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存储器可分为哪三类(对存储器的详细分类)

网络知识 发布时间:2022-01-13 08:23:28


1、关于存储程序

很多人都知道,现代计算机按冯.诺伊曼体系结构来设计,冯.诺伊曼体系结构,其目标就是让计算机按照存储程序的原理运行。

存储程序,就是编制程序放到存储器中,计算机从存储器中读取程序,然后执行程序。

使用存储程序的工作原理,现代计算机实现了自动执行,并且能实现计算机功能的多样化。

从存储程序这个名字,我们就可以想到计算机中存储器是何等重要。今天,我们一起总结一下计算机中的各种存储器。

2、存储器的分类图

这里,直接给出存储器的各种类型,然后简略介绍它们。

常见的存储器的分类如下图所示:

存储器可分为哪三类(对存储器的详细分类)(1)

下面,对每种给出的存储器进行简单介绍。

3、磁带、磁盘、光盘

存储器可分为哪三类(对存储器的详细分类)(2)

上图对于从事硬件设计或嵌入式开发的工程师来说,很容易理解;但是对于从事上位机软件开发(嵌入式之上的软件开发的统称,例如后端开发、前端开发、应用GUI开发)的工程师来说,可能就只对磁带、磁盘、光盘比较熟悉了。

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磁带、磁盘、光盘,属于串行存储器,访问存储器中的内容,需要通过磁头、激光头的移动来实现。

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磁盘一般用作外存,也叫辅助存储器;磁带和光盘一般用作脱机存储器。

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磁盘又可以分为软盘和硬盘,20年前很多人都用过软盘,但后来使用者越来越少,PC机甚至不再配置软盘驱动器。但大家使用Windows系统时,会发现逻辑磁盘的编号从C:盘开始,为什么不从A:盘开始呢?因为在微软的Windows和DOS系统中,A:和B:磁盘是分配给软盘的。

4、随机访问存储器(RAM)

顾名思义,RAM的功能就是可以通过一个地址,随机访问存储器中该地址的内容。

RAM可以分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)。

首先介绍DRAM,其实这种存储器我们接触特别多,因为我们计算机的内存,基本上是DRAM。

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DRAM的子类型很多,有十来种,存储器分类图专门给出了DDR RAM这种子类型,是因为目前我们最常用的内存就是DDR RAM。

而SRAM的工艺比DRAM复杂,但SRAM是所有存储器中访问速度最快的,比DRAM快非常多,SRAM的访问速度介于CPU内部寄存器访问速度和DRAM访问速度之间。

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尽管SRAM访问速度快,但是价格非常昂贵,计算机中只有高速缓存使用SRAM。尽管计算机使用的SRAM容量非常小,但是却可以轻松地让计算机的运行程序的速度提升10倍以上!

注意,所有的RAM,都比所有的ROM快,但是RAM有个缺点,就是掉电后存储的内容会丢失。

5、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)

PROM是传统的ROM,不细究概念,如果讲ROM,就是指传统的PROM,表示内容一旦写入PROM,就不能被擦除掉,也不能被再次改写。即“对于PROM来说,一生只能写入一次内容”。

初次接触嵌入式的朋友,对于“编程”、“烧录”的概念感到很疑惑,还以为必须使用火来烧存储器。其实嵌入式中的“编程”、“烧录”概念,就是向存储器中写入程序,类似于日常生活中的“下载”。

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为什么把“下载”叫“烧录”呢,因为以前向PROM写入内容时,确确实实会把芯片中的电路烧结,而且一旦烧结,再也无法复原。

所有的ROM,包括PROM、EPROM、EEPROM、Flash,都比RAM慢,但是远远快于磁带、磁盘、光盘这些串行存储器。

所有的ROM,比起RAM来说,有个优点,就是断电后内容不会丢失。

PROM,早期曾被广泛使用,但后来主要用于BIOS,因为BIOS为程序员提供基本的输入输出功能,BIOS程序不需要变动。

6、可擦除可编程ROM(EPROM)

EPROM通过紫外线擦除存储器中写入的内容。

我们每次修改EPROM中的数据时,都需要从硬件系统中取出存储器来操作,不太方便。

7、电可擦除可编程ROM(EEPROM)

EEPROM通过高电压擦除存储器中写入的内容。

EEPROM比EPROM使用起来方便,擦除或改写时不用从硬件设备中取出来,是嵌入式系统常用的存储设备。但是相比EPROM来说,速度相对较慢,而且价格比EPROM贵。

EEPROM可以按字节进行内容擦除和访问,用起来非常方便。

8、Flash

Flash存储器中的内容,也是通过高电压来擦除和写入,从原理上来说,和EEPROM是相同的,因此Flash可以算是一种EEPROM。

但Flash和普通的EEPROM不同,内容擦除和写入时,按块为单位进行操作。

Flash出现后,基本上取代了普通的EEPROM,主要原因是Flash容量远大于普通的EEPROM,而且价格便宜。

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除了嵌入式系统,Flash还用于PC,我们常使用的U盘,就是用Flash来存储内容的,这几年出现的固态硬盘,也是用Flash来存储的。

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Flash可以分成两种:NOR Flash和NAND Flash。

NOR Flash可以按字节读取内容,NAND Flash必须按页读取内容;从容量来看,NAND Flash一般比NOR Flash大,价格上也有优势。

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