内存与外存

内存与外存3130100650钟学贤结构框架图存储器内存RAMROM外存磁盘光盘固态存储器内存与CPU经内总线连接的存储器是“内存”。程序被执行时，其指令代码和运行数据主要存放在内存中，因此也将其称为主存储器，简称主存。内存由半导体存储器组成，它具有运行速度快，体积小的特点。半导体存储器有RAM和ROM两种类型。RAM（RandomAccessMemory）RAM表示的是读写存储器，可对其中的任一存储单元进行读或写操作，即它的特点是随机性。计算机关闭电源后其内的信息将不再保存，即它的另一特点是易失性，再次开机信息需要重新装入。它通常用来存放操作系统，各种正在运行的软件、输入和输出数据、中间结果及与外存交换信息等。我们常说的内存主要是指RAM。SRAM&DRAM根据RAM保持数据的方式可分为静态RAM（StaticRAM）和动态RAM（DynamicRAM）两种类型。SRAM的存储原理基于一个具有维持信号不变的电路。SRAM的速度快，但在相同面积中SRAM的容量要比其他类型的内存小。SRAM的速度快但昂贵，一般用小容量的SRAM作为更高速CPU和较低速DRAM之间的缓存(cache).[1]DRAM中的存储原理类似于一个电容，要保持数据，必须定时给电容充电，这个过程叫做“刷新”。ROM(Readonlymemory)ROM的中文名是只读存储器，顾名思义，ROM中的数据只能被读出，而不能被写入，其中的信息是在使用前通过专用设备“固化”（写入）的。ROM与RAM不同之处在于ROM存储的数据不会因断电而丢失。所以ROM用于在计算机中存放那些即使关机也不能丢失的程序代码和数据。ROM的分类根据数据写入方式，ROM有以下三种类型。1、PROM(ProgrammingROM,可编程只读存储器)。这是一次性写入的存储器芯片，一般由制造商通过专门设备把数据写入芯片。PROM中的数据不能被改写。2、EPROM（ErasablePROM,可擦除的可编程只读存储器）。如果数据需要被重新写入，可用紫外灯照射将EPROM中的原数据全部擦除后，再重新写入数据。已经写入数据的芯片，这个窗口需要被遮盖。3、EEPROM（ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory,电可擦除可编程只读存储器）。它通过施加特殊的电信号擦除原来的数据。它的另外一个特点是，可以对部分单元进行重新写入。外存因为内存不能在关机或断电状态下保存数据，所以为了数据保存不受关机或断电的影响，就需要使用其他类型的存储器。这类存储器主要是磁盘或光盘，它们被安装在机箱中，用电缆与主板连接，通常被叫做外存。【2】磁盘磁盘根据电磁学原理，用涂敷在圆盘表面的磁性材料的极化状态表示二进制数据，这种极化状态不会受到断电的影响。工作过程：在磁盘控制器（电路）的作用下，读写磁头沿着盘片表面作直线移动，而盘片高速旋转，磁头和盘片的相对运动实现了快速数据寻找和读取。磁盘控制器接收CPU发出的操作命令，控制磁盘的操作，并在CPU和磁盘之间进行数据交换。软盘与硬盘用塑料盘片的磁盘叫做软盘，现在已经淘汰。使用合金盘片的硬盘，盘片和读/写装置、磁盘控制器电路一起被固定在密封的盒子中，使用一组电缆导线与主机板上的外存接口连接。硬盘的分类（根据连接接口的电缆分类）1、IDE/ATA硬盘它使用40线的扁平电缆。IDE代表着硬盘的一种类型，但在实际的应用中，人们也习惯用IDE来称呼最早出现IDE类型硬盘ATA-1，这种类型的接口随着接口技术的发展已经被淘汰了，而其后发展分支出更多类型的硬盘接口，比如ATA、UltraATA、DMA、UltraDMA等接口都属于IDE硬盘。2、SATA硬盘使用SATA（SerialATA）口的硬盘又叫串口硬盘，是未来PC机硬盘的趋势.SerialATA采用串行连接方式，串行ATA总线使用嵌入式时钟信号，具备了更强的纠错能力，与以往相比其最大的区别在于能对传输指令（不仅仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。SATA只需4线电缆。3、SCSI硬盘SCSI硬盘即采用SCSI接口的硬盘。SCSI接口本来是一种广泛应用于小型机上的高速数据传输技术，具有应用范围广、多任务、带宽大、CPU占用率低，以及热插拔等优点。但是由于SCSI硬盘价格非常昂贵，所以一般的PC是不会使用SCSI硬盘。SCSI使用80线的电缆。光盘光盘是计算机中另一种外存，它使用激光技术存储和读取数据。光盘盘片为硬质塑料，形状、尺寸与硬盘差不多，但成本极低。激光束发射到盘片上，通过盘片介质的不同结构对激光的反射不同来表示数据。与硬盘磁道的同心圆不同，光盘上的光道是从内到外的螺旋线，读取不同半径上的数据，光盘的旋转速度不同，因此数据传输速率没有磁盘快。光盘的分类1、CD-ROMCD-ROM是只读光盘，是用于存放商业软件的主要介质之一。CD-ROM是单面盘，盘的一面印商标，另一面存储数据。2、CD-RCD-R，即可刻录光盘。CD-R可让用户自己刻录，因此它非常设和用于数据备份。将数据一次性写入光盘，可以多次使用它读出数据，所以又叫做WORM（WriteOnce,ReadMany）。3、CD-RWCD-RW是指其光盘可以重写。与CD-R相比，写入数据的速度稍慢，而且激光的发射率稍低，并且成本比较高，用得较少。4、DVDDVD使用红激光代替了CD的红外激光，并且凹坑大小只有CD凹坑大小的一半，因此DVD的容量比CD大。固态存储器（SD卡、U盘等）因为不像磁盘、光盘有机械部件运动，固态存储器利用EEPROM技术成功实现了成块区域的快速擦除、写入操作。固态存储器采用半导体材料，可以直接使用主机供电，且不受到外界环境的影响，持久耐用。它的结构采用全电路，由可擦除ROM加上相应的读/写控制及擦除电路组成，体积小。但是，相比于磁盘，它依然价格偏高，保存时间较短，数据安全性也偏低。U盘市场现在U盘可以说是最受欢迎的外存，几乎人手一个。用户对U盘的存储容量也提出了更高的要求。从下图可看出，16GB以上的U盘占据的市场份额正在逐渐提高，而8GB以下的U盘所占的市场份额则在不断缩小。（数据来源：互联网消费调研中心）虚拟内存虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。[2]如何设置虚拟内存虚拟内存的重要性现代计算机中的存储器由内存和外存组成．当系统运行时，先要将所需的指令和数据从外部存储器(如硬盘、软盘、光盘等)调入内存中，CPU再从内存中读取指令或数据进行运算，并将运算结果存入内存中，内存所起的作用就像一个“二传手”的作用．由于任何一个程序必须被装入内存，才能被执行、才能展现程序的无限魅力，但内存的容量毕竟是有限的，不能存放所有的用户进程，且价格贵，相对而言，外存容量大、价格便宜．所以，可以将不经常使用的程序和数据放在外存上，待需要访问它们时再调入内存．而虚拟内存技术正是通过内存与交换文件之间不断地进行数据交换来实现的．但这种过程是透明的，也就是说程序不会感觉到自己的部分代码或数据当前并不在内存中，实际上，它们感觉到的是自己拥有大量的内存，因为当它们向windows申请分配更多内存时基本上都能得到满足，这便是windows向程序提供了由实际内存和交换文件组成的虚拟的内存空间而得到的好处．由此可见，虚拟内存对windows系统是多么的重要，因为只有利用虚拟内存技术才能满足多任务对内存的需求。[4]设置虚拟内存的技巧1、先进行一下磁盘碎片清理；2、避免将页面文件放入容错驱动器；3、避免在同一硬盘多个分区上分别建立页面文件；4、若要删除虚拟内存，只需把“最大值”“最小值”设为0.参考资料[1]SRAM特点及工作原理-------华强电子网{2}计算机科学基础------电子工业出版社[3]虚拟内存------百度百科[4]Windows的虚拟内存管理与优化---------姜红艳那艳谢谢观看