什么是存儲(chǔ)器工作原理是什么
什么是存儲(chǔ)器工作原理是什么
存儲(chǔ)器是現(xiàn)代信息技術(shù)中用于保存信息的記憶設(shè)備，那么你對(duì)存儲(chǔ)器了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是存儲(chǔ)器，希望大家喜歡!
存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)介
存儲(chǔ)器的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高速、自動(dòng)地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。存儲(chǔ)器是具有“記憶”功能的設(shè)備，它采用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理器件來(lái)存儲(chǔ)信息。這些器件也稱(chēng)為記憶元件。在計(jì)算機(jī)中采用只有兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”的二進(jìn)制來(lái)表示數(shù)據(jù)。記憶元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)分別表示為“0”和“1”。日常使用的十進(jìn)制數(shù)必須轉(zhuǎn)換成等值的二進(jìn)制數(shù)才能存入存儲(chǔ)器中。計(jì)算機(jī)中處理的各種字符，例如英文字母、運(yùn)算符號(hào)等，也要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼才能存儲(chǔ)和操作。
存儲(chǔ)器：存放程序和數(shù)據(jù)的器件
存儲(chǔ)位：存放一個(gè)二進(jìn)制數(shù)位的存儲(chǔ)單元，是存儲(chǔ)器最小的存儲(chǔ)單位，或稱(chēng)記憶單元
存儲(chǔ)字：一個(gè)數(shù)(n位二進(jìn)制位)作為一個(gè)整體存入或取出時(shí)，稱(chēng)存儲(chǔ)字
存儲(chǔ)單元：存放一個(gè)存儲(chǔ)字的若干個(gè)記憶單元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元
存儲(chǔ)體：大量存儲(chǔ)單元的集合組成存儲(chǔ)體
存儲(chǔ)單元地址：存儲(chǔ)單元的編號(hào)
字編址：對(duì)存儲(chǔ)單元按字編址
字節(jié)編址：對(duì)存儲(chǔ)單元按字節(jié)編址
尋址：由地址尋找數(shù)據(jù)，從對(duì)應(yīng)地址的存儲(chǔ)單元中訪存數(shù)據(jù)。
以存儲(chǔ)體(大量存儲(chǔ)單元組成的陣列)為核心，加上必要的地址譯碼、讀寫(xiě)控制電路，即為存儲(chǔ)集成電路;再加上必要的I/O接口和一些額外的電路如存取策略管理，則形成存儲(chǔ)芯片，比如手機(jī)中常用的存儲(chǔ)芯片。得益于新的IC制造或芯片封裝工藝，現(xiàn)在已經(jīng)有能力把DRAM和FLASH存儲(chǔ)單元集成在單芯片里。存儲(chǔ)芯片再與控制芯片(負(fù)責(zé)復(fù)雜的存取控制、存儲(chǔ)管理、加密、與其他器件的配合等)及時(shí)鐘、電源等必要的組件集成在電路板上構(gòu)成整機(jī)，就是一個(gè)存儲(chǔ)產(chǎn)品，如U盤(pán)。從存儲(chǔ)單元(晶體管陣列)到存儲(chǔ)集成電路再到存儲(chǔ)設(shè)備，都是為了實(shí)現(xiàn)信息的存儲(chǔ)，區(qū)別是層次的不同。
存儲(chǔ)器的構(gòu)成
構(gòu)成存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)介質(zhì)，存儲(chǔ)元，它可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制代碼。由若干個(gè)存儲(chǔ)元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，然后再由許多存儲(chǔ)單元組成一個(gè)存儲(chǔ)器。一個(gè)存儲(chǔ)器包含許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)字節(jié)(按字節(jié)編址)。每個(gè)存儲(chǔ)單元的位置都有一個(gè)編號(hào)，即地址，一般用十六進(jìn)制表示。一個(gè)存儲(chǔ)器中所有存儲(chǔ)單元可存放數(shù)據(jù)的總和稱(chēng)為它的存儲(chǔ)容量。假設(shè)一個(gè)存儲(chǔ)器的地址碼由20位二進(jìn)制數(shù)(即5位十六進(jìn)制數(shù))組成，則可表示2的20次方，即1M個(gè)存儲(chǔ)單元地址。每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)，則該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為1MB。
存儲(chǔ)器的工作原理
這里只介紹動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM)的工作原理。
動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器每片只有一條輸入數(shù)據(jù)線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統(tǒng)地址總線和芯片地址引線之間專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)一個(gè)地址形成電路。使系統(tǒng)地址總線信號(hào)能分時(shí)地加到8個(gè)地址的引腳上，借助芯片內(nèi)部的行鎖存器、列鎖存器和譯碼電路選定芯片內(nèi)的存儲(chǔ)單元，鎖存信號(hào)也靠著外部地址電路產(chǎn)生。
當(dāng)要從DRAM芯片中讀出數(shù)據(jù)時(shí)，CPU首先將行地址加在A0-A7上，而后送出RAS鎖存信號(hào)，該信號(hào)的下降沿將地址鎖存在芯片內(nèi)部。接著將列地址加到芯片的A0-A7上，再送CAS鎖存信號(hào)，也是在信號(hào)的下降沿將列地址鎖存在芯片內(nèi)部。然后保持WE=1，則在CAS有效期間數(shù)據(jù)輸出并保持。
當(dāng)需要把數(shù)據(jù)寫(xiě)入芯片時(shí)，行列地址先后將RAS和CAS鎖存在芯片內(nèi)部，然后，WE有效，加上要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，則將該數(shù)據(jù)寫(xiě)入選中的存貯單元。
由于電容不可能長(zhǎng)期保持電荷不變，必須定時(shí)對(duì)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)電路的各存儲(chǔ)單元執(zhí)行重讀操作，以保持電荷穩(wěn)定，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器刷新。PC/XT機(jī)中DRAM的刷新是利用DMA實(shí)現(xiàn)的。首先應(yīng)用可編程定時(shí)器8253的計(jì)數(shù)器1，每隔1⒌12μs產(chǎn)生一次DMA請(qǐng)求，該請(qǐng)求加在DMA控制器的0通道上。當(dāng)DMA控制器0通道的請(qǐng)求得到響應(yīng)時(shí)，DMA控制器送出到刷新地址信號(hào)，對(duì)動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器執(zhí)行讀操作，每讀一次刷新一行。
存儲(chǔ)器的分類(lèi)
按存儲(chǔ)介質(zhì)
半導(dǎo)體存儲(chǔ)器：用半導(dǎo)體器件組成的存儲(chǔ)器。
磁表面存儲(chǔ)器：用磁性材料做成的存儲(chǔ)器。
按存儲(chǔ)方式
隨機(jī)存儲(chǔ)器：任何存儲(chǔ)單元的內(nèi)容都能被隨機(jī)存取，且存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置無(wú)關(guān)。
順序存儲(chǔ)器：只能按某種順序來(lái)存取，存取時(shí)間和存儲(chǔ)單元的物理位置有關(guān)。
按讀寫(xiě)功能
只讀存儲(chǔ)器(ROM)：存儲(chǔ)的內(nèi)容是固定不變的，只能讀出而不能寫(xiě)入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM)：既能讀出又能寫(xiě)入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。
按信息保存性
非永久記憶的存儲(chǔ)器：斷電后信息即消失的存儲(chǔ)器。
永久記憶性存儲(chǔ)器：斷電后仍能保存信息的存儲(chǔ)器。
按用途
根據(jù)存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中所起的作用，可分為主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、控制存儲(chǔ)器等。
為了解決對(duì)存儲(chǔ)器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，通常采用多級(jí)存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)，即使用高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。
用途特點(diǎn)
高速緩沖存儲(chǔ)器Cache 高速存取指令和數(shù)據(jù)存取速度快，但存儲(chǔ)容量小
主存儲(chǔ)器內(nèi)存存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間的大量程序和數(shù)據(jù)存取速度較快，存儲(chǔ)容量不大
外存儲(chǔ)器外存存放系統(tǒng)程序和大型數(shù)據(jù)文件及數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)容量大，位成本低
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