计算机存储器简介、分类和性能衡量标准

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

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。