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计算机组成原理存储器课件

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01存储器概述

定义与分类定义存储器是计算机系统中用于存储程序和数据的部件。分类按照存储介质，存储器可以分为半导体存储器、磁表面存储器和光盘存储器等；按照工作方式，存储器可以分为只读存储器、随机存取存储器和顺序存取存储器等。

存储器的性能指标存取时间指从启动存储器操作开始到完成该操作所需的时间。容量指存储器可以存储的数据量，通常以字节为单位。可靠性指存储器的稳定性和可靠性，包括数据保持时间和平均故障时间等。功耗指存储器的能耗，通常以功率为单位。

存储器的发展历程磁芯存储器磁表面存储器20世纪50年代初出现，是计算机发展的初期阶段主要使用的存储器。20世纪70年代出现，以其高容量、低成本、易维护的优点广泛应用于外存储器领域。半导体存储器光盘存储器20世纪60年代出现，以其高速、低功耗、高集成度的优点逐渐取代了磁芯存储器。20世纪80年代出现，以其大容量、非接触式读写的优点在数据备份和多媒体领域得到广泛应用。

02内存储器

随机存取存储器（RAM）总结词用于存储运行中的程序和数据，可随时读写，速度较快，但断电后数据丢失。详细描述随机存取存储器（RAM）是计算机内存储器中的一种，主要用于存储运行中的程序和数据。它允许数据以字节为单位随机存取，读写速度较快，是计算机系统中主要的存储器之一。但是，一旦断电，RAM中的数据会丢失，因此它不适合长期存储数据。

只读存储器（ROM）总结词存储固定不变的程序和数据，只能读出不能写入，断电后仍能保留数据。详细描述只读存储器（ROM）是一种特殊的内存储器，它只能读取存储的数据而不能写入。ROM常用于存储固定的程序和数据，如BIOS（基本输入输出系统）程序等。由于ROM中的数据是预先写入且不可更改的，因此它只能在生产过程中编程一次。此外，即使断电，ROM中的数据仍能保留。

高速缓存（Cache）要点一要点二总结词详细描述高速存储器，用于暂存CPU所需数据和指令，提高存储器访问速度。高速缓存（Cache）是一种特殊的存储器，它的读写速度非常快，通常由静态随机存取存储器（SRAM）构成。Cache用于暂存CPU所需的数据和指令，以减少CPU直接访问主存的次数，从而提高计算机系统的性能。当CPU需要访问内存时，它会首先检查所需数据是否在Cache中。如果是，则直接从Cache中读取数据；否则，需要从主存中读取数据，并将其复制到Cache中以便将来快速访问。

内存储器的管理方式?总结词：操作系统对内存储器的分配、回收、共享、保护和扩充等管理方式的总称。?详细描述：内存储器的管理方式是指操作系统对内存储器的分配、回收、共享、保护和扩充等管理方式的总称。操作系统需要有效地管理内存储器，以确保程序的正常运行和系统的稳定性。具体来说，操作系统会根据程序的运行需求为其分配适当的内存空间，并在程序运行结束后回收这些空间。此外，为了提高内存储器的利用率，操作系统还支持多个程序共享同一内存空间。同时，为了保护每个程序的正常运行，操作系统会采取相应的保护措施来防止非法访问和修改。此外，操作系统还可以通过一些技术手段来扩充内存储器的容量，以满足日益增长的计算需求。

03外存储器

硬盘存储器硬盘的物理结构硬盘由磁盘、马达、磁头、电路等部分组成，其中磁盘是存储数据的介质，磁头负责读写数据，马达则负责驱动磁头和磁盘的转动。硬盘的工作原理当硬盘接收到读写指令时，马达会驱动磁盘转动，磁头则会移动到相应的位置，然后进行数据的读写操作。硬盘的容量和速度硬盘的容量通常以GB为单位，其速度受限于磁盘的转速和数据通道的数量。硬盘的接口类型常见的硬盘接口类型有SATA、IDE、SCSI等，其中SATA接口是目前最常用的接口类型。

光盘存储器光盘的物理结构光盘的工作原理光盘由基板、反射层、透明层等部分组成，其中基板是光盘的主要结构，反射层负责反射光线，透明层则允许光线通过。当光盘接收到读写指令时，激光器会发出激光束，通过光盘上的微小坑点来记录数据。读取数据时，激光器会读取反射回来的光线，然后将其转换为电信号。光盘的容量和速度光盘的接口类型光盘的容量通常以GB为单位，其速度受限于激光器的频率和数据的密度。常见的光盘接口类型有CD、DVD、Blu-ray等，其中DVD是目前最常用的光盘类型。

闪存盘闪存盘的物理结构闪存盘的工作原理闪存盘由闪存芯片和控制电路组成，其中闪存芯片是存储数据的介质，控制电路则负责读写数据的控制。当闪存盘接收到读写指令时，控制电路会驱动闪存芯片进行数据的读写操作。闪存芯片通过改变内部的晶体管状态来记录数据。闪存盘的容量和速度闪存盘的接口类型闪存盘的容量通常以GB为单位，其速度受限于控制电路的速度和闪存芯片的数据接