存储器分类及周期

常见存储器：RAM,SRAM,SSRAM、DRAM,SDRAM,DDRSDRAM、ROM,。

1、什么是存储器 存储器单元实际上是时序逻辑电路的⼀种，是许多存储单元的集合，按单元号顺序排列。

每个单元由若⼲三进制位构成，以表⽰存储单元中存放的数值，这种结构和数组的结构⾮常相似，故在VHDL语⾔中，通常由数组描述存储器。

存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，⽤来存放程序和数据信息。

计算机中全部信息，包括输⼊的原始数据、计算机程序、中间运⾏结果和最终运⾏结果都保存在存储器中。

它根据控制器指定的位置存⼊和取出信息。

有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常⼯作。

2、存储器的分类 构成存储器的存储介质主要采⽤半导体器件和磁性材料。

存储器中最⼩的存储单位就是⼀个双稳态半导体电路或⼀个CMOS晶体管或磁性材料的存储元，它可存储⼀个⼆进制代码。

由若⼲个存储元组成⼀个存储单元，然后再由许多存储单元组成⼀个存储器。

根据存储材料的性能及使⽤⽅法的不同，存储器有⼏种不同的分类⽅法： （1）按存储介质分类 半导体存储器：⽤半导体器件组成的存储器。

磁表⾯存储器：⽤磁性材料做成的存储器。

（2）按存储⽅式分类 随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置⽆关。

顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间与存储单元的物理位置有关。

（3）按存储器的读写功能分类 只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的，它是只能读出⽽不能写⼊的半导体存储器，在制造ROM的时候，信息（数据或程序）就被存⼊并永久保存。

当电源关闭时，ROM仍然可以保存数据，不会丢失。

ROM⼀般⽤于存放计算机的基本程序和数据，如BIOS ROM。

其物理外形⼀般是双列直插式（DIP）的集成块。

随机读写存储器(RAM)：既能读出⼜能写⼊的半导体存储器。

当电源关闭时，存于RAM中的数据会丢失。

我们通常购买或升级的内存条就是⽤作电脑的内存，内存条（SIMM）就是将RAM集成块集中在⼀起的⼀⼩块电路板，它插在计算机中的内存插槽上，以减少RAM集成块占⽤的空间。

存储器的层次结构及组成原理一、引言存储器是计算机中非常重要的组成部分，它用于存储和读取数据。

随着计算机技术的发展，存储器也在不断地升级和改进。

存储器的层次结构是指不同类型的存储器按照速度、容量和成本等方面的差异被组织成一种层次结构。

本文将介绍存储器的层次结构及其组成原理。

二、存储器的层次结构1. 存储器分类根据存取速度不同，可将存储器分为主存（RAM）、高速缓存（Cache）、二级缓存、三级缓存等多级缓存以及辅助存储器（ROM、磁盘等）。

2. 层次结构主要分为三个层次：CPU内部高速缓冲寄存器（L1 Cache）、CPU外部高速缓冲寄存器（L2 Cache）和主内存（RAM）。

3. 层次结构优点层次结构能够充分利用各种类型的硬件设备，使得计算机系统能够更加高效地运行。

在执行指令时，CPU首先从最快的L1 Cache中查找数据，如果没有找到，则会查找L2 Cache，最后才会查找主内存。

这样的层次结构设计可以大大提高CPU访问数据的速度，减少CPU等待的时间。

三、存储器的组成原理1. 静态随机存取存储器（SRAM）SRAM是一种使用静电场来存储数据的存储器。

它由多个存储单元组成，每个单元由一个触发器和两个传输门组成。

SRAM的读写速度非常快，但是它比较昂贵，并且需要更多的电源。

2. 动态随机访问存储器（DRAM）DRAM是一种使用电容来存储数据的存储器。

它由多个存储单元组成，每个单元由一个电容和一个开关组成。

DRAM比SRAM更便宜，但是读写速度相对较慢。

3. 双倍数据率SDRAM（DDR SDRAM）DDR SDRAM是一种高速内存技术，可以在每个时钟周期传输两次数据。

这使得DDR SDRAM比普通SDRAM更快。

4. 图形双倍数据率SDRAM（GDDR SDRAM）GDDR SDRAM是一种专门为图形处理器设计的高速内存技术。

它具有更高的频率和带宽，适用于处理大量图像和视频数据。

5. 闪存闪存是一种非易失性存储器，可以在断电时保存数据。

存储器的分类与特点在计算机科学领域中，存储器是一个关键的概念，它用于存储和获取数据。

存储器根据其特性和使用场景的不同可以被分为几种不同的类型。

本文将介绍存储器的分类以及各种类型存储器的特点。

一、主存储器主存储器是计算机系统中最重要的一种存储器，它用于存储正在执行的程序和数据。

主存储器又被分为两种类型：随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

1. 随机访问存储器（RAM）随机访问存储器是一种易失性存储器，其中的数据可以被随机地读取和写入。

RAM的特点是访问速度快，但当电源关闭时，其中的数据将会丢失。

它可以根据存储单元的物理结构进一步分为静态随机访问存储器（SRAM）和动态随机访问存储器（DRAM）。

- 静态随机访问存储器（SRAM）：SRAM使用触发器来存储数据，保持数据的稳定性。

由于它不需要刷新电路，所以访问速度比DRAM更快。

然而，SRAM的成本较高，存储密度较低。

- 动态随机访问存储器（DRAM）：DRAM使用电容来存储数据，需要周期性地刷新来重新存储数据。

尽管DRAM的速度相对较慢，但它更加节省空间和成本。

2. 只读存储器（ROM）只读存储器是一种非易失性存储器，其中的数据在加电之后仍然保持不变。

ROM的数据通常是由制造商在生产过程中编写好的，用户无法对其进行修改。

它可以分为光盘只读存储器（CD-ROM）和闪存只读存储器（ROM）两种类型。

- 光盘只读存储器（CD-ROM）：CD-ROM使用激光技术来读取数据，它通常用于存储大量的音频和视频数据。

- 闪存只读存储器（ROM）：ROM可以被多次擦写和编程，相较于传统的EPROM（可擦可编程只读存储器），其擦写操作更加方便。

二、辅助存储器辅助存储器是主存储器之外的一种存储器类型，用于存储和检索大容量的数据和程序。

辅助存储器也可以分为多种类型，例如硬盘驱动器、固态硬盘和闪存驱动器等。

1. 硬盘驱动器硬盘驱动器是计算机系统中最常见的辅助存储器设备。

存储器系统（6116）第4章存储器系统引⼊：电⼦计算机是20世纪⼈类最伟⼤的发明之⼀。

随着计算机的⼴泛应⽤，⼈类社会⽣活的各个⽅⾯都发⽣了巨⼤的变化。

特别是微型计算机技术和⽹络技术的⾼速发展，计算机逐渐⾛进了⼈们的家庭，正改变着⼈们的⽣活⽅式。

计算机逐渐成为⼈们⽣活和⼯作不可缺少的⼯具，掌握计算机的使⽤也成为⼈们必不可少的技能。

本章知识要点：1）存储器的分类和三层体系结构2）RAM、ROM芯⽚的结构、⼯作原理3）存储器的扩展⽅法4）⾼速缓冲存储器技术5）虚拟存储器技术6）存储保护4.1 存储器概述4.1.1 存储器的分类在计算机的组成结构中，有⼀个很重要的部分，就是存储器。

存储器是⼀种记忆部件，是⽤来存储程序和数据的，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常⼯作。

存储器的种类很多，常⽤的分类⽅法有以下⼏种。

⼀、按其⽤途分（1）内存储器内存储器⼜叫内存，是主存储器。

⽤来存储当前正在使⽤的或经常使⽤的程序和数据。

CPU可以对他直接访问，存取速度较快。

（2）外存储器外存储器⼜叫外存，是辅助存储器。

外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相⽐就显得慢的多。

外存的特点是容量⼤，所存的信息既可以修改也可以保存。

存取速度较慢，要⽤专⽤的设备来管理。

计算机⼯作时，⼀般由内存ROM中的引导程序启动程序，再从外存中读取系统程序和应⽤程序，送到内存的RAM中，程序运⾏的中间结果放在RAM中,（内存不够是也可以放在外存中）程序的最终结果存⼊外部存储器。

⼆、按存储介质分（1）半导体存储器早期的半导体存储器，普遍采⽤典型的晶体管触发器和⼀些选择电路构成的存储单元。

现代半导体存储器多为⽤⼤规模集成电路⼯艺制成的⼀定容量的芯⽚，再由若⼲芯⽚组成⼤容量的存储器。

半导体存储器⼜分为双极型半导体存储器和MOS 型半导体存储器。

（2）磁表⾯存储器再⾦属或⾮⾦属基体的表⾯上，涂敷⼀层磁性材料作为记录介质，这层介质称为磁层。

内存的种类是非常多的，从能否写入的角度来分，就可以分为RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)这两大类。

每一类别里面有分别有许多种类的内存。

一、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)RAM的特点是：电脑开机时，操作系统和应用程序的所有正在运行的数据和程序都会放置其中，并且随时可以对存放在里面的数据进行修改和存取。

它的工作需要由持续的电力提供，一旦系统断电，存放在里面的所有数据和程序都会自动清空掉，并且再也无法恢复。

根据组成元件的不同，RAM内存又分为以下十八种：01.DRAM（Dynamic RAM，动态随机存取存储器）：这是最普通的RAM，一个电子管与一个电容器组成一个位存储单元，DRAM 将每个内存位作为一个电荷保存在位存储单元中，用电容的充放电来做储存动作，但因电容本身有漏电问题，因此必须每几微秒就要刷新一次，否则数据会丢失。

存取时间和放电时间一致，约为2~4ms。

因为成本比较便宜，通常都用作计算机内的主存储器。

02.SRAM（Static RAM，静态随机存取存储器）静态，指的是内存里面的数据可以长驻其中而不需要随时进行存取。

每6颗电子管组成一个位存储单元，因为没有电容器，因此无须不断充电即可正常运作，因此它可以比一般的动态随机处理内存处理速度更快更稳定，往往用来做高速缓存。

03.VRAM（Video RAM，视频内存）它的主要功能是将显卡的视频数据输出到数模转换器中，有效降低绘图显示芯片的工作负担。

它采用双数据口设计，其中一个数据口是并行式的数据输出入口，另一个是串行式的数据输出口。

多用于高级显卡中的高档内存。

04.FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM，快速页切换模式动态随机存取存储器）改良版的DRAM，大多数为72Pin或30Pin的模块。

传统的DRAM在存取一个BIT的数据时，必须送出行地址和列地址各一次才能读写数据。

而FRM DRAM 在触发了行地址后，如果CPU需要的地址在同一行内，则可以连续输出列地址而不必再输出行地址了。