为了理解存储结构,我们需要了解几个核心概念:存储位是存放一个二进制数位的最小单位;存储字是将n位二进制位作为一个整体存入或取出时的数据单元;存储单元则由若干个记忆单元组成,用来存放一个存储字;大量存储单元的集合构成了存储体。
计算机的内部存储器又称为什么?一般简称为什么?
在现代信息技术中,存储器是一个广义的概念,涵盖了从集成电路中的虚拟存储电路到物理存储设备等多种形态。计算机内部的所有信息,包括原始数据、程序代码、中间结果以及最终输出,都需要保存在存储器中,以便控制器随时存取。
计算机的内部存储器,通常也被称为主存储器或者内存。在日常生活中,我们为了简便称呼,一般简称其为内存。这是计算机硬件中非常关键的一部分,用来存放当前正在运行的程序和临时数据。
从构成上看,存储器的基础介质是存储元,可存储一个二进制代码。若干存储元组成存储单元,大量存储单元组成整个存储器。每个存储单元可存放一个字节,并拥有唯一的十六进制地址编号。所有存储单元能存放的数据总和即为存储容量。
存储器具有“记忆”功能,采用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息,这些器件被称为记忆元件。计算机内部使用二进制“0”和“1”来表示数据,记忆元件的两种状态正好对应这两个数码。因此,日常使用的十进制或字符都需要转换为二进制代码才能存入。
存储器根据用途不同,主要分为主存储器(内存)和辅助存储器(外存),有时也被称为内部存储器和外部存储器。其中,外存如硬盘或光盘能长期保存信息,而内存如主板上的存储部件,断电后数据会丢失,仅用于暂时存放。
由于动态存储器的电容无法长期保持电荷,必须定期执行重读操作以稳定电荷,这个过程称为刷新。在早期的PC/XT机中,刷新过程利用DMA实现,通过可编程定时器8253产生DMA请求,由DMA控制器送出刷新地址信号,对DRAM执行读操作,每读一次即刷新一行。
以动态存储器DRAM为例,其工作原理涉及复杂的地址信号处理。由于引脚限制,系统地址总线信号需分时加到地址引脚上,依靠内部的行锁存器和列锁存器,配合外部地址电路产生的锁存信号,来选定芯片内的特定存储单元。
存储芯片的形成是一个复杂的过程,它以存储体为核心,加上地址译码、读写控制电路形成存储集成电路;再结合I/O接口和存取策略管理等额外电路,形成如DRAM或FLASH芯片。这些芯片与控制芯片、时钟等组件集成在电路板上,就构成了U盘等整机存储产品。
读取数据时,CPU先加行地址并发送RAS锁存信号,将行地址锁存;接着加列地址并发送CAS锁存信号,锁存列地址。保持写入使能WE为1,在CAS有效期间输出数据。写入数据时,行列地址锁存后,WE有效并加上数据,即可将数据写入选中的存储单元。
存储单元地址是存储单元的编号,用于通过寻址机制从对应位置访存数据。根据编址方式的不同,可以分为字编址和字节编址。字编址是对存储单元按字进行编号,而字节编址则是按字节进行编号,这决定了数据访问的基本单位。