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主存儲器 |
主存儲器(Main memory),簡稱主存。是計算機硬件的一個重要部件,其作用是存放指令和數據,並能由中央處理器(CPU)直接隨機存取。現代計算機是為了提高性能,又能兼顧合理的造價,往往採用多級存儲體系。即由存儲容量小,存取速度高的高速緩衝存儲器,存儲容量和存取速度適中的主存儲器是必不可少的。主存儲器是按地址存放信息的,存取速度一般與地址無關。32位(比特)的地址最大能表達4GB的存儲器地址。這對多數應用已經足夠,但對於某些特大運算量的應用和特大型數據庫已顯得不夠,從而對64位結構提出需求。
簡介
從70年代起,主存儲器已逐步採用大規模集成電路構成。用得最普遍的也是最經濟的動態隨機存儲器芯片(DRAM)。1995年集成度為64Mb(可存儲400萬個漢字)的DRAM芯片已經開始商業性生產,16MbDRAM芯片已成為市場主流產品。DRAM芯片的存取速度適中,一般為50~70ns。有一些改進型的DRAM,如EDO DRAM(即擴充數據輸出的DRAM),其性能可較普通DRAM提高10%以上,又如SDRAM(即同步DRAM),其性能又可較EDO DRAM提高10%左右。1998年SDRAM的後繼產品為SDRAMⅡ(或稱DDR,即雙倍數據速率)的品種已上市。在追求速度和可靠性的場合,通常採用價格較貴的靜態隨機存儲器芯片(SRAM),其存取速度可以達到了1~15ns。無論主存採用DRAM還是SRAM芯片構成,在斷電時存儲的信息都會「丟失」,因此計算機設計者應考慮發生這種情況時,設法維持若干毫秒的供電以保存主存中的重要信息,以便供電恢復時計算機能恢復正常運行。鑑於上述情況,在某些應用中主存中存儲重要而相對固定的程序和數據的部分採用「非易失性」存儲器芯片(如EPROM,快閃存儲芯片等)構成;對於完全固定的程序,數據區域甚至採用只讀存儲器(ROM)芯片構成;主存的這些部分就不怕暫時供電中斷,還可以防止病毒侵入。
評價
位是字節,則該計算機稱為按字節編址的計算機。一個機器字可以包含數個字節,所以一個存儲單元也可以包含數個能夠單獨編址的字節地址。例如,PDP-11系列計算機,一個16位二進制的字存儲單元可存放兩個字節,可以按字地址尋址,也可以按字節地址尋址。當用字節地址尋址時,16位的存儲單元占兩個字節地址RAM是構成內存的主要部分,其內容可以根據需要隨時按地址讀出或寫入,以某種電觸發器的狀態存儲,斷電後信息無法保存,用於暫存數據,又可分為DRAM和SRAM兩種。RAM一般使用動態半導體存儲器件(DRAM)。因為CPU工作的速度比RAM的讀寫速度快,所以CPU讀寫RAM時需要花費時間等待,這樣就使CPU的工作速度下降。人們為了提高CPU讀寫程序和數據的速度,在RAM和CPU之間增加了高速緩存(Cache)部件。Cache的內容是隨機存儲器(RAM)中部分存儲單元內容的副本。[1]