存儲器分類圖

Ⅰ 計算機的存儲器有哪幾類

存儲器的種類

存儲器可以分為內存儲器(內存)和外存儲器(外存)兩種，內存直接與CPU連接，用於存放當前正在運行的程序和數據，外存則通過內存與CPU間接連接，存放計算機所有程序和數據。下圖分別為內存和外存。

Ⅱ 存儲器的原理是什麼

存儲器講述工作原理及作用

介紹

存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等;在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

2.按存取方式分類

(1)隨機存儲器(RAM)：如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。

(2)串列訪問存儲器(SAS)：如果存儲器只能按某種順序來存取，也就是說，存取時間與存儲單元的物理位置有關，則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器，如磁帶，信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器，如磁碟存儲器，它介於順序存取和隨機存取之間。

(3)只讀存儲器(ROM)：只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM)，可擦除可編程ROM(EPROM)，電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。

3.按信息的可保存性分類

非永久記憶的存儲器：斷電後信息就消失的存儲器，如半導體讀/寫存儲器RAM。

永久性記憶的存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器，如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM。

4.按在計算機系統中的作用分

根據存儲器在計算機系統中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，目前通常採用多級存儲器體系結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

能力影響

從寫命令轉換到讀命令，在某個時間訪問某個地址，以及刷新數據等操作都要求數據匯流排在一定時間內保持休止狀態，這樣就不能充分利用存儲器通道。此外，寬並行匯流排和DRAM內核預取都經常導致不必要的大數據量存取。在指定的時間段內，存儲器控制器能存取的有用數據稱為有效數據速率，這很大程度上取決於系統的特定應用。有效數據速率隨著時間而變化，常低於峰值數據速率。在某些系統中，有效數據速率可下降到峰值速率的10%以下。

通常，這些系統受益於那些能產生更高有效數據速率的存儲器技術的變化。在CPU方面存在類似的現象，最近幾年諸如AMD和 TRANSMETA等公司已經指出，在測量基於CPU的系統的性能時，時鍾頻率不是唯一的要素。存儲器技術已經很成熟，峰值速率和有效數據速率或許並不比以前匹配的更好。盡管峰值速率依然是存儲器技術最重要的參數之一，但其他結構參數也可以極大地影響存儲器系統的性能。

影響有效數據速率的參數

有幾類影響有效數據速率的參數，其一是導致數據匯流排進入若干周期的停止狀態。在這類參數中，匯流排轉換、行周期時間、CAS延時以及RAS到CAS的延時(tRCD)引發系統結構中的大部分延遲問題。

匯流排轉換本身會在數據通道上產生非常長的停止時間。以GDDR3系統為例，該系統對存儲器的開放頁不斷寫入數據。在這期間，存儲器系統的有效數據速率與其峰值速率相當。不過，假設100個時鍾周期中，存儲器控制器從讀轉換到寫。由於這個轉換需要6個時鍾周期，有效的數據速率下降到峰值速率的 94%。在這100個時鍾周期中，如果存儲器控制器將匯流排從寫轉換到讀的話，將會丟失更多的時鍾周期。這種存儲器技術在從寫轉換到讀時需要15個空閑周期，這會將有效數據速率進一步降低到峰值速率的79%。表1顯示出針幾種高性能存儲器技術類似的計算結果。

顯然，所有的存儲器技術並不相同。需要很多匯流排轉換的系統設計師可以選用諸如XDR、RDRAM或者DDR2這些更高效的技術來提升性能。另一方面，如果系統能將處理事務分組成非常長的讀寫序列，那麼匯流排轉換對有效帶寬的影響最小。不過，其他的增加延遲現象，例如庫(bank)沖突會降低有效帶寬，對性能產生負面影響。

DRAM技術要求庫的頁或行在存取之前開放。一旦開放，在一個最小周期時間，即行周期時間(tRC)結束之前，同一個庫中的不同頁不能開放。對存儲器開放庫的不同頁存取被稱為分頁遺漏，這會導致與任何tRC間隔未滿足部分相關的延遲。對於還沒有開放足夠周期以滿足tRC間隙的庫而言，分頁遺漏被稱為庫沖突。而tRC決定了庫沖突延遲時間的長短，在給定的DRAM上可用的庫數量直接影響庫沖突產生的頻率。

大多數存儲器技術有4個或者8個庫，在數十個時鍾周期具有tRC值。在隨機負載情況下，那些具有8個庫的內核比具有4個庫的內核所發生的庫沖突更少。盡管tRC與庫數量之間的相互影響很復雜，但是其累計影響可用多種方法量化。

存儲器讀事務處理

考慮三種簡單的存儲器讀事務處理情況。第一種情況，存儲器控制器發出每個事務處理，該事務處理與前一個事務處理產生一個庫沖突。控制器必須在打開一個頁和打開後續頁之間等待一個tRC時間，這樣增加了與頁循環相關的最大延遲時間。在這種情況下的有效數據速率很大程度上決定於I/O，並主要受限於DRAM內核電路。最大的庫沖突頻率將有效帶寬削減到當前最高端存儲器技術峰值的20%到30%。

在第二種情況下，每個事務處理都以隨機產生的地址為目標。此時，產生庫沖突的機會取決於很多因素，包括tRC和存儲器內核中庫數量之間的相互作用。tRC值越小，開放頁循環地越快，導致庫沖突的損失越小。此外，存儲器技術具有的庫越多，隨機地址存取庫沖突的機率就越小。

第三種情況，每個事務處理就是一次頁命中，在開放頁中定址不同的列地址。控制器不必訪問關閉頁，允許完全利用匯流排，這樣就得到一種理想的情況，即有效數據速率等於峰值速率。

第一種和第三種情況都涉及到簡單的計算，隨機情況受其他的特性影響，這些特性沒有包括在DRAM或者存儲器介面中。存儲器控制器仲裁和排隊會極大地改善庫沖突頻率，因為更有可能出現不產生沖突的事務處理，而不是那些導致庫沖突的事務處理。

然而，增加存儲器隊列深度未必增加不同存儲器技術之間的相對有效數據速率。例如，即使增加存儲器控制隊列深度，XDR的有效數據速率也比 GDDR3高20%。存在這種增量主要是因為XDR具有更高的庫數量以及更低的tRC值。一般而言，更短的tRC間隔、更多的庫數量以及更大的控制器隊列能產生更高的有效帶寬。

實際上，很多效率限制現象是與行存取粒度相關的問題。tRC約束本質上要求存儲器控制器從新開放的行中存取一定量的數據，以確保數據管線保持充滿。事實上，為保持數據匯流排無中斷地運行，在開放一個行之後，只須讀取很少量的數據，即使不需要額外的數據。

另外一種減少存儲器系統有效帶寬的主要特性被歸類到列存取粒度范疇，它規定了每次讀寫操作必須傳輸的數據量。與之相反，行存取粒度規定每個行激活(一般指每個RAS的CAS操作)需要多少單獨的讀寫操作。列存取粒度對有效數據速率具有不易於量化的巨大影響。因為它規定一個讀或寫操作中需要傳輸的最小數據量，列存取粒度給那些一次只需要很少數據量的系統帶來了問題。例如，一個需要來自兩列各8位元組的16位元組存取粒度系統，必須讀取總共32位元組以存取兩個位置。因為只需要32個位元組中的16個位元組，系統的有效數據速率降低到峰值速率的50%。匯流排帶寬和脈沖時間長度這兩個結構參數規定了存儲器系統的存取粒度。

匯流排帶寬是指連接存儲器控制器和存儲器件之間的數據線數量。它設定最小的存取粒度，因為對於一個指定的存儲器事務處理，每條數據線必須至少傳遞一個數據位。而脈沖時間長度則規定對於指定的事務處理，每條數據線必須傳遞的位數量。每個事務處理中的每條數據線只傳一個數據位的存儲技術，其脈沖時間長度為1。總的列存取粒度很簡單：列存取粒度=匯流排寬度×脈沖時間長度。

很多系統架構僅僅通過增加DRAM器件和存儲匯流排帶寬就能增加存儲系統的可用帶寬。畢竟，如果4個400MHz數據速率的連接可實現 1.6GHz的總峰值帶寬，那麼8個連接將得到3.2GHz。增加一個DRAM器件，電路板上的連線以及ASIC的管腳就會增多，總峰值帶寬相應地倍增。

首要的是，架構師希望完全利用峰值帶寬，這已經達到他們通過物理設計存儲器匯流排所能達到的最大值。具有256位甚或512位存儲匯流排的圖形控制器已並不鮮見，這種控制器需要1,000個，甚至更多的管腳。封裝設計師、ASIC底層規劃工程師以及電路板設計工程師不能找到採用便宜的、商業上可行的方法來對這么多信號進行布線的矽片區域。僅僅增加匯流排寬度來獲得更高的峰值數據速率，會導致因為列存取粒度限制而降低有效帶寬。

假設某個特定存儲技術的脈沖時間長度等於1，對於一個存儲器處理，512位寬系統的存取粒度為512位(或者64位元組)。如果控制器只需要一小段數據，那麼剩下的數據就被浪費掉，這就降低了系統的有效數據速率。例如，只需要存儲系統32位元組數據的控制器將浪費剩餘的32位元組，進而導致有效的數據速率等於50%的峰值速率。這些計算都假定脈沖時間長度為1。隨著存儲器介面數據速率增加的趨勢，大多數新技術的最低脈沖時間長度都大於1。

選擇技巧

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能，因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電，應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外，在選擇過程中，存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統，微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求，而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時，需要考慮一些設計參數，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。

選擇存儲器時應遵循的基本原則

1、內部存儲器與外部存儲器

一般情況下，當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後，設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下，內部存儲器的性價比最高但靈活性最低，因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長，以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮，人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器，因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心，因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。目前市場上存在各種規模的外部存儲器器件，我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器，或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器，也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。

2、引導存儲器

在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中，設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼，以及是否需要專門的引導存儲器。例如，如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面，通常使用內部存儲器，而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排，在這種情況下，引導代碼將駐留在內部存儲器中，而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法，因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下，引導存儲器都必須是非易失性存儲器。

可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求，但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時，把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如，一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型，在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前，設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。

Ⅲ 存儲器組織結構是指什麼

存儲器構造 存儲器就是用來存放數據的地方。它是利用電平的高低來存放數據的，也就是說，它存放的實際上是電平的高、低，而不是我們所習慣認為的1234這樣的數字，這樣，我們的一個謎團就解開了，計算機也沒什麼神秘。

單片機裡面都有這樣的存儲器，這是一個存儲器的示意圖：一個存儲器就象一個個的小抽屜，一個小抽屜里有八個小格子，每個小格子就是用來存放「電荷」的，電荷通過與它相連的電線傳進來或釋放掉，至於電荷在小格子里是怎樣存的，就不用我們操心了，你能把電線想像成水管，小格子里的電荷就象是水，那就好理解了。存儲器中的每個小抽屜就是一個放數據的地方，我們稱之為一個「單元」。

有了這么一個構造，我們就能開始存放數據了，想要放進一個數據12，也就是00001100，我們只要把第二號和第三號小格子里存滿電荷，而其它小格子里的電荷給放掉就行了（看圖3）。可是問題出來了，看圖2，一個存儲器有好多單元，線是並聯的，在放入電荷的時候，會將電荷放入所有的單元中，而釋放電荷的時候，會把每個單元中的電荷都放掉，這樣的話，不管存儲器有多少個單元，都只能放同一個數，這當然不是我們所希望的，因此，要在結構上稍作變化，看圖2，在每個單元上有個控制線，我想要把數據放進哪個單元，就給一個信號這個單元的控制線，這個控制線就把開關打開，這樣電荷就能自由流動了，而其它單元控制線上沒有信號，所以開關不打開，不會受到影響，這樣，只要控制不一樣單元的控制線，就能向各單元寫入不一樣的數據了，同樣，如果要某個單元中取數據，也只要打開對應的控制開關就行了。

Ⅳ 層次結構存儲系統（一）

6.1 存儲器概述

6.2 主存與CPU的連接及其讀寫

本章主要介紹層次化存儲結構的幾類存儲器的工作原理和組織形式，主要包括：半導體隨機存取存儲器，只讀存儲器，Flash存儲器，磁碟存儲器等不同類型存儲器的特點，存儲晶元和CPU連接，高速緩存的基本原理以及虛擬存儲系統的實現技術等。

6.1.1 存儲器的分類

6.1.2 主存儲器的組成和基本操作

如圖所示是主存儲器的基本框圖。其中一個個存儲0或1的記憶單元（cell）構成的存儲序列
是存儲器的核心部分。這種記憶單元也稱為存儲體、存儲矩陣。

為了存取存儲體中的信息，必須對存儲單元編號，所編號碼就是地址。編制單元是指那些具有相同地址的那些位元構成的一個單位，可以是一個位元組或者一個字。對各存儲單元進行編號的方式稱為 編址方式 ，可以按 位元組編址 ，也可以按 字編址 。現在大多數通用計算機都採用位元組編址方式，此時，存儲體內一個地址中有一個位元組。

如圖所示，指令執行過程中需要訪問主存時，CPU首先把需訪問單元的地址送到主存中的 地址寄存器 ，以便 地址解碼器 進行解碼後選中相應單元。同時，CPU將讀/寫控制信號通過控制線送到主存的讀寫控制電路。

圖中採用64位數據線，因此，在位元組編址方式下，每次最多可以存取8個位元組的內容。地址線的位數決定了主存地址空間的 最大可定址范圍 。例如，36位地址的最大可定址范圍為0~2^36-1。

6.1.3 存儲器的主要性能指標

6.1.4 各類存儲元件的特點

6.1.5 存儲器的層次存儲結構

數據使用時一般只在相鄰兩層之間復制傳送，而且總是從慢速存儲器復制到快速存儲器。傳送的單位是一個 定長塊 ，因此需要確定定長塊的大小，並且在相鄰兩層間建立塊之間的映射關系。

6.2.1 主存模塊的連接和讀寫操作

Ⅳ 存儲器分為哪幾類CPU如何訪問它們試畫出存儲器層次圖

存儲系統可分為內存和外存兩大類。內存是直接受CPU控制與管理的並只能暫存數據信息的存儲器，外存可以永久性保存信息的存儲器。存於外存中的程序必須調入內存才能運行，內存是計算機工作的舞台。內存與外存的區別是：內存只能暫存數據信息，外存可以永久性保存數據信息；外存不受CPU控制，但外存必須藉助內存才能與CPU交換數據信息；內存的訪問速度快，外存的訪問速度慢。
內存可分為：RAM與ROM。RAM的特點是：可讀可寫，但斷電信息丟失。ROM用於存儲BIOS。
外存有：磁碟（軟盤和硬碟）、光碟、U盤（電子盤）

Ⅵ 計算機的內存儲器包括什麼和什麼

計算機的內存儲器包括寄存器、高速緩沖存儲器和主存儲器。

只要計算機開始運行，操作系統就會把需要運算的數據從內存調到CPU中進行運算。當運算完成，CPU將結果傳送出來。

內存的運行也決定計算機整體運行快慢的程度。內存條由內存晶元、電路板、金手指等部分組成。

(6)存儲器分類圖擴展閱讀：

對於內存而言，辨別內存帶寬是一件相當簡單的事情，因為SDRAM、DDR、RDRAM這三種內存在外觀上有著很大的差別，大家通過下面這副圖就能清楚地認識到。

唯一需要我們去辨認的便是不同頻率的DDR內存。目前主流DDR內存分為DDR266、DDR333以及DDR400，其中後三位數字代表工作頻率。

通過內存條上的標識，自然可以很方便地識別出其規格。相對而言，顯卡上顯存帶寬的識別就要困難一些。在這里，我們應該抓住「顯存位寬」和「顯存頻率」兩個重要的技術指標。

Ⅶ 什麼是快閃記憶體和內存，手機8+256 是什麼意思華為官方一圖讓你看懂

轉載來自華為麒麟官方：

大家在日常使用手機時，經常會聽到「存儲」這個詞，保存照片和視頻、接收數據、下載App等等。諸多手機應用場景都和存儲息息相關。同時存儲也成為我們選購手機時的重要衡量指標，4/8GB、128/256GB等不同存儲容量對手機的使用體驗影響很大。由此可見，存儲器對於手機而言十分重要，那麼什麼是存儲器呢？你知道它有哪些種類嗎？

下面讓華為麒麟帶你一圖看懂存儲器！

RAM ：隨機存取存儲器（ andom Access Memory )，即手機中的內存，是晶元中與 CPU 直接交換數據的存儲器。

RAM 屬於易失性存儲器，即一旦斷電所存儲的數據將全部丟失。 RAM 的優點是可以隨時讀寫，同時讀寫速度很快，通常用來暫存正在運行的程序和臨時數據。

NAND ：NAND Flash 即手機中的快閃記憶體，它屬於非易失性存儲器，斷電後，其存儲的數據不會丟失。 NAND Flash 存儲器具有容量較大、體積較小、改寫速度快等優點，它是移動數碼產品存儲的理想介質，在業內有廣泛的應用，包括手機、相機、隨身攜帶的 U 盤等。手機參數中的256GB、512GB指的就是手機中的快閃記憶體大小。

DRAM ：動態隨機存取存儲器（ Dynamic Random Access Mem -ory ）是 RAM 中的一種，當斷掉電源後，所存儲的數據將全部丟失。由於晶體管會出現漏電的情況，導致 DRAM 儲存電荷的時間非常短暫，所以 DRAM 需要周期性地充電來進行刷新，因此 DRAM 的速度不如 SRAM 快，但 DRAM 的優點是存儲單元的結構簡單，集成度高，功耗低，所以已成為大容量 RAM 中的主流。比如手機參數中的4GB、8GB指的就是內存。

SRAM：靜態隨機存取存儲器（ Static Random - Access Memo -ry ）是 RAM 的另一種。 SRAM 與 DRAM 不同，不需要周期性進行更新，只要保持通電，裡面儲存的數據就可以恆常保持。但是，當斷電時， SRAM 儲存的數據還是會消失。 SRAM 的優點是讀寫速度快、使用簡單、無需周期性刷新、靜態功耗極低，但是 SRAM 所需的元件數多、集成度低、運行功耗大，同時製造成本高。

3D DRAM：隨著晶元尺寸的不斷微縮， DRAM 工藝的微縮變得越來越困難，平面 DRAM 的「摩爾定律」( Moore ＇ s Law ）正在逐漸走向極限，當今各大廠商都在研究3D DRAM 作為解決方案來延續 DRAM 的使用。3D DRAM 是一種將存儲單元堆疊至邏輯單元上方的新型存儲方式，它可以實現單位面積上更高的容量。