计算机基础 - 主内存

• 

  简述

  计算机中需要内存来存储数据和指令。内存在物理上被组织为能够存储每个位的大量单元。从逻辑上讲，它们被组织为称为字的位组，这些位被分配了一个地址。数据和指令通过这些存储器地址进行访问。访问这些内存地址的速度决定了内存的成本。内存速度更快，价格更高。

  计算机内存可以说是以分层方式组织的，其中具有最快访问速度和最高成本的内存位于顶部，而具有最低速度和最低成本的内存位于底部。根据此标准，内存分为两种类型 - 主要和次要。在这里，我们将详细介绍主内存。

  主存储器的主要特征是 -

  • 它由处理器直接访问
  • 它是可用的最快的内存
  • 每个单词都被存储以及
  • 它是易失性的，即一旦断电，其内容物就会丢失

  由于主存储器价格昂贵，因此开发了一些技术来优化其使用。这些是可用的各种主内存类型。

  
• 

  RAM

  RAM 代表 随机存取存储器。处理器直接访问所有内存地址，无论字长短，使存储和检索速度更快。RAM是可用的最快的内存，因此最昂贵。这两个因素意味着RAM的可用量非常小，最高可达1GB。RAM是易失性的，但我是这两种类型中的任何一种

  动态内存（DRAM）

  DRAM中的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成，用于存储一位数据。然而，该电池开始失去其电荷，因此数据存储在不到千分之一秒的时间内。因此，它需要每秒刷新一千次，这占用了处理器的时间。但是，由于每个单元的尺寸较小，一个DRAM可以具有大量单元。大多数个人计算机的主内存由DRAM制成。

  闪存 (SRAM)

  SRAM中的每个单元都由一个存储一个位的人字拖组成。它保留其位，直到电源打开，并且不需要像DRAM那样刷新。与DRAM相比，它还具有更短的读写周期。SRAM 用于特殊应用。
• 

  ROM

  ROM 代表 只读内存。顾名思义，ROM只能由处理器读取。要存储到ROM中的数据是在制造阶段本身写入的，因此无法将新数据写入ROM。它们包含不需要更改的数据，例如计算机的启动序列或数学应用程序的算法表。只读存储器比内存慢，因此更便宜。即使电源关闭，它也会保留其数据，即它是非易失性的。ROM不能像RAM那样改变，但是可以使用技术来对这些类型的ROM进行编程 -

  可编程程序（PROM）

  可以使用称为 PROM 编程器或 PROM 刻录机的特殊硬件设备对 PROM 进行编程。

  可擦除可编程（EPROM）

  EPROM可以被擦除，然后使用特殊的电信号或紫外线进行编程。可以使用紫外线擦除的EPROM称为UVEPROM，可以使用电信号擦除的EPROM称为EEPROM。然而，处理电信号比紫外线更容易，更安全。
• 

  缓存内存

  可用于处理器用于快速处理的小块高速易失性存储器称为高速缓存。高速缓存可以是主存储器的保留部分、CPU上的另一个芯片或独立的高速存储设备。高速缓存由高速 SRAM 组成。将一些数据和指令保存在缓存内存中以加快访问速度的过程称为缓存。当一组数据或指令被一次又一次地访问时，就会进行缓存。

  每当处理器需要任何数据或指令时，它都会首先检查缓存。如果在那里不可用，则访问主内存，最后访问辅助内存。由于缓存具有非常高的速度，因此与数据确实在缓存中所节省的时间相比，每次访问缓存所花费的时间可以忽略不计。在缓存中查找数据或指令称为缓存命中。