- 相關(guān)推薦
計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器分層結(jié)構(gòu)
計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器分層結(jié)構(gòu)
摘 要 存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)重要的組成部分，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)，有了存貯器，計(jì)算機(jī)就有了記憶能力，從而能自動(dòng)地從存儲(chǔ)器中去除保存的指令按序進(jìn)行操作。
計(jì)算機(jī)中所用的記憶元件有多種類型，如寄存器、幾臺(tái)RAM、動(dòng)態(tài)RAM、磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)等，他們有各自不同的速度、容量和價(jià)格，各類存儲(chǔ)器按照層次化方式構(gòu)成存儲(chǔ)器分層體系結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī) 儲(chǔ)存器 分層結(jié)構(gòu)
1存儲(chǔ)器的分類
按照存儲(chǔ)器的特點(diǎn)和使用方法的不同，可以分為以下幾種類型：
(1)按信息的可更改性分類，可分為讀寫(xiě)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器。
讀寫(xiě)存儲(chǔ)器中的信息可以讀出和寫(xiě)入，RAM芯片是一種讀寫(xiě)存儲(chǔ)器，只讀存儲(chǔ)器用ROM表示，ROM存儲(chǔ)器芯片中的信息一旦確定，通常情況下只讀不寫(xiě)，但在某些情況下也可以重新寫(xiě)入。
(2)按功能分類，高速緩沖緩存由靜態(tài)RAM芯片組成，位于主存和CPU只見(jiàn)，存取速度接近CPU的工作速度，用來(lái)存放當(dāng)前CPU經(jīng)常使用到的指令和數(shù)據(jù)。
主存儲(chǔ)器指令直接面向的存儲(chǔ)器是主存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱主存，不是指內(nèi)存。
CPU執(zhí)行指令時(shí)給出的存儲(chǔ)器地址是主存地址，因此主存是存儲(chǔ)器分層題詞結(jié)構(gòu)中的核心存儲(chǔ)器，用來(lái)存放系統(tǒng)中被啟動(dòng)運(yùn)行的程序及其數(shù)據(jù)，主存目前一般用MOS管半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成。
海量后備存儲(chǔ)器，磁帶存儲(chǔ)器和光盤(pán)存儲(chǔ)器的容量大。
速度快，主要用于信息的備份和脫機(jī)存檔，輔存的內(nèi)容需要調(diào)入主存后才能被CPU訪問(wèn)。
(3)順序存取存儲(chǔ)器，順序存取存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是信息按順序存放和讀出，其存取時(shí)間取決于信息存放的位置，以記錄塊為單位編制。
磁帶存儲(chǔ)器就是一種順序存取存儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)容量大但是存取速度慢。
(4)按斷電后信息的可保存性分類，按斷電后信息的可保存性分成非易失性存儲(chǔ)器和易失性存儲(chǔ)器，非易失性存儲(chǔ)器的信息可一直保留不需要電源維持，如ROM、磁表面存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器等;易失性存儲(chǔ)器在電源關(guān)閉時(shí)信息自動(dòng)丟失，如RAM、cache等。
2存儲(chǔ)器的層次化結(jié)構(gòu)
存儲(chǔ)器容量和性能應(yīng)隨著處理器速度和性能的提高而同步提高，以保持系統(tǒng)性能的平衡。
然而，在過(guò)去10多年中，隨著時(shí)間的推移，處理器和存儲(chǔ)器在性能發(fā)展上的差異越來(lái)越大，存儲(chǔ)器在容量尤其是訪問(wèn)延時(shí)方面的性能增長(zhǎng)越來(lái)越跟不上處理器性能發(fā)展的需要。
為了縮小存儲(chǔ)器和處理器兩者之間的功能方面的差距，通常在計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用層次化的存儲(chǔ)器題詞結(jié)構(gòu)。
因?yàn)槟骋环N元件制造的存儲(chǔ)器很難同時(shí)滿足大容量、高速度和低成本的要求。
因此，在計(jì)算機(jī)中把各種不同容量和不同存取速度的存儲(chǔ)器按照一定的結(jié)構(gòu)有機(jī)地組織在一起，形成層次化的存儲(chǔ)器體系結(jié)構(gòu)。
程序和數(shù)據(jù)按不同的層次存放在各級(jí)存儲(chǔ)器中，整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)在速度、容量和價(jià)格等方面具有較好的綜合性能指標(biāo)。
如靜態(tài)存儲(chǔ)元件和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)原件的比較，靜態(tài)存儲(chǔ)元件所用MOS管多，占硅片面積大，因而功耗大，集成度底，但因?yàn)椴捎靡粋�(gè)反饋觸發(fā)器電路來(lái)存儲(chǔ)信息，所以只要直流供電電源一直加載電路上，就能一直保持記憶狀態(tài)不變。
所以，無(wú)需刷新，也不會(huì)因?yàn)椴僮鞫範(fàn)顟B(tài)發(fā)生改變，故無(wú)需讀后再生，特別是其讀寫(xiě)速度快，其存儲(chǔ)原理可看作是對(duì)帶時(shí)鐘的RS觸發(fā)器的讀寫(xiě)過(guò)程，因而適合做高速小容量的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，而動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)元件所用的MOS管少，占硅片面積小，因而功耗小，集成度很高。
但因?yàn)椴捎秒娙輧?chǔ)存電荷來(lái)存儲(chǔ)信息，會(huì)發(fā)生漏電現(xiàn)象，所以要使?fàn)顟B(tài)保持不變，必須定時(shí)刷新，因?yàn)樽x操作會(huì)使?fàn)顟B(tài)發(fā)生改變，故需讀后再生，特別是它的讀寫(xiě)速度相對(duì)SRAM元件要慢的多，其存儲(chǔ)原理可看作是對(duì)電容充、放電的過(guò)程，因而適合做慢速大容量的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器如主存。
3總結(jié)
在存儲(chǔ)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須要嚴(yán)格且靈活地運(yùn)用上述的基本原則，只有充分合理地利用這些基本原則，性能優(yōu)越的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，才會(huì)使計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)更加的穩(wěn)定和高效。
計(jì)算機(jī)的巨大發(fā)展是我們有目共睹的，計(jì)算機(jī)為我們帶來(lái)的生活方式、工作方式的革新是具有歷史意義的。
與此同時(shí)，開(kāi)發(fā)好的計(jì)算機(jī)軟件，并且對(duì)其進(jìn)行有效的管理是必要的。
我們應(yīng)當(dāng)對(duì)計(jì)算機(jī)軟件開(kāi)發(fā)制定合理的規(guī)范，使其朝著健康良好的方向發(fā)展，從而造福人類，為我們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)的同時(shí)能夠持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[1] 汪濤.面向高校網(wǎng)絡(luò)流量控制的策略研究[J].南京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(6).
[2] 周中偉.校園網(wǎng)絡(luò)流量控制的應(yīng)用研究[J].湖南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009(10).
[3] 胡俊，程瑾.網(wǎng)絡(luò)流量管理控制技術(shù)在校園網(wǎng)的應(yīng)用研究[J].中國(guó)教育信息化，2009(21).
[4] 朱海峰.關(guān)系規(guī)范化理論在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2013，46(13)：65-64.
【計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器分層結(jié)構(gòu)】相關(guān)文章：
計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)分層教學(xué)實(shí)踐與思考論文10-08
高校計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程分層教學(xué)探索論文10-09
高職計(jì)算機(jī)應(yīng)用課程分層教學(xué)思考論文10-09
中職計(jì)算機(jī)教育中分層教學(xué)法的應(yīng)用的論文10-10
復(fù)式分層教學(xué)法在計(jì)算機(jī)教育中的應(yīng)用論文10-11
分層教學(xué)的方案10-07
高職計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)中分層教學(xué)法研究論文10-10
復(fù)式分層教學(xué)法在計(jì)算機(jī)教育中的應(yīng)用探究論文10-10