什么是存储器?寄存器和存储器的区别

存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。
分为外储存器和内储存器两种。
1) 内储存器(内存)
内储存器直接与CPU相连接,储存容量较小,但速度快,用来存放当前运行程序的指令和数据,并直接与CPU交换信息。内储存器由许多储存单元组成,每个单元能存放一个二进制数或一条由二进制编码表示的指令。内储存器是由随机储存器和只读储存器构成的.
2) 外储存器(外存)
外储存器是内储存器的扩充。它储存容量大,价格低,但储存速度慢,一般用来存放大量暂时不用的程序,数据和中间结果,需要时,可成批的与内存进行信息交换。外存只能与内存交换信息,不能被计算机系统的其他部件直接访问。常用的外存有磁盘,磁带,光盘等。

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存储器的作用及功能

存储器是计算机的重要组成部件,它的作用是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件,它是许多存储单元的集合,按单元号顺序排列。每个单元由若干二进制位构成,以表示存储单元中存放的数值。

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存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种,它是用以保存和记录原始数据、运算步骤及中间结果等多种信息的装置。存储器又分内存储器和外存储器,内存储器可以直接和运算器联系,外存储器的容量比内存储器大,它与运算器不直接发生联系,但可以和内存储器交换代码。


控制器是用来实现机器各部分的联系和控制,以保证计算过程的装置。控制器能够判读存储器中的程序,判读出指令后,分别发出指令脉冲,取出数据,送到运算器中进行运算。

运算器是对代码进行算术运算和逻辑运算的装置。

内存储器、运算器和控制器又统称为中央处理器。电子计算机进行自动化运算,都是由中央处理器来完成的。中央处理器是电子计算机内部完成指令读出、解释和执行的部件,简称CPU。

存储器的分类方式

存储器的分类方式有如下几种:按存储方式分类、按存储器的读写功能分类、按存储介质分类、按信息的可保存性分类、按在计算机系统中的作用分类。

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一、按存储方式分类

  (1)随机存储器:任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。

  (2)顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关。

二、按存储器的读写功能分类

  (1)只读存储器(ROM):存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。

  (2)随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的半导体存储器。

三、按存储介质分类

  (1)半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。U盘是半导体存储器,U盘内集成的是Flash芯片,存储介质为半导体。

  (2)磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。

四、按信息的可保存性分类

  (1)非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。

  (2)永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。

五、按在计算机系统中的作用分类

  根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。

  为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。

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存储器存储容量的基本单位

计算机存储数据的最小单位是位,储存容量的基本单位是字节。计算机存储数据的最小单位,英文名称bit,又叫比特。
存储器中所包含存储单元的数量称为存储容量,其计量基本单位是字节,英文Byte。简称B。
8个二进制位称为1个字节,此外还有KB、MB、GB、TB等,它们之间的换算关系是1Byte=8bit,1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB。

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存储容量是指存储器可以容纳的二进制信息量,用存储器中存储地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示。

存储容量是指该便携存储产品最大所能存储的数据量,是便携存储产品最为关键的参数。一般U盘的容量有1GB、2GB、4GB、8GB、16GB、32GB、64GB,还有部分更高容量的产品,但价格已超出了用户可以接受的地步。其中1GB~2GB的便携存储,已基本被市场淘汰。

而4GB~16GB的产品是市场中的主流,价格在普通用户可以接受的范围内,也是厂家推出产品类型最多的容量类型;32GB以上的产品,因为价格昂贵,用户群体较少,产品种类也较少。

寄存器和存储器的区别

寄存器和存储器的区别包括三方面:功能、速度、性质。

1.寄存器和存储器的性质不同,二者从字面意思就可以理解到一个是寄存,一个是存储。那么他们的具体的原理是存储器需要从CPU当中获取一部分空间用来存储数据和一些计算机操作指令;而寄存器是直接暂时的存数据来执行操作。

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2.在功能上寄存器可以用来指向内存的随机位置;并且可以用来读写数据到电脑的周边设备,而存储器只能读取和存放。二者在存储和读取速度上也是有区别的,寄存器比存储器更快,因为是有限的空间读取存储有限的数据。

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3.寄存器一般是一种与非门构成的,它一般集成在cpu中。它的性能比较优秀,但是它的造价也是相当昂贵的。一般许多高级的cpu也只有几兆的寄存缓存空间。所以寄存器带来的是缓存,存储器带来的储存空间。

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常用的存储器及其特点解析

1.高速缓存存储器

  高速缓存是随机存取内存(RAM)的一种,其存取速度要比一般RAM来得快。当中央处理器(CPU)处理数据时,它会先到高速缓存中寻找,如果数据因先前已经读取而暂存其中,就不需从内存中读取数据。由于CPU的运行速度通常比主存储器快,CPU若要连续存取内存的话,必须等待数个机器周期造成浪费。所以提供“高速缓存”的目的是适应CPU的读取速度。如Intel的Pentium处理器分别在片上集成了容量不同的指令高速缓存和数据高速缓存,通称为L1高速缓存(Memory)。L2高速缓存则通常是一颗独立的静态随机存取内存(SRAM)芯片。

2.只读存储器

  只读存储器,这种内存 (Memory ) 的内容任何情况下都不会改变,计算机与使用者只能读取保存在这里的指令,和使用储存在ROM的数据,但不能变更或存入资料。 ROM被储存在一个非挥发性芯片上,也就是说,即使在关机之后记忆的内容仍可以被保存,所以这种内存多用来储存特定功能的程序或系统程序。 ROM储存用来激活计算机的指令,开机的时候ROM提供一连串的指令给中央处理单元进行测试,在最初的测试中,检查RAM位置(location)以确认其储存数据的能力。此外其它电子组件包括键盘 (Keyboard ) 、计时回路(timer circuit)以及CPU本身也被纳入CPU的测试中。

3.随机存储器

  随机存取内存,是内存(Memory)的一种,由计算机CPU控制,是计算机主要的储存区域,指令和资料暂时存在这里。RAM是可读可写的内存,它帮助中央处理器 (CPU ) 工作,从键盘 (Keyboard ) 或鼠标之类的来源读取指令,帮助CPU把资料 (Data) 写到一样可读可写的辅助内存 (Auxiliary Memory) ,以便日后仍可取用,也能主动把资料送到输出装置,例如打印机、显示器。 RAM的大小会影响计算的速度,RAM越大,所能容纳的资料越多,CPU读取的速度越快。

4.静态随机存取存储器

  静态,指的是内存里面的数据可以长驻其中而不需要随时进行存取。每6颗电子管组成一个位存储单元,因为没有电容器,因此无须不断充电即可正常运作,因此它可以比一般的动态随机处理内存处理速度更快更稳定,往往用来做高速缓存。

5.动态随机存储器

  一般计算机系统使用的随机存取内存(RAM)可分动态与静态随机存取内存(SRAM)两种,差异在于DRAM需要由存储器控制电路按一定周期对存储器刷新,才能维系数据保存,SRAM的数据则不需要刷新过程,在上电期间,数据不会丢失。

6.快闪存储器

  这是一种可以直接在主机板上修改内容而不需要将IC拔下的内存,当电源关掉后储存在里面的资料并不会流失掉,在写入资料时必须先将原本的资料清除掉,然后才能再写入新的资料,缺点为写入资料的速度太慢。

7.铁电存储器

  相对于其它类型的半导体技术而言,铁电存储器具有一些独一无二的特性。传统的主流半导体存储器可以分为两类--易失性和非易失性。易失性的存储器包括静态存储器SRAM(static random access memory)和动态存储器DRAM (dynamic random access memory)。 SRAM和DRAM在掉电的时候均会失去保存的数据。 RAM 类型的存储器易于使用、性能好,可是它们同样会在掉电的情况下会失去所保存的数据。

  非易失性存储器在掉电的情况下并不会丢失所存储的数据。然而所有的主流的非易失性存储器均源自于只读存储器(ROM)技术。 正如你所猜想的一样,被称为只读存储器的东西肯定不容易进行写入操作,而事实上是根本不能写入。所有由ROM技术研发出的存储器则都具有写入信息困难的特点。这些技术包括有EPROM (几乎已经废止)、EEPROM和Flash。 这些存储器不仅写入速度慢,而且只能有限次的擦写,写入时功耗大。

  铁电存储器能兼容RAM的一切功能,并且和ROM技术一样,是一种非易失性的存储器。铁电存储器在这两类存储类型间搭起了一座跨越沟壑的桥梁--一种非易失性的RAM。

8.可编程只读存储器

  这是一种可以用刻录机将资料写入的ROM内存,但只能写入一次,所以也被称为“一次可编程只读存储器”(One Time Progarmming ROM,OTP-ROM)。PROM在出厂时,存储的内容全为1,用户可以根据需要将其中的某些单元写入数据0(部分的PROM在出厂时数据全为0,则用户可以将其中的部分单元写入1), 以实现对其“编程”的目的。

9.可擦可编程只读存储器

  这是一种具有可擦除功能,擦除后即可进行再编程的ROM内存,写入前必须先把里面的内容用紫外线照射它的IC卡上的透明视窗的方式来清除掉。这一类芯片比较容易识别,其封装中包含有“石英玻璃窗”,一个编程后的EPROM芯片的“石英玻璃窗”一般使用黑色不干胶纸盖住, 以防止遭到阳光直射。

10.电可擦可编程只读存储器

  功能与使用方式与EPROM一样,不同之处是清除数据的方式,它是以约20V的电压来进行清除的。另外它还可以用电信号进行数据写入。这类ROM内存多应用于即插即用(PnP)接口中。

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