节等于八比特。一份数据可以被任何具有足够容量去容纳该数据大小的电脑所处理。传统上，一部电脑最重要的组件是中央处理器(CPU)，因为它负责处理数据，进行所有计算，并且控制电脑内其他所有组件。中央处理器包含两个部分:控制单元以及算术逻辑单元(ALU)。前者控制数据在中央处理器及存储器之间的流动。后者处理数据的逻辑运算。如果没有足够的存储器，电脑将只能进行固定的工作而且立刻将结果输出。这在计算机及数字信号处理是可接受的。冯·诺伊曼结构机器拥有足够的存储器去存储正在运行的指令集以及数据。结果使电脑不用为了运行一个新的程序而改变硬件的配置，使程序设计变得简单，大部分的电脑都是冯·诺伊曼结构。第一级存储器第一级存储器第一级存储器(又称主存或内部存储器)，通常简称为存储器，这层的存储器与中央处理器直接连通，中央处理器会不断读取存储在这里的指令集，并在需要时运行这些指令集。历史上，早期的电脑使用延迟线，威廉士管作为主要的存储器。在1954年，磁芯存储器被开发出来大幅取代了上述不太稳定的方法。磁芯存储器维持优势至1970年代，此时集成电路技术的进步，使得半导体存储器在价格上变得便宜而有竞争力。这使得现代化的随机存取存储器(RAM)被制造出来。该款存储器的重量轻，尺寸小，然而十分昂贵。(这种存储器被用来做成第一级存储器，同时它也是易失性存储器，意思就是当电力不再供应时，存储器内的数据就会消失)。在第一级存储器的内部除了主存，也就是随机存取存储器外，还分有两个或两个以上的子层:主存藉存储器总线与中央处理器连接。有两种不同的总线：总线以及数据总线。一开始中央处理器藉位置总线发送数字，这数字就是存储器位置，其指出数据的位置。然后中央处理器用数据总线将数据读出或写入。此外，内存管理单元(MMU)是一种介于中央处理器跟主存的设备，用来重新计算存储器位置，例如提供虚拟。第二级存储器第二级存储器第二级存储器(又称外部存储器或辅助存储器)，和第一级存储器不同的是，第二级存储器和中央处理器并没有直接连通，电脑经常使用存储器的I/O通道来与之连接。第二级存储器使用数据缓冲器来将数据发送至第一级存储器。在不供应电源的情况下，第二级存储器的数据仍然不会消失—这表示它是非易失性的。现今的电脑，硬盘被广泛地做为第二层存储器，硬盘访问数据的时间大约是几千分之一秒，或是几个毫秒。然而，随机存取存储器访问数据的时间仅有几十亿分之一秒，或是几个纳秒。硬盘的速度只有存储器访问速度的百万分之一。当数据存储于碟片时，将数据发送到区块可降低迟滞时间，提升效率，这样的话需要外部存储器算法。连续访问和区块访问的速度比随机存取要快得多，所以许多尖端的存储器都在开发更有效率的算法来运行连续访问或区块访问。一个突破I/O瓶颈的方法是使用多重磁盘，可以增加第一级与第二级存储器之间的带宽。这里枚举一些第二级存储器的例子：闪存(例如U盘)，软盘，磁带，纸带，打孔卡，RAMdisk，ZipDrive。第二级存储器通常被设计成匹配文件系统的格式，这使得数据可以存储在目录和电脑文件内。大部分的操作系统使用了虚拟内存的概念，第一级存储器的物理容量虽然不变，但可以藉挪用第二级存储器的空间来增大第一级存储器的容量。第三级存储器第三级存储器第三级存储设备或第三级存储器

，这是指可直接插入或自电脑拔除的存储设备；里面的数据在被使用前通常都会复制到第二级存储器内。该款存储器的访问速度比第二级存储器要慢得多(5–60秒vs.1–10毫秒)。该款存储器的优势在于其拥有庞大的存储空间，典型的例子包含磁带柜和光学记录库。存储器的特性易失性读写性访问法定址法容量性能010302040506存储器的特性易失性1.非易失性存储器数据在电源不供电的状态下仍能保存。这适用于须长期使用的数据。2.易失性存储器数据需要有持续不断的电力才能保持。当前访问速度最快的存储器是属于易失性的。因为第一级存储器需要极快的速度，所以采用易失性存储器。2.1动态随机存取存储器一种易失性存储器，数据需要每隔一段时间就重新读取或重新写入，否则数据将会消失。2.2静态随机存取存储器一种类似DRAM的存储器。不同的是在电力持续供应的状态下，它不用被重新写入或是读取数据(如果没有电力来支持，数据还是会消失)。读写性可读写的存储器它允许数据在任一时间被改写。如果一台电脑的第一级存储器不是可读写的(至少要有一定数量的第一级存储器是可读写的)，那这台电脑将无法运行各种任务。而第二级存储器也有许多是可读写的。只读存储器存储器内的数据通常不会变，但有时允许数据写入(WriteOnceReadMany)这种存储器也被叫做不可变存储器，主要备用在第三级跟离线存储器上，例如CD-ROM以及CD-R。快速读取低速写入存储器例如CD-RW和闪存。访问法随机存取在任何的时间，任何的位置都可以被访问。这适合第一级与第二级存储器。循序访问要访问的信息依照顺序来访问，一个接着一个；访问时间长短取决于哪一项数据是最后访问的，这是离线存储器的特征。定址法区块定址根据存储器区块的物理来访问数据。在当前的电脑，区块定址通常只在第一级存储器出现，由计算机程序来访问，而且访问的效率很高，不过对人而言这是个负担。文件定址数据被分区成文件，文件依照人类可读的名称或文件名称而被选择，其实这也是一种区块定址，不过操作系统会将文件抽象化，从而让工作更容易被理解。在当前的电脑，第二级，第三级，离线存储器采用这种方法来定址。内容定址数据依据本身的内容被访问。内容定址被使用于软件(计算机程序)或硬件(电脑设备)，这让硬件变得有效率，但也变得比较昂贵。硬件内容定址存储器通常被用于CPU缓存。容量原始容量存储设备或媒介可以保存被存储信息的总量。以比特或字节表示(例如10.4百万字节)。存储器存储密度每单位长度，面积，体积的存储器可以存储的容量(例如每平方英寸1.2百万字节)。性能迟滞时间访问存储器内部特定区域数据所花的时间。在第一级存储器中，以纳秒作为合理的计量单位，第二级存储器以毫秒作为计量单位，以秒作为第三级存储器的计量单位或是。迟滞时间可以合理的分为读取的迟滞时间和写入的迟滞时间，以循序访问存储器来说，有最短、最长与平均迟滞时间。吞吐量将数据读取到或是写出存储器的速度。吞吐量通常表示为百万字节/秒或是MB/s，比特率也被使用着。就跟迟滞时间一样，读和写的速度算做两笔不同数据。访问数据的速度取决于最大吞吐量。粒度能以单独一个单位被有效率的访问的最大片数据的大小,例如,没有引发更多的迟