计算机存储器简介、分类和性能衡量标准

文章目录

    • 存储器简介
    • 数据存储介质的分类
        • 按照存储方式分类
        • 按照信息保存时间分类
        • 按照功能或存储体系的分层结构分类
    • 衡量性能指标
        • 存储容量
        • 存取周期
        • 可靠性
        • 性能价格比

存储器简介

存储器分为两种:

  • 内存储器或主存储器。(简写为MM)
  • 外存储器或辅助存储器。(简写为AM)

一个存储器必须包括:
1.存储体(单元)。(如下图最右面的格子,一般情况一个格子就是一个存储单元)
存储一个字的存储单元叫字存储单元,其地址叫字存储地址
存储一个字节的存储单元叫字节存储单元,其地址叫字节存储地址
2.指定存储单元的单元地址。(相当于存储单元的编号,一般用16进制,用于寻址)
3.读/写控制信号。

  • 字通常由多个字节(8位)组成。一个字的位数即为字长。
    现代计算机的字长通常为16位(2个字节)、32位(4个字节)、64位(8个字节)
  • 字节(Byte )是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位,作为一个单位来处理的一个二进制数字串,是构成信息的一个小单位。最常用的字节是八位的字节,即它包含八位的二进制数。如果下图一个格子代表一个字节,而我有16位二进制数,那就要占用两个字节存储单元

计算机存储器简介、分类和性能衡量标准_第1张图片

数据存储介质的分类

磁存储介质
指以磁表面存储的各种介质,包括各种接口的硬盘,各种规格的软盘。各种规格的数据磁带。
电(半导体)存储介质
指各种半导体芯片存储的各种介质,包括U盘,固态硬盘,各类存储卡等
光存储介质
指在基体上涂敷用于记录数据的薄层,并且使用特殊光线读写,包括各种光盘

按照存储方式分类

  • 随机存储器RAM (Random Access Memory )
    随机存储器是任何单元的信息都能随机存取,存取时间与单元地址无关。内存、高速缓存、磁芯存储器都是RAM
  • 顺序存储器SAM ( Sequential Access Memory )
    存储信息按照存储顺序进行访问,比如磁带
  • 直接存储器DAM ( Direct Access Memory )
    兼有RAM和SAM的特征,比如磁盘
    他在寻找扇区的过程中是随机存取的,在扇区内存取数据时是顺序存取
  • 只读存储器ROM ( Read Only Memory )
    只读存储器正常工作时,存储体中的数据只能读取不能被改写。通常用来存放长期不需要改变的程序和数据,如主板上的ROMBIOS和显卡上的字符发生器。

按照信息保存时间分类

  • 易失性存储器(Volatile Memory )
    比如内存,他有一个重要特点就是断电丢失
    掉电后保存的信息将丢失的存储器称为易失存储器。其中半导体RAM是易失性存储器,DRAM即使不掉电,信息也只能保持2ms ,所以为了不丢失信息必须对DRAM中的信息进行不断刷新(读/再重写)。

  • 非易失存储器(Nonvolatile Memory )

掉电后保存的信息不丢失的存储器称为非易失存储器。磁存储器、光盘存储器、半导体ROM存储器都是非易失存储器

按照功能或存储体系的分层结构分类

  • 通用寄存器
    CPU内部配置的通用寄存器,它的速度和CPU匹配,用于寄存数据和指令,称为寄存器型存储器。

  • Cache(高速缓存)
    高速小容量的存储器,速度接近CPU的速度。Cache是CPU和主存之间的缓冲存储器,它用来存储使用频度最大的且当前执行的指令和处理的数据。目前CPU中大多集成Cache ,并且分L1和L2。

  • 主存储器
    又称内存,用来存放当前正在执行的程序和处理的数据, CPU可以直接访问,且断电后数据不能保存。容量4GB ~ 16GB ,存储周期在几纳秒之间。

  • 辅助存储器

又称外存,主要是用作保存大量的文件和数据,速度较慢,作为对主存的后备和补充,掉电后数据不会丢失,容量可达几百GB以上。 CPU不能直接访问。

衡量性能指标

存储容量

存储容量是指存储二进制信息的量,通常以字或字节为单位,也有以b为单位的
存储容量=2n,n为地址线的位数
地址线是用来传输地址信息用的。举个简单的例子:cpu在内存或硬盘里面寻找一个数据时,先通过地址线找到地址,然后再通过数据线将数据取出来。 如果有32根.就可以访问2的32次方的字节,也就是4GB。

存取周期

存储器存/取时间(写/读时间) : 是指读/写命令有效到读/写完成所经历的时间,用MAT ( Memory Access Time )表示,现在大约在纳秒级。

可靠性

存储器的可靠性通常用平均无故障时间MTBF ( Mean Time BetweenFailures )来衡量

性能价格比

性能价格比也是衡量存储器的一一个重要指标,对不同的存储器,性能的定义不同,如采用容量或采用速度作为性能指标。

你可能感兴趣的:(计算机原理)