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發(fā)布日期:2022-10-09 點(diǎn)擊率:51
主存儲器(Main memory),簡稱主存。是計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要部件,其作用是存放指令和數(shù)據(jù),并能由中央處理器(CPU)直接隨機(jī)存取。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)是為了提高性能,又能兼顧合理的造價(jià),往往采用多級存儲體系。即由存儲容量小,存取速度高的高速緩沖存儲器,存儲容量和存取速度適中的主存儲器是必不可少的。主存儲器是按地址存放信息的,存取速度一般與地址無關(guān)。32位(比特)的地址最大能表達(dá)4GB的存儲器地址。這對多數(shù)應(yīng)用已經(jīng)足夠,但對于某些特大運(yùn)算量的應(yīng)用和特大型數(shù)據(jù)庫已顯得不夠,從而對64位結(jié)構(gòu)提出需求。
主存儲器一般采用半導(dǎo)體存儲器,與輔助存儲器相比有容量小、讀寫速度快、價(jià)格高等特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)中的主存儲器主要由存儲體、控制線路、地址寄存器、數(shù)據(jù)寄存器和地址譯碼電路五部分組成。從70年代起,主存儲器已逐步采用大規(guī)模集成電路構(gòu)成。用得最普遍的也是最經(jīng)濟(jì)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲器芯片(DRAM)。1995年集成度為64Mb(可存儲400萬個(gè)漢字)的DRAM芯片已經(jīng)開始商業(yè)性生產(chǎn),16MbDRAM芯片已成為市場主流產(chǎn)品。DRAM芯片的存取速度適中,一般為50~70ns。有一些改進(jìn)型的DRAM,如EDO DRAM(即擴(kuò)充數(shù)據(jù)輸出的DRAM),其性能可較普通DRAM提高10%以上,又如SDRAM(即同步DRAM),其性能又可較EDO DRAM提高10%左右。1998年SDRAM的后繼產(chǎn)品為SDRAMⅡ(或稱DDR,即雙倍數(shù)據(jù)速率)的品種已上市。在追求速度和可靠性的場合,通常采用價(jià)格較貴的靜態(tài)隨機(jī)存儲器芯片(SRAM),其存取速度可以達(dá)到了1~15ns。無論主存采用DRAM還是SRAM芯片構(gòu)成,在斷電時(shí)存儲的信息都會“丟失”,因此計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)者應(yīng)考慮發(fā)生這種情況時(shí),設(shè)法維持若干毫秒的供電以保存主存中的重要信息,以便供電恢復(fù)時(shí)計(jì)算機(jī)能恢復(fù)正常運(yùn)行。鑒于上述情況,在某些應(yīng)用中主存中存儲重要而相對固定的程序和數(shù)據(jù)的部分采用“非易失性”存儲器芯片(如EPROM,快閃存儲芯片等)構(gòu)成;對于完全固定的程序,數(shù)據(jù)區(qū)域甚至采用只讀存儲器(ROM)芯片構(gòu)成;主存的這些部分就不怕暫時(shí)供電中斷,還可以防止病毒侵入。
RAM是構(gòu)成內(nèi)存的主要部分,其內(nèi)容可以根據(jù)需要隨時(shí)按地址讀出或?qū)懭耄阅撤N電觸發(fā)器的狀態(tài)存儲,斷電后信息無法保存,用于暫存數(shù)據(jù),又可分為DRAM和SRAM兩種。RAM一般使用動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲器件(DRAM)。因?yàn)镃PU工作的速度比RAM的讀寫速度快,所以CPU讀寫RAM時(shí)需要花費(fèi)時(shí)間等待,這樣就使CPU的工作速度下降。人們?yōu)榱颂岣逤PU讀寫程序和數(shù)據(jù)的速度,在RAM和CPU之間增加了高速緩存(Cache)部件。Cache的內(nèi)容是隨機(jī)存儲器(RAM)中部分存儲單元內(nèi)容的副本。ROM是只讀存儲器,出廠時(shí)其內(nèi)容由廠家用掩膜技術(shù)寫好,只可讀出,但無法改寫。信息已固化在存儲器中,一般用于存放系統(tǒng)程序BIOS和用于微程序控制。PROM是可編程ROM,只能進(jìn)行一次寫入操作(與ROM相同),但是可以在出廠后,由用戶使用特殊電子設(shè)備進(jìn)行寫入。EPROM是可擦除的PROM,可以讀出,也可以寫入。但是在一次寫操作之前必須用紫外線照射,以擦除所有信息,然后再用EPROM編程器寫入,可以寫多次。EEPROM是電可擦除PROM,與EPROM相似,可以讀出也可寫入,而且在寫操作之前,不需要把以前內(nèi)容先擦去,能夠直接對尋址的字節(jié)或塊進(jìn)行修改。閃速存儲器(Flash Memory),其特性介于EPROM與EEPROM之間。閃速存儲器也可使用電信號進(jìn)行快速刪除操作,速度遠(yuǎn)快于EEPROM。但不能進(jìn)行字節(jié)級別的刪除操作,其集成度高于EEPROM。
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