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計算機存儲器系統結構的形式

發布時間: 2022-06-11 19:04:06

⑴ 計算機內的存儲器呈現出一種層次結構形式包括哪三層結構

第一層:通用寄存器堆
第二層:指令與數據緩沖棧
第三層:高速緩沖存儲器
第四層:主儲存器(DRAM)
第五層:聯機外部儲存器(硬磁碟機)
第六層:離線外部儲存器(磁帶、光碟存儲器等)
這就是存儲器的層次結構~~~ 主要體現在訪問速度~~~

⑵ 多媒體計算機系統中的聲音,按存儲形式劃分可分為( )。

1按存儲介質半導體存儲器:用半導體器件組成的存儲器。磁表面存儲器:用磁性材料做成的存儲器。 2按存儲方式隨機存儲器:任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間和存儲單元的物理位置無關。順序存儲器:只能按某種順序來存取,存取時間和存儲單元的物理位置有關。 3按讀寫功能只讀存儲器(ROM):存儲的內容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。各存儲器之間的關系隨機讀寫存儲器(RAM):既能讀出又能寫入的半導體存儲器。 4按信息保存性存儲系統的分級結構非永久記憶的存儲器:斷電後信息即消失的存儲器。永久記憶性存儲器:斷電後仍能保存信息的存儲器。 5按用途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,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。 6用途特點高速緩沖存儲器Cache 高速存取指令和數據存取速度快,但存儲容量小主存儲器內存存放計算機運行期間的大量程序和數據存取速度較快,存儲容量不大外存儲器外存存放系統程序和大型數據文件及資料庫存儲容量大,位成本低

⑶ 計算機結構組成

主要分為五個部分:控制器,運算器,存儲器,輸入設備,輸出設備。

1,控制器(Control):是整個計算機的中樞神經,其功能是對程序規定的控制信息進行解釋,根據其要求進行控制,調度程序、數據、地址,協調計算機各部分工作及內存與外設的訪問等。

2.,運算器(Datapath):運算器的功能是對數據進行各種算術運算和邏輯運算,即對數據進行加工處理。

3.,存儲器(Memory):存儲器的功能是存儲程序、數據和各種信號、命令等信息,並在需要時提供這些信息。

4, 輸入(Input system):輸入設備是計算機的重要組成部分,輸入設備與輸出設備合稱為外部設備,簡稱外設,輸入設備的作用是將程序、原始數據、文字、字元、控制命令或現場採集的數據等信息輸入到計算機。

5,輸出(Output system):輸出設備與輸入設備同樣是計算機的重要組成部分,它把外算機的中間結果或最後結果、機內的各種數據符號及文字或各種控制信號等信息輸出出來。

(3)計算機存儲器系統結構的形式擴展閱讀:

計算機組件必須解決的問題是如何以期望的性能和價格將各種倍數和組件最佳地和合理地組合到計算機中,並且已經實現了所確定的ISA。由計算機組件設計決定的方面應包括:

(1)數據路徑寬度:數據匯流排上並行傳輸的信息的位數。

(2)特殊部件的設置:是否設置乘法除法,浮點計算,字元處理,地址計算等特殊部件,設置數量與特殊部件的使用速度,價格和使用頻率有關。

(3)各種操作的組件共享程度:分時共享率高,雖然速度有限,但價格低廉。設置部件以降低共享程度,隨著並行度的增加,速度可以提高,但價格也會增加。

(4)功能組件的並行性:是使用順序序列化,還是使用重疊,流水線或分布式控制和處理。

(5)控制機構的組成:無論是硬碟還是微程序控制,無論是單機加工還是多機加工或功能分配加工。

(6)緩沖和排隊技術:如何設置和設置組件之間大容量的緩沖區以協調它們的速度差異;通過隨機,先進先出,高級,優先或循環來安排事件處理的順序。

(7)估算和預測技術:使用哪些原則來預測未來優化性能的行為。

(8)可靠性技術:使用何種冗餘和容錯技術來提高可靠性

⑷ 計算機存儲系統分為哪幾個層次

在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。

存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要,主要原因是:

1、馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程序概念的基礎上,訪存操作約佔中央處理器(CPU)時間的70%左右。

2、存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。

3、現代的信息處理,如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。

(4)計算機存儲器系統結構的形式擴展閱讀:

移動存儲特點:

1、獲國家保密局認證,安全可靠;

2、與加密系統無縫結合,防護能力倍增;

3、 國內首創,將普通U盤變為加密U盤,徹底解決U盤的方便性帶來的風險;

4、 採用雙因子認證技術;

5、專用加密移動存儲與系統無縫結合,管理更流暢;

6、功能多樣,可滿足各種不同需求的保密要求;

7、 完善的審計功能,隨時掌握U盤持有人的行為。

移動存儲功能:

1、集中注冊與授權。可通過注冊信息實現U盤身份識別和介質追蹤;

2、主機身份認證。所有安裝客戶端的計算機都須經管理員分配實名信息後方可使用;

3、加密上鎖。對加密上鎖後的U盤需要用戶進行身份認證;

4、訪問控制。可靈活控制移動存儲介質注冊策略和信息,設定允許使用的計算機或租;

5、外出拷貝。拷入U盤內的數據可與外界的計算機進行數據交互使用,也可實現定向拷貝;

6、用戶審計。移動管理存儲系統提供詳細的審計記錄及審計報告。

主存儲器:

存放指令和數據,並能由中央處理器直接隨機存取的存儲器,有時也稱操作存儲器或初級存儲器。主存儲器的特點是速度比輔助存儲器快,容量比高速緩沖存儲器大。

計算機存儲介質:

計算機存儲介質是計算機存儲器中用於存儲某種不連續物理量的媒體。計算機存儲介質主要有半導體、磁芯、磁鼓、磁帶、激光碟等。

⑸ 計算機系統的層次結構

計算機系統的層次結構:

1、微程序設計級 ---- 第1級

該級的編程工具是微指令集,程序員用微指令編寫的微程序,由硬體直接執行。(如圖中最下一行右邊的PCWrite =1表示對PC寄存器的寫控制,詳細內容在控制器部分將詳細學習)

2、傳統機器級 ---- 第2級

該級的編程工具是計算機的機器語言指令集,程序員用機器指令編寫的程序由微程序進行解釋執行

3、操作系統級 --- 第3級

從操作系統的基本功能來看,一方面它直接管理傳統機器中的軟硬體資源,另一方面它又是傳統機器的延伸

4、匯編語言級 --- 第4級

該級的編程工具是匯編語言指令集。與第二層所採用的機器語言編程工具相比,採用匯編語言編寫程序便於理解與記憶

5、高級語言級 --- 第5級

該集的編程工具是各種高級語言如C語言等,高級語言源程序通常用編譯程序來完成高級語言翻譯後才能被底層的硬體執行

6、層次之間的關系

1)各層次之間的關系十分密切,高層是低層功能的擴展,低層是高層實現的基礎。

2)站在不同的層次觀察計算機系統,到關於計算機不同的概念。上圖第二列分別對應地給出了從高級語言、匯編語言、機器語言和微程序設計級所看到的計算機的不同編程工具。

拓展:

計算機系統指用於資料庫管理的計算機硬軟體及網路系統。資料庫系統需要大容量的主存以存放和運行操作系統、資料庫管理系統程序、應用程序以及資料庫、目錄、系統緩沖區等,而輔存則需要大容量的直接存取設備。此外,系統應具有較強的網路功能。

計算機系統的特點是能進行精確、快速的計算和判斷,而且通用性好,使用容易,還能聯成網路。①計算:一切復雜的計算,幾乎都可用計算機通過算術運算和邏輯運算來實現。②判斷:計算機有判別不同情況、選擇作不同處理的能力,故可用於管理、控制、對抗、決策、推理等領域。③存儲:計算機能存儲巨量信息。④精確:只要字長足夠,計算精度理論上不受限制。

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⑹ 1.試說明計算機系統中存儲器的三種主要分類方法及分類情況。

1按存儲介質

半導體存儲器:用半導體器件組成的存儲器。

磁表面存儲器:用磁性材料做成的存儲器。

2按存儲方式

隨機存儲器:任何存儲單元的內容都能被隨機存取,且存取時間和存儲單元的物理位置無關。

順序存儲器:只能按某種順序來存取,存取時間和存儲單元的物理位置有關。

3按讀寫功能

只讀存儲器(ROM):存儲的內容是固定不變的,只能讀出而不能寫入的半導體存儲器。

各存儲器之間的關系

隨機讀寫存儲器(RAM):既能讀出又能寫入的半導體存儲器。

4按信息保存性

存儲系統的分級結構
非永久記憶的存儲器:斷電後信息即消失的存儲器。

永久記憶性存儲器:斷電後仍能保存信息的存儲器。

5按用途

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,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。

6用途特點

高速緩沖存儲器Cache 高速存取指令和數據存取速度快,但存儲容量小

主存儲器內存存放計算機運行期間的大量程序和數據存取速度較快,存儲容量不大

外存儲器外存存放系統程序和大型數據文件及資料庫存儲容量大,位成本低

⑺ 淺談計算機系統層次結構原理

計算機系統的基本組成
完整的計算機系統系統包括:硬體系統和軟體系統。硬體系統和軟體系統互相依賴,不可分割,兩個部分又由若干個部件組成(如圖所示)。
硬體系統是計算機的「軀干」,是物質基礎。而軟體系統則是建立在這個「軀干」上的「靈魂」。

(一)計算機硬體
計算機硬體系統由五大部分組成:運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備。(如下圖所示)

* 中央處理器( CPU —— Central Processing Unit )
CPU由運算器、控制器和一些寄存器組成;
1.運算器
運算器是計算機中進行算術運算和邏輯運算的部件,通常由算術邏輯運算部件(ALU)、累加器及通用寄存器組成。
2.控制器
控制器用以控制和協調計算機各部件自動、連續地執行各條指令,通常由指令部件、時序部件及操作控制部件組成。
運算器和控制器是計算機的核心部件,這兩部分合稱中央處理單元(Centre Process Unit,簡稱CPU),如果將CPU集成在一塊晶元上作為一個獨立的部件,該部件稱為微處理器(Microprocessor,簡稱MP)。
運算器進行各種算術運算和邏輯運算;控制器是計算機的指揮系統;
CPU 的主要性能指標是主頻和字長。
字長表示CPU每次計算數據的能力。如80486及Pentium系列的CPU一次可以處理32位二進制數據。
時鍾頻率主要以MHz為單位來度量,通常時鍾頻率越高,其處理速度也越快。目前的主流CPU的時鍾頻率已發展到500MHz以上,甚至高達2GHz以上。
*存儲器
存儲器的主要功能是用來保存各類程序的數據信息。
存儲器可分為主存儲器和輔助存儲器兩類。
①主存儲器(也稱為內存儲器),屬於主機的一部分。用於存放系統當前正在執行的數據和程序,屬於臨時存儲器。
①輔助存儲器(也稱外存儲器),它屬於外部設備。用於存放暫不用的數據和程序,屬於永久存儲器。
存儲器與 CPU的關系可用 (圖 1)來表示。
( 圖 1)

( 1)內存儲器
一個二進制位( bit)是構成存儲器的最小單位。實際上,常將每 8位二進制位組成一個存儲單位,簡稱位元組( Byte)。位元組是數據存儲的基本單位。為了能存取到指定位置的數據,給每個存儲單元編上一個號碼,該號碼稱為內存地址。
度量內存主要性能指標是存儲容量和存取時間。
存儲容量是指存儲可容納的二進制信息量,描述存儲容量的單位是位元組。
存取時間是指存儲器收到有效地址到在輸出端出現有效數據的時間間隔。通常存取時間用納秒 為單位。存取時間愈短,其性能愈好。
內存儲器按其工作方式可分為隨機存儲器( Random Acess Memory,簡稱 RAM)和只讀存儲器( Read Only Memory,簡稱 Rom)兩類。

①RAM
RAM在計算機工作時,既可從中讀出信息,也可隨時寫入信息,所以, RAM是一種在計算機正常工作時可讀 /寫的存儲器。在隨機存儲器中,以任意次序讀寫任意存儲單元所用時間是相同的。目前所有的計算機大都使用半導體隨機存儲器。半導體隨機存儲器是一種集成電路,其中有成千上萬個存儲單元。
根據元器體結構的不同,隨機存儲器又可分為靜態隨機存儲器( Static RAM,簡稱 SARM)和動態隨機存儲器( Dynamic RAM,簡稱 DRAM)兩種。
靜態隨機存儲器( SARM)集成度低,價格高。但存取速度快,它常用作高速緩沖存儲器( Cache)。
Cache是指工作速度比一般內存快得多的存儲器,它的速度基本上與 CPU速度相匹配,它的位置在 CPU與內存之間 (如圖 2所示)。在通常情況下, Cache中保存著內存中部分數據映像。 CPU在讀寫數據時,首先訪問 Cache。如果 Cache含有所需的數據,就不需要訪問內存;如果 Cache中不含有所需的數據,才去訪問內存。設置 Cache的目的,就是為了提高機器運行速度。
動態隨機存儲器使用半導體器件中分布電容上有無電荷來表示 「 0」和 「 1」的,因為保存在分布電容上的電荷會隨著電容器的漏電而逐步消失,所以需要周期性的給電容充電,稱為刷新。這類存儲器集成度高、價格低、存儲速度慢。
隨機存儲器存儲當前使用的程序和數據,一旦機器斷電,就會丟失數據,而且無法恢復。因此,用戶在操作計算機過程中應養成隨時存檔的習慣,以免斷電時丟失數據。
( 圖 2)

②ROM
只讀存儲器( ROM)只能做讀出操作而不能做寫入操作。只讀存儲器中的信息是在製造時用專門的設備一次性寫入的,只讀存儲器用來存放固定不變重復執行的程序,只讀存儲器中的內容是永久性的,即使關機或斷電也不會消失。
目前,有多種形式的只讀存儲器,常見的有如下幾種:
PROM:可編程的只讀存儲器。
EPROM:可擦除的可編程只讀存儲器。
EEPROM:可用電擦除的可編程只讀存儲器。
CPU(運算器和控制器)和主存儲器組成了計算機的主機部分。
( 2)外存儲器
外存儲器大都採用磁性和光學材料製成。與內存儲器相比,外存儲器的特點是存儲容量大,價格較低, ,而且在斷電的情況下也可以長期保存信息,所以稱為永久性存儲器。缺點是存取速度比內存儲器慢,常見的外存儲器有以下幾種:
磁碟
磁碟是微型計算機系統中最重要的外部存儲器 ,同時定它又是重要的輸入輸出設備,它即可作為輸入設備,又可作為輸出設備。它一般包括軟磁碟存儲器和硬磁碟存儲器。磁碟屬於磁表面存儲設備。它的信息存儲是一種電磁轉換過程,它是通過磁頭與磁碟片的相對運動來實現。
軟盤驅動器
軟盤驅動器簡稱軟碟機。軟碟機是數據和程序進入微型計算機的門戶。軟碟機所用的軟盤直徑通常有 3.5英寸和 5.25英寸兩中 .現在的微型計算機一般都配置 3.5英寸驅動器一個,其容量為 1.44MB,盤符為 「A: 」。
軟盤的特點是成本低,重量輕,價格便宜,便於攜帶,缺點是存儲容量小,且軟盤容易損壞。
硬碟
硬碟也稱固定盤。硬碟的存儲容量,讀 /寫速度均比軟盤高得多。磁碟是按柱面磁頭號和扇區的格式組織存取信息的, (如圖 4所示 )的柱面由一組碟片的同一磁軌在縱向上所形成的同心圓柱面構成。柱面從外想內編號,同一柱面上的各個磁軌和扇區的劃分與軟盤基本相同。 數據在硬碟上的位置通過柱面號,磁頭號和扇區號三個參數來確定的,硬碟與硬碟驅動器固定在一起,硬碟格式化後,其使用方式與軟盤一樣,也是通過盤符標識符來確認。硬碟的盤符通常為 「C: 」,若系統配有多個硬碟或將一個物理硬碟劃分為多個邏輯硬碟,則盤符可依次為 「C: 」、 「D」、 「E」、 「F」等。
( 圖 4)

目前微型計算機中普遍使用了 3英寸和 5英寸硬碟,大都採用溫切斯特( wenchester) 技術,所以有時稱這類硬碟為溫盤。
硬碟的特點是可靠性高,存儲容量大,讀寫速度快,對環境要求不高。缺點是不便於攜帶,切工作時應避免振動。
光碟
光碟是用光學的方式製成的,光碟碟片上有一層可塑材料。寫入數據時,永高能激光束照射光碟片,可在可塑層上灼出極小的坑,並以有無小坑表示數字 「 0」和 「 1」,當數據全部寫入光碟後,再在可塑層上噴塗一層金屬材料,這樣光碟就不能再寫入數據。再讀出數據時,永低能激光束入射光碟,利用盤表面上的小坑和平面處的不同反射來區分 「 0」和 「 1」。
目前微型計算機中大都配有隻讀式光碟( COMPACT DISK READ ONLY MEMORY,簡稱 CD-ROM),每張關盤容量可達 650MB,可存放程序,文本,圖象,音樂和電影等各種信息。
光碟需要語光碟驅動器配合使用。光碟驅動器(簡稱光碟機)是多媒體電腦的重要輸入設備。光碟機的盤符一般為緊鄰著硬碟盤符後的那一個英文字母來表示。
根據使用方式及性能的不同,可將光碟分為三類:
①只讀式關盤( CD-ROM):用戶只能讀取而無法修改其中的數據。
②一次性寫入光碟( Write Once Read Many time,簡稱 WORM):用戶可以寫入一次,但可多次讀取。
③可擦除光碟:用戶可以像用軟盤一樣對其進行多次讀 /寫操作。
④光碟的特點 :
1) 存儲容量大 ,價格低 ;
2) 不怕電磁干擾 ,存儲密度高 ,可靠性高 ;
3) 存取速度在不斷增高。
*輸入設備
• 鍵盤( Keyboard ):目前大多使用 104 或 107 鍵盤
• 滑鼠( Mouse ):主要有機械型滑鼠和光電型滑鼠兩種
• 手寫筆
• 觸摸屏
• 麥克風
• 掃描儀( Scanner )
• 視頻輸入設備
• 條形碼掃描
*輸出設備
• 顯示器( Monitor ):目前主要有 CRT (陰極射線管)顯示器和 LCD 液晶顯示器。
• 列印機( Printer ):主要有針式列印機、噴墨列印機、激光列印機。
• 繪圖儀
• 音箱
*匯流排
計算機匯流排是一組連接各個部件的公共通信線。計算機中的各個部件是通過匯流排相連的,因此各個部件間的通信關系變成面向匯流排的單一關系 (如圖所示)。但是任一瞬間匯流排上只能出現一個部件發往另一個部件的信息,這意味著匯流排只能分時使用,而這是需要加以控制的。匯流排使用權的控制是設計計算機系統時要認真考慮的重要問題。
匯流排是一組物理導線,並非一根。根據匯流排上傳送的信息不同,分為地址匯流排、數據匯流排和控制匯流排。

① 地址匯流排
地址匯流排傳送地址信息。地址是識別信息存放位置的編號,主存儲器的每個存儲單元及 I/O介面中不同的設備都有各自不同的地址。地址匯流排是 CPU向主存儲器和 I/O介面傳送地址信息的通道,它是自 CPU向外傳輸的單向匯流排。
②數據匯流排
數據匯流排傳送系統中的數據或指令。數據匯流排是雙向匯流排,一方面作為 CPU向主存儲器和 I/O介面傳送數據的通道。另一方面,是主存儲器和 I/O介面向 CPU傳送數據的通道,數據匯流排的寬度與 CPU的字長有關。
③控制匯流排
控制匯流排傳送控制信號。控制匯流排是 CPU向主存儲器和 I/O介面發出命令信號的通道,又是外界向 CPU傳送狀態信息的通道。
我們通常用匯流排寬度和匯流排頻率來表示匯流排的特徵。匯流排寬度為一次能並行傳輸的二進制位數,即 32位匯流排一次能傳送 32位數據, 64位一次能傳送 64位數據。匯流排頻率則用來表示匯流排的速度,目前常見的匯流排頻率為 66MHZ, 100MHZ, 133MHZ或更高。
匯流排在發展過程中已逐步形成標准化,常見的匯流排標准有 ISA匯流排 PCI匯流排、 EISA匯流排和 AGP匯流排。
•ISA( Instry Standard Archiitecture,工業標准) 匯流排是一種 16位的匯流排結構,適用范圍廣,因為很多的介面卡都是根據 ISA標准生產的。
•CI( Peripheral Component Interconnection,外部設備互連)匯流排是一種 32位的高性能匯流排,可擴展到 64位,與 ISA 匯流排兼容。目前,高性能微型機主板上都設有 PCI匯流排。該匯流排標准性能先進,成本較低,可擴充性好,特別是對於微軟提出的 「即插即用 」方案的很好支持,現已成為奔騰級以上普遍採用的外設接插匯流排。
•AGP( Accelerated Graphics port,圖形加速介面)匯流排是隨著三維圖形的應用而發展起來的一種匯流排標准。三維圖形對計算機速度提出了很高的要求,使得 PIC匯流排傳送速度變得很緊張, AGP在圖形與內存之間提供了一條直接的訪問途徑。
•EISA( Extended Instry Standard Architecture,擴展工業標准結構)匯流排是對 ISA匯流排的擴展。
(二)計算機軟體
計算機軟體可分為系統軟體和應用軟體兩大類。
• •系統軟體:系統軟體是計算機必備的,用以實現計算機系統的管理、控制、運行、維護,並完成應用程序的裝入、編譯等任務的程序。系統軟體與具體應用無關,是在系統一級上提供的服務。
常用的系統軟體:操作系統、編譯程序、語言處理程序和資料庫管理系統等。
例如:
操作系統:DOS 、 Windows95/98/2000 、 Unix 、 Linux 、 WindowsNT ;
編譯系統:機器語言,匯編語言和高級語言
資料庫系統:Foxpro,Access,Orale,Sybase,DB2和Informix
• •應用軟體:應用軟體是為了解決計算機應用中的實際問題而編制的程序。它包括商品化的通用軟體和實用軟體,也包括用戶自己編制的各種應用程序。
按照應用軟體的應用領域與開發方式,可以把應用軟體分為三類:
① 定製軟體
定製軟體是針對某些具體應用問題而研製的軟體。這類軟體完全按照用戶自己的特定需求而專門進行開發的,應用面相對較窄,運行效率較高。如:股票分析軟體、工資管理軟體、學籍管理軟體和企業經營管理軟體等。
② 應用軟體包
在某個應用領域中有一定通用性的軟體,通常稱為應用軟體。應用軟體包可能不能滿足該領域內的所有用戶的需要,通常用戶購買這類軟體後,需要經過二次開發後才能投入實際使用。如財務管理軟體包、統計軟體包和生物醫用軟體包等。
③流行應用軟體
在一些相對廣泛使用的領域中有著相當多用戶的流行應用軟體,這些軟體不斷推出新的版本,不斷改進其功能,效率和使用的方便性。如:文字處理軟體、電子表格軟體和繪圖軟體等。

⑻ 計算機存儲系統有哪些部分組成,各自特點

計算機的存儲系統
一、存儲器:是計算機的重要組成部分.
它可分為:
計算機內部的存儲器(簡稱內存)
計算機外部的存儲器(簡稱外存)
內存儲器從功能上可以分為:讀寫存儲器
RAM、只讀存儲器ROM兩大類
計算機存儲容量以位元組為單位,它們是:位元組B(
1Byte=8bit)、千位元組(1KB=1024B)、兆位元組(1MB=1024KB)、千兆位元組(1GB=1024MB)、1TB=1024GB
二、計算機的外存儲器一般有:軟盤和軟碟機、硬碟、CD-ROM、可擦寫光碟機即CD-RW光碟機還有USB介面的移動硬碟、光碟機、或可擦寫電子硬碟(優盤)等。
三、存儲器的容量的基本單位是位元組(Byte),並有下列的運算換算關系:
1KB=1024Bytes
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
1個漢字在計算機內需要2個位元組來存儲;
1個英文字元(即ASCII碼)在計算機中需要1個位元組來存儲;
1個位元組相當於8個二進制位。

⑼ 計算機存儲系統的分類及其特點

計算機存儲器的種類和特點 一、RAM(Random Access Memory,隨機存取存儲器) RAM的特點是:電腦開機時,操作系統和應用程序的所有正在運行的數據和程序都會放置其中,並且隨時可以對存放在裡面的數據進行修改和存取。它的工作需要由持續的電力提供,一旦系統斷電,存放在裡面的所有數據和程序都會自動清空掉,並且再也無法恢復。 根據組成元件的不同,RAM內存又分為以下十八種: 01.DRAM(Dynamic RAM,動態隨機存取存儲器) 這是最普通的RAM,一個電子管與一個電容器組成一個位存儲單元,DRAM將每個內存位作為一個電荷保存在位存儲單元中,用電容的充放電來做儲存動作,但因電容本身有漏電問題,因此必須每幾微秒就要刷新一次,否則數據會丟失。存取時間和放電時間一致,約為2~4ms。因為成本比較便宜,通常都用作計算機內的主存儲器。 02.SRAM(Static RAM,靜態隨機存取存儲器) 靜態,指的是內存裡面的數據可以長駐其中而不需要隨時進行存取。每6顆電子管組成一個位存儲單元,因為沒有電容器,因此無須不斷充電即可正常運作,因此它可以比一般的動態隨機處理內存處理速度更快更穩定,往往用來做高速緩存。 03.VRAM(Video RAM,視頻內存) 它的主要功能是將顯卡的視頻數據輸出到數模轉換器中,有效降低繪圖顯示晶元的工作負擔。它採用雙數據口設計,其中一個數據口是並行式的數據輸出入口,另一個是串列式的數據輸出口。多用於高級顯卡中的高檔內存。 04.FPM DRAM(Fast Page Mode DRAM,快速頁切換模式動態隨機存取存儲器) 改良版的DRAM,大多數為72Pin或30Pin的模塊。傳統的DRAM在存取一個BIT的數據時,必須送出行地址和列地址各一次才能讀寫數據。而FRM DRAM在觸發了行地址後,如果CPU需要的地址在同一行內,則可以連續輸出列地址而不必再輸出行地址了。由於一般的程序和數據在內存中排列的地址是連續的,這種情況下輸出行地址後連續輸出列地址就可以得到所需要的數據。FPM將記憶體內部隔成許多頁數Pages,從512B到數KB不等,在讀取一連續區域內的數據時,就可以通過快速頁切換模式來直接讀取各page內的資料,從而大大提高讀取速度。在96年以前,在486時代和PENTIUM時代的初期,FPM DRAM被大量使用。 05.EDO DRAM(Extended Data Out DRAM,延伸數據輸出動態隨機存取存儲器) 這是繼FPM之後出現的一種存儲器,一般為72Pin、168Pin的模塊。它不需要像FPM DRAM那樣在存取每一BIT 數據時必須輸出行地址和列地址並使其穩定一段時間,然後才能讀寫有效的數據,而下一個BIT的地址必須等待這次讀寫操作完成才能輸出。因此它可以大大縮短等待輸出地址的時間,其存取速度一般比FPM模式快15%左右。它一般應用於中檔以下的Pentium主板標准內存,後期的486系統開始支持EDO DRAM,到96年後期,EDO DRAM開始執行。。 06.BEDO DRAM(Burst Extended Data Out DRAM,爆發式延伸數據輸出動態隨機存取存儲器) 這是改良型的EDO DRAM,是由美光公司提出的,它在晶元上增加了一個地址計數器來追蹤下一個地址。它是突發式的讀取方式,也就是當一個數據地址被送出後,剩下的三個數據每一個都只需要一個周期就能讀取,因此一次可以存取多組數據,速度比EDO DRAM快。但支持BEDO DRAM內存的主板可謂少之又少,只有極少幾款提供支持(如VIA APOLLO VP2),因此很快就被DRAM取代了。 07.MDRAM(Multi-Bank DRAM,多插槽動態隨機存取存儲器) MoSys公司提出的一種內存規格,其內部分成數個類別不同的小儲存庫 (BANK),也即由數個屬立的小單位矩陣所構成,每個儲存庫之間以高於外部的資料速度相互連接,一般應用於高速顯示卡或加速卡中,也有少數主機板用於L2高速緩存中。 08.WRAM(Window RAM,窗口隨機存取存儲器) 韓國Samsung公司開發的內存模式,是VRAM內存的改良版,不同之處是它的控制線路有一、二十組的輸入/輸出控制器,並採用EDO的資料存取模式,因此速度相對較快,另外還提供了區塊搬移功能(BitBlt),可應用於專業繪圖工作上。 09.RDRAM(Rambus DRAM,高頻動態隨機存取存儲器) Rambus公司獨立設計完成的一種內存模式,速度一般可以達到500~530MB/s,是DRAM的10倍以上。但使用該內存後內存控制器需要作相當大的改變,因此它們一般應用於專業的圖形加速適配卡或者電視游戲機的視頻內存中。 10.SDRAM(Synchronous DRAM,同步動態隨機存取存儲器) 這是一種與CPU實現外頻Clock同步的內存模式,一般都採用168Pin的內存模組,工作電壓為3.3V。 所謂clock同步是指內存能夠與CPU同步存取資料,這樣可以取消等待周期,減少數據傳輸的延遲,因此可提升計算機的性能和效率。 11.SGRAM(Synchronous Graphics RAM,同步繪圖隨機存取存儲器)DRAM的改良版,它以區塊Block,即每32bit為基本存取單位,個別地取回或修改存取的資料,減少內存整體讀寫的次數,另外還針對繪圖需要而增加了繪圖控制器,並提供區塊搬移功能(BitBlt),效率明顯高於SDRAM。 12.SB SRAM(Synchronous Burst SRAM,同步爆發式靜態隨機存取存儲器) 一般的SRAM是非同步的,為了適應CPU越來越快的速度,需要使它的工作時脈變得與系統同步,這就是SB SRAM產生的原因。 13.PB SRAM(Pipeline Burst SRAM,管線爆發式靜態隨機存取存儲器) CPU外頻速度的迅猛提升對與其相搭配的內存提出了更高的要求,管線爆發式SRAM取代同步爆發式SRAM成為必然的選擇,因為它可以有效地延長存取時脈,從而有效提高訪問速度。 14.DDR SDRAM(Double Data Rate二倍速率同步動態隨機存取存儲器) 作為SDRAM的換代產品,它具有兩大特點:其一,速度比SDRAM有一倍的提高;其二,採用了DLL(Delay Locked Loop:延時鎖定迴路)提供一個數據濾波信號。這是目前內存市場上的主流模式。 15.SLDRAM (Synchronize Link,同步鏈環動態隨機存取存儲器) 這是一種擴展型SDRAM結構內存,在增加了更先進同步電路的同時,還改進了邏輯控制電路,不過由於技術顯示,投入實用的難度不小。 16.CDRAM(CACHED DRAM,同步緩存動態隨機存取存儲器) 這是三菱電氣公司首先研製的專利技術,它是在DRAM晶元的外部插針和內部DRAM之間插入一個SRAM作為二級CACHE使用。當前,幾乎所有的CPU都裝有一級CACHE來提高效率,隨著CPU時鍾頻率的成倍提高,CACHE不被選中對系統性能產生的影響將會越來越大,而CACHE DRAM所提供的二級CACHE正好用以補充CPU一級CACHE之不足,因此能極大地提高CPU效率。 17.DDRII (Double Data Rate Synchronous DRAM,第二代同步雙倍速率動態隨機存取存儲器) DDRII 是DDR原有的SLDRAM聯盟於1999年解散後將既有的研發成果與DDR整合之後的未來新標准。DDRII的詳細規格目前尚未確定。 18.DRDRAM (Direct Rambus DRAM) 是下一代的主流內存標准之一,由Rambus 公司所設計發展出來,是將所有的接腳都連結到一個共同的Bus,這樣不但可以減少控制器的體積,已可以增加資料傳送的效率。

⑽ 簡要說明計算機系統的構成與工作原理

計算機的工作原理

半個世紀以來,計算機已發展成為一個龐大的家族,盡管各種類型的性能、結構、應用等方面存在著差別,但是它們的基本組成結構卻是相同的。現在我們所使用的計算機硬體系統的結構一直沿用了由美籍著名數學家馮?諾依曼提出的模型,它由運算器、控制器、存儲器、輸入設備、輸出設備五大功能部件組成。

隨著信息技術的發展,各種各樣的信息,例如:文字、圖像、聲音等經過編碼處理,都可以變成數據。於是,計算機就能夠實現多媒體信息的處理。

各種各樣的信息,通過輸入設備,進入計算機的存儲器,然後送到運算器,運算完畢把結果送到存儲器存儲,最後通過輸出設備顯示出來。整個過程由控制器進行控制。

計算機系統的基本硬體組成及工作原理示意圖

動態隨機存儲器使用半導體器件中分布電容上有無電荷來表示 「0」和 「1」的,因為保存在分布電容上的電荷會隨著電容器的漏電而逐步消失,所以需要周期性的給電容充電,稱為刷新。這類存儲器集成度高、價格低、存儲速度慢。

隨機存儲器存儲當前使用的程序和數據,一旦機器斷電,就會丟失數據,而且無法恢復。因此,用戶在操作計算機過程中應養成隨時存檔的習慣,以免斷電時丟失數據。

②ROM

只讀存儲器(ROM)只能做讀出操作而不能做寫入操作。只讀存儲器中的信息是在製造時用專門的設備一次性寫入的,只讀存儲器用來存放固定不變重復執行的程序,只讀存儲器中的內容是永久性的,即使關機或斷電也不會消失。

目前,有多種形式的只讀存儲器,它們在特定條件下可以擦除,重寫信息,常見的有如下幾種:

PROM:可編程的只讀存儲器。 (Programmable ROM)

EPROM:可擦除的可編程只讀存儲器。(Erasable ROM)

EEPROM:可用電擦除的可編程只讀存儲器。(Electronic Erasable ROM / E2PROM )

CPU(運算器和控制器)和主存儲器組成了計算機的主機部分。

(2)外存儲器

外存儲器大都採用磁性和光學材料製成。與內存儲器相比,外存儲器的特點是存儲容量大,價格較低,而且在斷電的情況下也可以長期保存信息,所以稱為永久性存儲器。缺點是存取速度比內存儲器慢(依靠機械轉動選擇數據區域),常見的外存儲器有以下幾種:

硬碟:硬碟的特點是可靠性高,存儲容量大,讀寫速度快,對環境要求不高。缺點是不便於攜帶,切工作時應避免振動。

光碟:光碟是用光學的方式製成的,光碟碟片上有一層可塑材料。寫入數據時,永高能激光束照射光碟片,可在可塑層上灼出極小的坑,並以有無小坑表示數字 「 0」和 「 1」,當數據全部寫入光碟後,再在可塑層上噴塗一層金屬材料,這樣光碟就不能再寫入數據。再讀出數據時,永低能激光束入射光碟,利用盤表面上的小坑和平面處的不同反射來區分 「 0」和 「 1」。目前微型計算機中大都配有隻讀式光碟(COMPACT DISK READ ONLY MEMORY,簡稱 CD-ROM),每張關盤容量可達 650MB,DVD可達4G,可存放程序,文本,圖象,音樂和電影等各種信息。

4、輸入設備

鍵盤(Keyboard )、滑鼠(Mouse )、手寫筆、觸摸屏、麥克風 、掃描儀(Scanner )、條形碼掃描、視 頻輸入設備。

5、輸出設備

o顯示器(Monitor ):目前主要有 CRT (陰極射線管)顯示器和 LCD 液晶顯示器。

o列印機(Printer ):主要有針式列印機、噴墨列印機、激光列印機。

o繪圖儀 o音箱

*匯流排

計算機匯流排是一組連接各個部件的公共通信線。計算機中的各個部件是通過匯流排相連的,因此各個部件間的通信關系變成面向匯流排的單一關系。但是任一瞬間匯流排上只能出現一個部件發往另一個部件的信息,這意味著匯流排只能分時使用,而這是需要加以控制的。匯流排使用權的控制是設計計算機系統時要認真考慮的重要問題。

匯流排是一組物理導線,並非一根。根據匯流排上傳送的信息不同,分為數據匯流排DB(Data Bus)、地址匯流排AB(Address Bus)和控制匯流排CB(Control Bus)。

① 地址匯流排

地址匯流排傳送地址信息。地址是識別信息存放位置的編號,主存儲器的每個存儲單元及 I/O介面中不同的設備都有各自不同的地址。地址匯流排是 CPU向主存儲器和 I/O介面傳送地址信息的通道,它是自 CPU向外傳輸的單向匯流排。 地址匯流排的位數決定了CPU可直接定址的內存空間大小,比如8位微機的地址匯流排為16位,則其最大可定址空間為2^16=64KB,16位微型機的地址匯流排為20位,其可定址空間為2^20=1MB。一般來說,若地址匯流排為n位,則可定址空間為2n位元組。

②數據匯流排

數據匯流排傳送系統中的數據或指令。數據匯流排是雙向匯流排,一方面作為 CPU向主存儲器和 I/O介面傳送數據的通道。另一方面,是主存儲器和 I/O介面向 CPU傳送數據的通道,數據匯流排的寬度與 CPU的字長有關。通常與微處理的字長相一致。例如Intel 8086微處理器字長16位,其數據匯流排寬度也是16位。需要指出的是,數據的含義是廣義的,它可以是真正的數據,也可以指令代碼或狀態信息,有時甚至是一個控制信息,因此,在實際工作中,數據匯流排上傳送的並不一定僅僅是真正意義上的數據。

③控制匯流排

控制匯流排傳送控制信號。控制匯流排是 CPU向主存儲器和 I/O介面發出命令信號的通道,又是外界向 CPU傳送狀態信息的通道。

我們通常用匯流排寬度和匯流排頻率來表示匯流排的特徵。匯流排寬度為一次能並行傳輸的二進制位數,即 32位匯流排一次能傳送 32位數據, 64位一次能傳送 64位數據。匯流排頻率則用來表示匯流排的速度。