存储器的分类和结构层次

存储器的分类

按照存储介质分类

  • 半导体存储器
  • 磁表面存储器
  • 磁芯存储器
  • 光盘存储器

半导体存储器 按其材料的不同,可分为 双极型(TTL)半导体存储器MOS半导体存储器 ,学过数字电路的朋友应该知道,前者具有高速的特点,后者具有高度集成的特点,而且后者制作简单,成本低廉,耗电小,所以MOS也更受欢迎。至于TTL和MOS的区别,只要记住,除了TTL快点之外,其他的基本上都是MOS更好。

磁表面和磁芯存储器 都是非易失的,也就是数据可靠,但由于其他方面几乎都是缺点,所以都基本不用它们了,可以这么说,对于现在的计算机来说它们已经完全没用了。

光盘存储器 具有 记录密度高、耐用性好、可靠性高、可互换性强 等优点,在计算机领域具有广泛的运用,比如买 Windows系统 买的就是安装光盘和产品**,Matlab 软件以及各大驱动,都能用光盘安装。

按存取方式分类

  • 随机存储器(Random Access Memory, 简称 RAM)
    • 静态 RAM(SRAM):以触发器原理寄存信息
    • 动态 RAM(DRAM):以电容充电原理寄存信息
  • 只读存储器(Read Only Memory, 简称 ROM)
    • 掩模型制度存储器(Masked ROM, 简称 MROM)
    • 可编程只读存储器(Programmable ROM, 简称 PROM)
    • 可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable ROM, 简称 EPROM)
    • 电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM, 简称 EEPROM)
  • 串行访问存储器(也叫顺序存取存储器)
    • 比如磁带存储器,只能顺着磁带按顺序读取。

运行速度:RAM > ROM,在RAM中,SRAM > DRAM.

按在计算机中的作用分类

  • 主存
  • 辅存
  • 闪存
  • 缓存

这种分类下的各种存储器,也是接下来详细介绍的重点对象。

详细情况如下图:
存储器的分类和结构层次
主存特点:能和CPU直接交换信息,速度快,容量小,每位价格高

辅存是主存的后援存储器,用来存放暂时不用的程序和数据。特点是:不能与CPU直接交换信息,速度慢,容量大,每位价格低

缓冲存储器Cache(简称缓存)用于两个速度不同的部件之间,比如CPU的速度远高于主存,因此需要一个缓存,起缓冲作用,使得他们的速度更加匹配。

存储器的结构层次

CPU、缓存、主存、辅存的层次结构可用下图来表示
存储器的分类和结构层次
​ 中间的缓存 —主存层次和右边的的主存—缓存层次非常重要。

首先我们得知道每位价格的大小是: CPU > 缓存 > 主存 > 辅存,速度也是 CPU > 缓存 > 主存 > 辅存

​ 对于CPU,缓存—主存这个层次的速度接近于缓存,但是成本又接近于主存,而主存—辅存这个层次的速度接近于主存,而成本接近于辅存。相当于用更低的成本实现了更快的运行速度

​ 怎么来理解这个呢。假如你是CPU,缓存是附近的商店,主存是制造厂。假如没有商店,你就得直接去制造厂买东西,速度很慢,路费还多,现在有了商店,只要有货,就可以在短时间内买到东西,并且路费少或者不用路费,而商店出售的同时也会通过批发商廉价进货,这就是所谓的,速度接近于更快的缓存但是成本又接近于更低的主存,让快而轻量的运输队伍去送,而不是派大部队去,主存—辅存层次同理。

后面将会陆续分享主存,缓存,磁盘等各个存储器的详解。