⑴ 存儲器的主要功能是什麼為什麼要把存儲系統分成若干個不同層次
一、存儲器的主要功能:
1、隨機存取存儲器(RAM)。
2、只讀存儲器(ROM)。
3、快閃記憶體(Flash Memory)。
4、先進先出存儲器(FIFO)。
5、先進後出存儲器(FILO)。
二、存儲器分為若干個層次主要原因:
1、合理解決速度與成本的矛盾,以得到較高的性能價格比。
磁碟存儲器價格較便宜,可以把容量做得很大,但存取速度較慢,因此用作存取次數較少,且需存放大量程序、原始數據(許多程序和數據是暫時不參加運算的)和運行結果的外存儲器。
2、使用磁碟作為外存,不僅價格便宜,可以把存儲容量做得很大,而且在斷電時它所存放的信息也不丟失,可以長久保存,且復制、攜帶都很方便。
(1)存儲器存取為啥要有四種方式擴展閱讀:
存儲器可做處理器,未來裝置有望更加輕薄短小:
有一群跨國研究團隊做了實驗,並真的成功運用存儲器執行一般電腦晶元的運算任務,倘若技術成熟,將有望使手機與電腦等裝置更加輕薄。
新加坡南洋理工大學、德國亞琛阿亨工業大學和歐洲最大的跨學科研究中心德國尤利希研究中心組成的研究團隊發現,在調整演演算法後,存儲器能如英特爾、高通等傳統處理器一般,進行運算處理。
目前市面上的裝置或電腦都是透過CPU從存儲器提取資訊進行運算處理,以二進制0跟1來實現指令,如字母A是用「01000001」這樣8位元的形式來處理或紀錄。而存儲器ReRAM透過不同電阻態代表0或1的數據狀態儲存資訊,其實還可實現更高基數的數據狀態記錄。
研究團隊就將ReRAM原型(prototype)調整為0、1、2的三進制,透過這樣的高基數運算系統可加速運算任務,並於存儲器就可進行邏輯運算。也節省了處理器與存儲器間數據傳輸的時間與功耗的消耗。
研究參與人之一、南洋理工大學資訊工程學系助理教授Chattopadhyay解釋,這就像一段很長的會話卻只用一個極小的翻譯器來轉換,是一段耗時且費力的過程,團隊所做的就是增加這個小型翻譯器的處理容量,使其能更有效的處理數據。
⑵ 計算機有哪些存儲結構
計算機存儲來說一般有四種方式:
(1)順序存儲方法
該方法把邏輯上相鄰的結點存儲在物理位置上相鄰的存儲單元里,結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接關系來體現。
由此得到的存儲表示稱為順序存儲結構
(Sequential
Storage
Structure),通常藉助程序語言的數組描述。
該方法主要應用於線性的數據結構。非線性的數據結構也可通過某種線性化的方法實現順序存儲。
(2)鏈接存儲方法
該方法不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上亦相鄰,結點間的邏輯關系由附加的指針欄位表示。由此得到的存儲表示稱為鏈式存儲結構(Linked
Storage Structure),通常藉助於程序語言的指針類型描述。
(3)索引存儲方法
該方法通常在儲存結點信息的同時,還建立附加的索引表。
索引表由若干索引項組成。若每個結點在索引表中都有一個索引項,則該索引表稱之為稠密索引(Dense Index)。若一組結點在索引表中只對應一個索引項,則該索引表稱為稀疏索引(Spare
Index)。索引項的一般形式是:
關鍵字是能唯一標識一個結點的那些數據項。稠密索引中索引項的地址指示結點所在的存儲位置;稀疏索引中索引項的地址指示一組結點的起始存儲位置。
(4)散列存儲方法
該方法的基本思想是:根據結點的關鍵字直接計算出該結點的存儲地址。
四種基本存儲方法,既可單獨使用,也可組合起來對數據結構進行存儲映像。
同一邏輯結構採用不同的存儲方法,可以得到不同的存儲結構。選擇何種存儲結構來表示相應的邏輯結構,視具體要求而定,主要考慮運算方便及演算法的時空要求。
⑶ 常用的存儲表示方法有哪幾種
摘要 數據結構的存儲方式有順序存儲方法、鏈接存儲方法、索引存儲方法和散列存儲方法這四種。
⑷ 計算機有哪些存儲結構
在計算機中存儲和組織數據的方式被稱之為數據結構,鏈表和數組是較為常見的兩種結構。
1、數組
數組就像一個個緊挨著的小格子,每一個格子都有它們自己的序號,這個序號被稱之為「索引」。與生活中不太相同的是,平時計數習慣以「1」開始,而在計算機中,「0」是開頭的第一個數字。
數組中的數據,在計算機的存儲器中,也是按順序存儲在連續的位置中。當我們尋找需要的數據時,通過格子中的索引,便可以找到數據。
2、鏈表
鏈表的存儲方式有些像地址和住宅的關系,地址可以寫在一張紙上,但是這並不代表住宅也緊密相鄰。鏈表中的數據在計算機中也是分散地存儲在各個地方,但是鏈表裡面除了存儲數據,還存儲了下一個數據的地址,以便於找到下一個數據。
與數組不同的是,鏈表儲存數據不像數組一樣,需要提前設定大小,就像火車的車廂長度是隨著乘客的數量而增加的。
(4)存儲器存取為啥要有四種方式擴展閱讀
數據的鏈式存儲結構可用鏈接表來表示。
其中data表示值域,用來存儲節點的數值部分。Pl,p2,…,Pill(1n≥1)均為指針域,每個指針域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點(以後簡稱為後繼結點或前驅結點)的存儲位置。
通過結點的指針域(又稱為鏈域)可以訪問到對應的後繼結點或前驅結點,若一個結點中的某個指針域不需要指向其他結點,則令它的值為空(NULL)。
在數據的順序存儲中,由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到,所以訪問元素的時間都相同;而在數據的鏈接存儲中。
由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中,所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到,訪問任一元素的時間與該元素結點在鏈式存儲結構中的位置有關。
⑸ 計算機與外設之間數據傳送方式有幾種各有什麼特點
有四種。
1、無條件傳送方式,最簡單的傳送方式,所配置的硬體和軟體最少。
2、查詢傳送方式,CPU的利用受到影響,陷於等待和反復查詢、不能再作他用;而且,這種方法不能處理掉電、設備故障等突發事件。
3、中斷傳送方式,是計算機最常用的數據傳送方式,可隨時向CPU發中斷請求信號,以便及時響應,及時處理,實現實時控制。
4、直接數據通道傳送方式,不經過CPU中轉,也不通過中斷服務程序,既不需要保存、恢復斷點和現場,所以傳送數據的速度比中斷方式更快。
(5)存儲器存取為啥要有四種方式擴展閱讀
無條件傳送方式
無條件傳送方式是在假定外設已經准備好的情況下,直接利用輸入指令(IN指令)或輸出指令(OUT指令)與外設傳送數據,而不去檢查(查詢)外設的工作狀態。這種傳送方式的優點是控製程序簡單。但它必須是在外設已經准備好的情況下才能使用,否則傳送就會出錯。
所以在實際應用中無條件傳送方式使用較少,只用於一些較簡單外設的操作,如對開關信號的輸入,對LED顯示器的輸出等。
在此情況下,外設總是准備好的,它可以無條件地隨時接收CPU發來的輸出數據,也能夠無條件地隨時向CPU提供需要輸入 的數據。
程序查詢傳送方式
程序查詢傳送方式也稱為條件傳送方式。在這種方式下,利用查詢方式進行輸入輸出,就是CPU通過執行程序查詢外設的狀態,判斷外設是否准備好接收數據或准備好了向CPU輸入的數據。根據這種狀態,CPU有針對性地為外設的輸入輸出服務。
一個用戶程序的執行自始至終是在操作系統控制下進行的。一個用戶將他要解決的問題用某一種程序設計語言編寫了一個程序後就將該程序連同對它執行的要求輸入到計算機內,操作系統就根據要求控制這個用戶程序的執行直到結束。
操作系統控制用戶的執行主要有以下一些內容:調入相應的編譯程序,將用某種程序設計語言編寫的源程序編譯成計算機可執行的目標程序,分配內存儲等資源將程序調入內存並啟動,按用戶指定的要求處理執行中出現的各種事件以及與操作員聯系請示有關意外事件的處理等。
中斷傳送方式是指當外設需要與CPU進行信息交換時,由外設向CPU發出請求信號,使CPU暫停正在執行的程序,轉去執行數據的輸入/輸出操作,數據傳送結束後,CPU再繼續執行被暫停的程序。
目前的微處理器都具有中斷功能,而且已經不僅僅局限於數據的輸入/輸出,而是在更多的方面有重要的應用。例如實時控制、故障處理以及BIOS和DOS功能調用等。
中斷傳送方式的優點是:CPU不必查詢等待,工作效率高,CPU與外設可以並行工作;由於外設具有申請中斷的主動權,故系統實時性比查詢方式要好得多。但採用中斷傳送方式的介面電路相對復雜,而且,每進行一次數據傳送就要中斷一次CPU。
CPU每次響應中斷後,都要轉去執行中斷處理程序,都要進行斷點和現場的保護和恢復,浪費了很多CPU的時間。故這種傳送方式一般適合於少量的數據傳送。對於大批量數據的輸入/輸出,可採用高速的直接存儲器存取方式,即DMA方式。
DMA傳送方式是在存儲器和外設之間、存儲器和存儲器之間直接進行數據傳送(如磁碟與內存間交換數據、高速數據採集、內存和內存間的高速數據塊傳送等),傳送過程無需CPU介入,這樣,在傳送時就不必進行保護現場等一系列額外操作,傳輸速度基本取決於存儲器和外設的速度。
DMA傳送方式需要一個專用介面晶元DMA控制器(DMAC)對傳送過程加以控制和管理。
進行DMA傳送期間,CPU放棄匯流排控制權,將系統匯流排交由DMAC控制,由DMAC發出地址及讀/寫信號來實現高速數據傳輸。傳送結束後DMAC再將匯流排控制權交還給CPU。一般微處理器都設有用於DMA傳送的聯絡線。
DMAC中主要包括一個控制狀態寄存器、一個地址寄存器和一個位元組計數器,在傳送開始前先要對這些寄存器進行初始化,一旦傳送開始,整個過程便全部由硬體實現,所以數據傳送速率非常高。
⑹ 數據結構的存儲方式有哪幾種
數據結構的存儲方式有順序存儲方法、鏈接存儲方法、索引存儲方法和散列存儲方法這四種。
1、順序存儲方式:順序存儲方式就是在一塊連續的存儲區域一個接著一個的存放數據,把邏輯上相連的結點存儲在物理位置上相鄰的存儲單元里,結點間的邏輯關系由存儲單元的鄰接掛安息來體現。順序存儲方式也稱為順序存儲結構,一般採用數組或者結構數組來描述。
2、鏈接存儲方法:它比較靈活,其不要求邏輯上相鄰的結點在物理位置上相鄰,結點間的邏輯關系由附加的引用欄位表示。一個結點的引用欄位往往指導下一個結點的存放位置。鏈接存儲方式也稱為鏈接式存儲結構,一般在原數據項中增加應用類型來表示結點之間的位置關系。
3、索引存儲方法:除建立存儲結點信息外,還建立附加的索引表來標識結點的地址。它細分為兩類:稠密索引:每個結點在索引表中都有一個索引項,索引項的地址指示結點所在的的存儲位置;稀疏索引:一組結點在索引表中只對應一個索引項,索引項的地址指示一組結點的起始存儲位置。
4、散列存儲方法:就是根據結點的關鍵字直接計算出該結點的存儲地址。
(6)存儲器存取為啥要有四種方式擴展閱讀
順序存儲和鏈接存儲的基本原理
在順序存儲中,每個存儲空間含有所存元素本身的信息,元素之間的邏輯關系是通過數組下標位置簡單計算出來的線性表的順序存儲,若一個元素存儲在對應數組中的下標位置為i,則它的前驅元素在對應數組中的下標位置為i-1,它的後繼元素在對應數組中的下標位置為i+1。
在鏈式存儲結構中,存儲結點不僅含有所存元素本身的信息,還含有元素之間邏輯關系的信息。數據的鏈式存儲結構可用鏈接表來表示。其中data表示值域,用來存儲節點的數值部分。Pl,p2,…,Pill(1n≥1)均為指針域,每個指針域為其對應的後繼元素或前驅元素所在結點的存儲位置。
在數據的順序存儲中,由於每個元素的存儲位置都可以通過簡單計算得到,所以訪問元素的時間都相同;而在數據的鏈接存儲中,由於每個元素的存儲位置保存在它的前驅或後繼結點中,所以只有當訪問到其前驅結點或後繼結點後才能夠按指針訪問到,訪問任一元素的時間與該元素結點在鏈式存儲結構中的位置有關。
⑺ 儲存器有幾種
存儲器分為隨機存儲器、只讀存儲器、外存儲器三類。
隨機存儲器
隨機存取存儲器(英語:Random Access Memory,縮寫:RAM),也叫主存,是與CPU直接交換數據的內部存儲器。它可以隨時讀寫,而且速度很快,通常作為操作系統或其他正在運行中的程序的臨時數據存儲介質。
只讀存儲器
只讀存儲器(英語:Read-Only Memory,簡稱:ROM)。ROM所存數據,一般是裝入整機前事先寫好的,整機工作過程中只能讀出,而不像隨機存儲器那樣能快速地、方便地加以改寫。ROM所存數據穩定 ,斷電後所存數據也不會改變;其結構較簡單,讀出較方便,因而常用於存儲各種固定程序和數據。
外存儲器
外儲存器是指除計算機內存及CPU緩存以外的儲存器,此類儲存器一般斷電後仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬碟、軟盤、光碟、U盤等。
⑻ 3,存儲器為什麼要分成內儲器和外儲器兩種二者有什麼區別
原因:
因為內、外存儲器的作用不同。內存儲器比外存儲器速度快,而且快很多。CPU在運行程序的時候會把常用的代碼或者數據存放到內存儲器中,這樣就能快速的調用。
內存與外存的區別:
1、內存儲器是執行程序時的臨時存儲區,掉電後數據全部丟失;外存儲器是用來存儲原始數據和運算結果的,需要長期保存,掉電後數據不會丟失。
2、內存儲器最突出的特點是存取速度快,但是容量小、價格貴;外存儲器的特點是容量大、價格低,但是存取速度慢。
3、內存儲器用於存放那些立即要用的程序和數據;外存儲器用於存放暫時不用的程序和數據。
(8)存儲器存取為啥要有四種方式擴展閱讀:
內存的分類:
1、RAM也叫隨機存儲器,是Random Access Memory的英文縮寫。RAM中存儲當前使用的程序、數據、中間結果和與外存交換的數據,CPU可以根據需要直接讀或寫RAM中的內容。
2、ROM:只能讀出操作而不能寫入操作,是Read Only Memory的意思。
存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內存儲器(簡稱內存),輔助存儲器又稱外存儲器(簡稱外存)。
內存儲器最突出的特點是存取速度快,但是容量小、價格貴;外存儲器的特點是容量大、價格低,但是存取速度慢。內存儲器用於存放那些立即要用的程序和數據;外存儲器用於存放暫時不用的程序和數據。內存儲器和外存儲器之間常常頻繁地交換信息。外存通常是磁性介質或光碟,像硬碟,軟盤,磁帶,CD等,能長期保存信息,並且不依賴於電來保存信息,但是由機械部件帶動,速度與CPU相比就顯得慢得多。
網路-內存儲器
網路-外存儲器
⑼ 計算機儲存器為什麼要分內外存/分內外存的必要性。
內存速度快,但造價高,所以容量有限;外存速度慢,但造價便宜,可以擴展得比較大。
這兩種內存是相輔相成的,外存可以保存大量待處理數據或者處理結果,內存可以利用速度快的優勢,將數據從外存分小批調入處理然後再保存到外存去,外存如果容量不足還可以再保存到更便宜、尺寸更大、操作更慢的外存中去,或者從它上面讀取數據。
計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。
計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期保存信息。
(9)存儲器存取為啥要有四種方式擴展閱讀:
以存儲體(大量存儲單元組成的陣列)為核心,加上必要的地址解碼、讀寫控制電路,即為存儲集成電路;再加上必要的I/O介面和一些額外的電路如存取策略管理,則形成存儲晶元,比如手機中常用的存儲晶元。
得益於新的IC製造或晶元封裝工藝,現在已經有能力把DRAM和FLASH存儲單元集成在單晶元里。存儲晶元再與控制晶元及時鍾、電源等必要的組件集成在電路板上構成整機,就是一個存儲產品。
存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能,因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電,應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的。
⑽ 存儲器為什麼分為內存和外存
內存一般指的是隨機存取存儲器,簡稱RAM。前面提到靜態內存(SRAM)用作系統的高速緩存,而我們平常所提到的電腦的內存指的是動態內存,即DRAM。除此之外,還有各種用途的內存,如顯示卡使用的VRAM,存儲系統設置信息的CMOS
RAM等。
動態內存中所謂的「動態」,指的是當我們將數據寫入DRAM後,經過一段時間,數據會丟失,因此需要一個內存刷新(Memory
Refresh)的操作,這要額外設計一個電路。
我們可以這樣理解:一個DRAM的存儲單元存儲的是0還是1取決於電容是否有電荷,有電荷代表1,無電荷代表0。但時間一長,代表1的電容會放電,代表0的電容會吸收電荷,這就是數據丟失的原因;
刷新操作定期對電容進行檢查,若電量大於滿電量的1/2,則認為其代表1,並把電容充滿電;若電量小於1/2,則認為其代表0,並把電容放電,籍此來保持數據的連續性。有了刷新操作,動態內存的存取速度比靜態內存要慢很多。
內存的數據傳輸量很大,難免發生錯誤,在較高要求時,需要有檢驗錯誤和修正錯誤的功能
存儲器分為內部存儲器(內存)和外部存儲器(外存)。
①內存
內存是電腦內部臨時存放數據的地方,供CPU直接讀取,存放在其中的數據要靠電來維持,一旦斷電就會丟失。因此,在操作電腦時,應及時地將需要保存的信息進行保存。
內存的特點是:容量小,速度極快,臨時存放數據。
②外存
外存包括軟盤、硬碟和光碟,存放在其中的數據靠磁來維持,因此可永久保存數據。
外存的特點:容量很大,速度較慢,可永久保存數據。
因為系統需要存儲大量的訊息,所以就需要一個長久固定的存儲器,即使是斷電也會保存數據的——硬碟就誕生了,他即使在沒有電流供應的條件下也能保存海量的數據,但是缺點是傳輸速度慢。
我們通常運行數據的時候如果都是通過硬碟到cpu那麼無形中就會形成很大的瓶頸,因為硬碟的傳輸速度實在太慢了,這個時候就急需一種在帶電的時候能保存數據,而且不用容量太大,傳輸速度快的媒介-內存就誕生了,他的傳輸速度很快,把硬碟里很多可能要用到的數據先放到內存,然後讓CPU再讀取,這樣速度就快了很多。這就類似於CPU的二級緩存和內存之間的關系。
存儲器分為內部存儲器(內存)和外部存儲器(外存)。
①內存
內存是電腦內部臨時存放數據的地方,供CPU直接讀取,存放在其中的數據要靠電來維持,一旦斷電就會丟失。因此,在操作電腦時,應及時地將需要保存的信息進行保存。
內存的特點是:容量小,速度極快,臨時存放數據。
②外存
外存包括軟盤、硬碟和光碟,存放在其中的數據靠磁來維持,因此可永久保存數據。
外存的特點:容量很大,速度較慢,可永久保存數據。
這位答得最好,可以看看計算機基礎的書,介紹計算機硬體結構的一節,區分內存儲器和外存儲器,注意只讀存儲器ROM,和讀寫存儲器RAM的區別