计算机存储系统通常可以分为以下几类:
内存储器(内存)
功能:用于读取数据。
分类:
读写存储器:既可以进行读操作也可以进行写操作。
只读存储器(ROM):只能进行读操作,数据在制造过程中写入,通常不可更改。
特点:速度快,但断电后数据丢失。常见的内存类型包括DDR、SDRAM、ECC、REG等。
外存储器(辅存)
功能:用于长期保存数据。
分类:
硬盘:使用机械式硬盘,特点是存储容量大、速度较慢、价格相对较低。
软盘:已经过时的存储介质,速度慢,容量小。
光驱:用于读取和写入光盘数据。
电子硬盘:基于闪存技术的存储设备,具有速度快、功耗低、轻便等优点,常用于移动设备。
特点:容量大,但存取数据慢。计算机通常先把外存中的数据调入内存后再处理。
高速缓冲存储器(Cache)
功能:改善CPU与主存储器之间的速度匹配问题。
特点:速度与CPU相同,但容量有限,用于暂存CPU频繁访问的数据块。当Cache中不含有CPU所需的数据时,CPU才会访问主存储器。
辅助存储器
功能:扩大存储空间,通常指硬盘、光盘等。
特点:容量大,但存取数据慢。计算机通常先把辅存中要读的东西放到主存后处理,然后再依据情况是否写回。
存储层次结构
计算机存储系统通常采用多级存储层次结构,包括:
CPU——Cache存储层次 :CPU通过Cache缓存主存储器的内容,以减少等待时间,提高处理速度。Cache——内存储器存储层次:
当Cache中不含有CPU所需的数据时,CPU才去访问内存储器,并将数据块从内存送到Cache中。
内存储器——外存储器存储层次:
程序需要执行时,计算机将其从外存调入内存,以便CPU处理。
存储介质和存取方式
存储介质
:半导体存储器(如RAM)、磁表面存储器(如磁盘、磁带)。
存取方式 随机存储器
顺序存储器: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。
存储器的分级结构
为了解决对存储器要求容量大、速度快、成本低的矛盾,通常采用多级存储器体系结构:
高速缓冲存储器:
改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。
主存储器:
用于存放正在运行的程序和数据。
辅助存储器:
用于长期保存数据和程序,容量大但存取速度慢。
这种分级结构通过不同速度、容量和成本的存储器相互配合,实现了高效的数据存储和访问。