㈠ 存儲器的原理是什麼
存儲器講述工作原理及作用
介紹
存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等;在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。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。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。
2.按存取方式分類
(1)隨機存儲器(RAM)：如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。
(2)串列訪問存儲器(SAS)：如果存儲器只能按某種順序來存取，也就是說，存取時間與存儲單元的物理位置有關，則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器，如磁帶，信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器，如磁碟存儲器，它介於順序存取和隨機存取之間。
(3)只讀存儲器(ROM)：只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM)，可擦除可編程ROM(EPROM)，電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。
3.按信息的可保存性分類
非永久記憶的存儲器：斷電後信息就消失的存儲器，如半導體讀/寫存儲器RAM。
永久性記憶的存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器，如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM。
4.按在計算機系統中的作用分
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，目前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。
能力影響
從寫命令轉換到讀命令，在某個時間訪問某個地址，以及刷新數據等操作都要求數據匯流排在一定時間內保持休止狀態，這樣就不能充分利用存儲器通道。此外，寬並行匯流排和DRAM內核預取都經常導致不必要的大數據量存取。在指定的時間段內，存儲器控制器能存取的有用數據稱為有效數據速率，這很大程度上取決於系統的特定應用。有效數據速率隨著時間而變化，常低於峰值數據速率。在某些系統中，有效數據速率可下降到峰值速率的10%以下。
通常，這些系統受益於那些能產生更高有效數據速率的存儲器技術的變化。在CPU方面存在類似的現象，最近幾年諸如AMD和 TRANSMETA等公司已經指出，在測量基於CPU的系統的性能時，時鍾頻率不是唯一的要素。存儲器技術已經很成熟，峰值速率和有效數據速率或許並不比以前匹配的更好。盡管峰值速率依然是存儲器技術最重要的參數之一，但其他結構參數也可以極大地影響存儲器系統的性能。
影響有效數據速率的參數
有幾類影響有效數據速率的參數，其一是導致數據匯流排進入若干周期的停止狀態。在這類參數中，匯流排轉換、行周期時間、CAS延時以及RAS到CAS的延時(tRCD)引發系統結構中的大部分延遲問題。
匯流排轉換本身會在數據通道上產生非常長的停止時間。以GDDR3系統為例，該系統對存儲器的開放頁不斷寫入數據。在這期間，存儲器系統的有效數據速率與其峰值速率相當。不過，假設100個時鍾周期中，存儲器控制器從讀轉換到寫。由於這個轉換需要6個時鍾周期，有效的數據速率下降到峰值速率的 94%。在這100個時鍾周期中，如果存儲器控制器將匯流排從寫轉換到讀的話，將會丟失更多的時鍾周期。這種存儲器技術在從寫轉換到讀時需要15個空閑周期，這會將有效數據速率進一步降低到峰值速率的79%。表1顯示出針幾種高性能存儲器技術類似的計算結果。
顯然，所有的存儲器技術並不相同。需要很多匯流排轉換的系統設計師可以選用諸如XDR、RDRAM或者DDR2這些更高效的技術來提升性能。另一方面，如果系統能將處理事務分組成非常長的讀寫序列，那麼匯流排轉換對有效帶寬的影響最小。不過，其他的增加延遲現象，例如庫(bank)沖突會降低有效帶寬，對性能產生負面影響。
DRAM技術要求庫的頁或行在存取之前開放。一旦開放，在一個最小周期時間，即行周期時間(tRC)結束之前，同一個庫中的不同頁不能開放。對存儲器開放庫的不同頁存取被稱為分頁遺漏，這會導致與任何tRC間隔未滿足部分相關的延遲。對於還沒有開放足夠周期以滿足tRC間隙的庫而言，分頁遺漏被稱為庫沖突。而tRC決定了庫沖突延遲時間的長短，在給定的DRAM上可用的庫數量直接影響庫沖突產生的頻率。
大多數存儲器技術有4個或者8個庫，在數十個時鍾周期具有tRC值。在隨機負載情況下，那些具有8個庫的內核比具有4個庫的內核所發生的庫沖突更少。盡管tRC與庫數量之間的相互影響很復雜，但是其累計影響可用多種方法量化。
存儲器讀事務處理
考慮三種簡單的存儲器讀事務處理情況。第一種情況，存儲器控制器發出每個事務處理，該事務處理與前一個事務處理產生一個庫沖突。控制器必須在打開一個頁和打開後續頁之間等待一個tRC時間，這樣增加了與頁循環相關的最大延遲時間。在這種情況下的有效數據速率很大程度上決定於I/O，並主要受限於DRAM內核電路。最大的庫沖突頻率將有效帶寬削減到當前最高端存儲器技術峰值的20%到30%。
在第二種情況下，每個事務處理都以隨機產生的地址為目標。此時，產生庫沖突的機會取決於很多因素，包括tRC和存儲器內核中庫數量之間的相互作用。tRC值越小，開放頁循環地越快，導致庫沖突的損失越小。此外，存儲器技術具有的庫越多，隨機地址存取庫沖突的機率就越小。
第三種情況，每個事務處理就是一次頁命中，在開放頁中定址不同的列地址。控制器不必訪問關閉頁，允許完全利用匯流排，這樣就得到一種理想的情況，即有效數據速率等於峰值速率。
第一種和第三種情況都涉及到簡單的計算，隨機情況受其他的特性影響，這些特性沒有包括在DRAM或者存儲器介面中。存儲器控制器仲裁和排隊會極大地改善庫沖突頻率，因為更有可能出現不產生沖突的事務處理，而不是那些導致庫沖突的事務處理。
然而，增加存儲器隊列深度未必增加不同存儲器技術之間的相對有效數據速率。例如，即使增加存儲器控制隊列深度，XDR的有效數據速率也比 GDDR3高20%。存在這種增量主要是因為XDR具有更高的庫數量以及更低的tRC值。一般而言，更短的tRC間隔、更多的庫數量以及更大的控制器隊列能產生更高的有效帶寬。
實際上，很多效率限制現象是與行存取粒度相關的問題。tRC約束本質上要求存儲器控制器從新開放的行中存取一定量的數據，以確保數據管線保持充滿。事實上，為保持數據匯流排無中斷地運行，在開放一個行之後，只須讀取很少量的數據，即使不需要額外的數據。
另外一種減少存儲器系統有效帶寬的主要特性被歸類到列存取粒度范疇，它規定了每次讀寫操作必須傳輸的數據量。與之相反，行存取粒度規定每個行激活(一般指每個RAS的CAS操作)需要多少單獨的讀寫操作。列存取粒度對有效數據速率具有不易於量化的巨大影響。因為它規定一個讀或寫操作中需要傳輸的最小數據量，列存取粒度給那些一次只需要很少數據量的系統帶來了問題。例如，一個需要來自兩列各8位元組的16位元組存取粒度系統，必須讀取總共32位元組以存取兩個位置。因為只需要32個位元組中的16個位元組，系統的有效數據速率降低到峰值速率的50%。匯流排帶寬和脈沖時間長度這兩個結構參數規定了存儲器系統的存取粒度。
匯流排帶寬是指連接存儲器控制器和存儲器件之間的數據線數量。它設定最小的存取粒度，因為對於一個指定的存儲器事務處理，每條數據線必須至少傳遞一個數據位。而脈沖時間長度則規定對於指定的事務處理，每條數據線必須傳遞的位數量。每個事務處理中的每條數據線只傳一個數據位的存儲技術，其脈沖時間長度為1。總的列存取粒度很簡單：列存取粒度=匯流排寬度×脈沖時間長度。
很多系統架構僅僅通過增加DRAM器件和存儲匯流排帶寬就能增加存儲系統的可用帶寬。畢竟，如果4個400MHz數據速率的連接可實現 1.6GHz的總峰值帶寬，那麼8個連接將得到3.2GHz。增加一個DRAM器件，電路板上的連線以及ASIC的管腳就會增多，總峰值帶寬相應地倍增。
首要的是，架構師希望完全利用峰值帶寬，這已經達到他們通過物理設計存儲器匯流排所能達到的最大值。具有256位甚或512位存儲匯流排的圖形控制器已並不鮮見，這種控制器需要1,000個，甚至更多的管腳。封裝設計師、ASIC底層規劃工程師以及電路板設計工程師不能找到採用便宜的、商業上可行的方法來對這么多信號進行布線的矽片區域。僅僅增加匯流排寬度來獲得更高的峰值數據速率，會導致因為列存取粒度限制而降低有效帶寬。
假設某個特定存儲技術的脈沖時間長度等於1，對於一個存儲器處理，512位寬系統的存取粒度為512位(或者64位元組)。如果控制器只需要一小段數據，那麼剩下的數據就被浪費掉，這就降低了系統的有效數據速率。例如，只需要存儲系統32位元組數據的控制器將浪費剩餘的32位元組，進而導致有效的數據速率等於50%的峰值速率。這些計算都假定脈沖時間長度為1。隨著存儲器介面數據速率增加的趨勢，大多數新技術的最低脈沖時間長度都大於1。
選擇技巧
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(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外，在選擇過程中，存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統，微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求，而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時，需要考慮一些設計參數，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。
選擇存儲器時應遵循的基本原則
1、內部存儲器與外部存儲器
一般情況下，當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後，設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下，內部存儲器的性價比最高但靈活性最低，因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長，以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮，人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器，因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心，因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。目前市場上存在各種規模的外部存儲器器件，我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器，或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器，也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。
2、引導存儲器
在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中，設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼，以及是否需要專門的引導存儲器。例如，如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面，通常使用內部存儲器，而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排，在這種情況下，引導代碼將駐留在內部存儲器中，而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法，因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下，引導存儲器都必須是非易失性存儲器。
可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求，但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時，把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如，一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型，在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前，設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。
㈡ 存儲器為什麼能存儲數據
儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序和數據。
構成存儲器的存儲介質，目前主要採用半導體器件和磁性材料。存儲器中最小的存儲單位就是一個雙穩態半導體電路或一個CMOS晶體管或磁性材料的存儲元，它可存儲一個二進制代碼。由若干個存儲元組成一個存儲單元，然後再由許多存儲單元組成一個存儲器。
㈢ 存儲器存儲容量怎麼算
存儲器的存儲容量的基本單位是位元組（Byte）。但由於目前存儲器的容量都很大，因此常用KB、MB、GB以及TB作為存儲容量的單位。
換算：
1B（byte，位元組）= 8 bit；
1KB（Kilobyte，千位元組）=1024B= 2^10 B；
1MB（Megabyte，兆位元組，百萬位元組，簡稱「兆」）=1024KB= 2^20 B；
1GB（Gigabyte，吉位元組，十億位元組，又稱「千兆」）=1024MB= 2^30 B；
1TB（Terabyte，萬億位元組，太位元組）=1024GB= 2^40 B；
1PB（Petabyte，千萬億位元組，拍位元組）=1024TB= 2^50 B；
1EB（Exabyte，百億億位元組，艾位元組）=1024PB= 2^60 B；
1ZB（Zettabyte，十萬億億位元組，澤位元組）=1024EB= 2^70 B。
(3)存儲器數據有效性擴展閱讀
Megabyte(MB)=1024KB相當於一則短篇小說的文字內容。
Gigabyte(GB)=1024MB相當於貝多芬第五樂章交響曲的樂譜內容。
Terabyte(TB)=1024GB相當於一家大型醫院中所有的X光圖片資訊量。
Petabyte(PB)=1024TB相當於50%的全美學術研究圖書館藏書資訊內容。
Exabyte (EB)=1024PB；5EB相當於至今全世界人類所講過的話語。
Zettabyte(ZB)=1024EB如同全世界海灘上的沙子數量總和。
Yottabyte(YB)=1024ZB相當於7000位人類體內的微細胞總和。
㈣ 「計算機的外存儲器和內存儲器都能永久保存數據」對不
不對，外存儲主要指，硬碟，光碟，軟盤等。內部存儲器主要指內存，外存是可以永久性的存儲東西，可是內存就不是了，它只是一個臨時存儲的地方以方便計算機提取數據，因為訪問內存要比訪問外存來得快些，是加快計算機運行速度的
㈤ 高分請教！存儲器方面
第二章 企業信息的儲存和處理
信息時代的核心無疑是信息技術，而信息技術的核心則在於信息的處理與存儲。
2.1 數據表示
2.1.1 信息、數字和字元的表示
1．信息表示
存儲數據的邏輯部件有兩種狀態，即高電位和低電位,分別與"1"和"0"相對應。在計算機中，如果一種電位狀態表示一個信息單元，那麼一位二進制數可以表示兩個信息單元。若使用2位二進制數，則可以表示4個信息單元；使用3位二進制數，可以表示8個信息單元。二進制數的位數和可以表示的信息單元之間存在著冪次數的關系。也就是說，當用n位二進制數時，可表示的不同信息單元個數為2 個。
反之，如果有18個信息單元需要表示，那麼應該用幾位二進制數呢？若用4位二進制數，可表示的信息單元為16個；若用5位二進制數，可表示的信息為32個單元。所以要表示18個信息單元的數據，至少需要用5位二進制數。
計算機在存儲數據時，常常把8位二進制數看作一個存儲單元，或稱為一個位元組。用2 來計算存儲容量，把 （即1024）個存儲單元稱為1K位元組；把 K（即1024 K）個存儲單元稱為1M位元組；把 M（即1024M）個存儲單元稱為1G位元組。
2．數字表示
通過二進制格式來存儲十進制數字，也即存儲數值型數據。表示一個數值型數據，需要解決三個問題。
首先，要確定數的長度。在數學中，數的長度一般指它用十進製表示時的位數，例如258為3位數、124578為6位數等。在計算機中，數的長度按二進制位數來計算。但由於計算機的存儲容量常以位元組為計量單位，所以數據長度也常按位元組計算。需要指出的是，在數學中數的長度參差不一，有多少位就寫多少位。在計算機中，如果數據的長度也隨數而異，長短不齊，無論存儲或處理都很不便。所以在同一計算機中，數據的長度常常是統一的，不足的部分用"0" 填充。
其次，數有正負之分。在計算機中，總是用最高位的二進制數表示數的符號，並約定以"0"代表正數，以"1"代表負數，稱為數符；其餘仍表示數值。通常，把在機器內存放的正負號數碼化的數稱為機器數，把機器外部由正負號表示的數稱為真值數。若一個數佔8位，真值數為(-0101100)B,其機器數為10101100，存放在機器中的見圖2.1.1
圖2.1.1 存放在機器中的數
機器數表示的范圍受到字長和數據的類型的限制。字長和數據類型確定了，機器數能表示的范圍也定了。例如，若表示一個整數，字長為8位，最大值01111111，最高位為符號位，因此此數的最大值為127。若數值超出127，就要"溢出"。
再者是小數點的表示。在計算機中表示數值型數據，小數點的位置總是隱含的，以便節省存儲空間。隱含的小數點位置可以是固定的，也可以是可變的。前者稱為定點數，後者稱為浮點數。
1) 定點數表示方法：
定點整數，即小數點位置約定在最低數值位的後面，用於表示整數。
整數分為帶符號和不帶符號的兩類。對於為帶符號的整數，符號位放在最高位。整數表示的數是精確的，但數的范圍是有限的。根據存放的字長，它們可以用8、16、32位等表示，各自表示數的范圍見表2.1.1。
表2.1.1 不同位數和數的表示範圍
二進制位數 無符號整數的表示範圍 有符號整數的表示範圍
8
16
32
如果把有符號整數的長度擴充為4位元組，則整數表示範圍可從±32767擴大到±2147483647≈0.21×1010，即21億多。但每個數佔用的存儲空間也增加了一倍。
定點小數，即小數點位置約定在最高數值位的前面，用於表示小於1的純小數。
如用定點數表示十進制純小數－0.6876，則為－0.101100000000011…。數字-0.6876的二進制數為無限小數，故存儲時只能截取前15位，第16位開始略去。
若2個位元組長度用來表示定點小數，則最低位的權值為2－15（在10－4 ~10－5之間），即至多准確到小數點後的第4至第5位（按十進制計算）。這樣的范圍和精度，即使在一般應用中也難以滿足需要。為了表示較大或較小的數，用浮點數表示。
2）浮點數表示方法：
在科學計算中，為了能表示特大或特小的數，採用"浮點數"或稱"科學表示法"表示實數，"浮點數"由兩部分組成，即尾數和階碼。例如， ，則0.23456為尾數，5是階碼。
在浮點表示方法中，小數點的位置是浮動的，階碼可取不同的數值。為了便於計算機中小數點的表示，規定將浮點數寫成規格化的形式，即尾數的絕對值大於等於0.1並且小於1，從而唯一規定了小數點的位置。尾數的長度將影響數的精度，其符號將決定數的符號。浮點數的階碼相當於數學中的指數，其大小將決定數的表示範圍。
同樣，任意二進制規格化浮點數的表示形式為：
其中 是尾數，前面的" "表示數符； 是階碼，前面的" "表示階符。它在計算機內的存儲形式如圖2.1.2所示。
階符 階碼 數符 尾數
圖2.1.2 浮點數的存儲格式
例如，設尾數為8位，階碼為6位；則二進制數 ，浮點數的存放形式見圖2.1.3。
圖2.1.3 的存放
3）原碼、反碼和補碼表示法
"原碼"編碼方式
以上介紹的定點和浮點表示，都是用數據的第一位表示數的符號，用其後的各位表示數（包括尾數與階碼）的絕對值。這種方法簡明易懂，但因運算器既要能作加法，又要能作減法，操作數中既有正數，又有負數，所以原碼運算時常伴隨許多判斷。例如兩數相加，若符號不同，實際要做減法；兩數相減，若符號相異，實際要做加法，等等。其結果是，增加運算器的復雜性，並增加運算的時間。
"補碼"和"反碼"編碼方式
怎樣處理負數？由此提出了"補碼"、"反碼"等編碼方法.補碼運算的主要優點，是通過對負數的適當處理，把減法轉化為加法。不論求和求差，也不論操作數為正為負，運算時一律只做加法，從而大大簡化加減運算。補碼運算通常通過反碼運算實現。所以對算術運算的完整討論不僅應包括數值，還應該包括碼制（原、反、補碼等）。
3．字元表示：
字元編碼是指用一系列的二進制數來表示非數值型數據（如字元、標點符號等）的方法，簡稱為編碼。表示26個英文字母，用5個二進制位已足夠表示26個字元了。但是，每個英文字母有大小寫之分，還有大量的標點符號和其他一些特殊符號（如$、#、@、&、+等）。把所有的符號計算在一起，總共有95個不同的字元需要表示。使用最廣泛的三種編碼方式是ASCII、ANSI和EBCDIC碼，第四種編碼方式Unicode碼正在發展中。
1） ASCII（American Standard Code for Information Interchange,美國信息交換標准碼）是使用最廣的。使用ASCII碼編碼的文件稱為ASCII文件。標準的ASCII編碼使用7個二進制數來表示128個符號，包括英文大小寫字母、標點符號、數字和特殊控制符。
2） ANSI（American National Institute,美國國家標准協會）編碼使用8位二進制數來表示每個字元。8個二進制數能表示256個信息單元，因此，該編碼可以對256個字元、符號等進行編碼。ANSI開始的128個字元的編碼和ASCII定義的一樣，只是在最高位上加個0。例如，在ASCII編碼中，字元"A"表示為1000001，而在ANSI編碼中，則用01000001表示。除了表示ASCII編碼中的128個字元外，ANSI編碼還有128個符號可以表示，如版權符、英鎊符、外國語言字元等。
3）EBCDIC（Extended Binary-Coded Decimal Interchange Code,擴展二、十進制交換碼）是IBM公司為它的大型機開發的8位字元編碼。值得注意的是，在EBCDIC編碼開始的128個字元中，EBCDIC的編碼和ASCII或ANSI的編碼並不相同。
總的來說，標準的ASCII編碼定義的128個字元，對於表示數字、字元、標點符號和特殊字元來說是足夠了。ANSI編碼表示了所有的ASCII編碼所表示的128個字元，並且還表示了歐洲語言中的字元。EBCDIC編碼表示了標準的字元和控制代碼。但是，沒有一種編碼方案支持可選的字元集，也不支持非字母組合起來的語言，如漢語、日語等。
4）Unicode編碼是一組16位編碼，可以表示超過65000個不同的信息單元。從原理上講，Unicode可以表示現在正在使用的、或者已經不再使用的任何語言中的字元。對於國際商業和通信來說，這種編碼方式是非常有用的，因為在一個文件中可能需要包含有漢語、日語、英語等不同的語種。並且，Unicode編碼還適用於軟體的本地化，即可以針對特定的國家修改軟體。另外，使用Unicode編碼，軟體開發人員可以修改屏幕的提示、菜單和錯誤信息提示等，來適用於不同國家的語言文字。
2.1.2圖像數據和視頻數據的表示
兩種非常不同的圖形編碼方式，即點陣圖編碼和矢量編碼方式。兩種編碼方式的不同，影響到圖像的質量、存儲圖像的空間大小、圖像傳送的時間和修改圖像的難易程度。視頻是圖像數據的一種，由若干有聯系的圖像數據連續播放而形成。人們一般講的視頻信號為電視信號，是模擬量；而計算機視頻信號則是數字量。
1．點陣圖圖像：
點陣圖圖像是以屏幕上的像素點位置來存儲圖像的。 最簡單的點陣圖圖像是單色圖像。單色圖像只有黑白兩種顏色，如果某像素點上對應的圖像單元為黑色，則在計算機中用0來表示；如果對應的是白色，則在計算機中用1來表示。
對於單色圖像，用來表示滿屏圖像的圖像單元數正好與屏幕的像素數相等。如果水平解析度為640，垂直解析度為480，將屏幕的水平解析度與垂直解析度相乘： 640×480=307200，則屏幕的像素數為307200個，因為單色圖像使用一位二進制數來表示一個像素，所以存儲一幅滿屏的點陣圖圖像的位元組數也就能計算出來： 307200÷8=38400，因此解析度為640×480的滿屏單色圖像需要38400個位元組來存儲，這個存儲空間不算大。但是單色圖像看起來不太真實，很少使用。
灰度圖像要比單色圖像看起來更真實些。灰度圖像用灰色按比例顯示圖像，使用的灰度級越多，圖像看起來越真實。 通常計算機用256級灰度來顯示圖像。在256級灰度圖像中，每個像素可以是白色、黑色或灰度中256級中的任何一個，也就是說，每個像素有256種信息表示的可能性。所以在灰度圖像中，存儲一個像素的圖像需要256個信息單元，即需要一個位元組的存儲空間。因此，一幅解析度為640×480、滿屏的灰度圖像需要307200個位元組的存儲空間。
計算機可以使用16、256或1,670萬種顏色來顯示彩色圖像，用戶將會得到更為真實的圖像。
16色的圖像中，每個像素可以有16種顏色。那麼為了表示16個不同的信息單元，每個像素需要4位二進制數來存儲信息。因此，一幅滿屏的16色點陣圖圖像需要的存儲容量為153600個位元組。
256色的點陣圖圖像，每個像素可以有256種顏色。為了表示256個不同的信息單元，每個像素需要8位二進制數來存儲信息，即一個位元組。因此，一幅滿屏的256色點陣圖圖像需要的存儲容量為307200個位元組，是16色的兩倍，與256級灰度圖像相同。
1,670萬色的點陣圖圖像稱為24點陣圖像或真彩色圖像。其每個像素可以有1.670萬種顏色。為了表示這1,670萬種不同的信息單元，每個像素需要24位二進制數來存儲信息，即3個位元組。顯然，一幅滿屏的真彩色圖像需要的存儲容量更大。
包含圖像的文件都很大，需要很大容量的存儲器來存儲，並且傳輸和下載的時間也很長。例如，從網際網路上下載一幅解析度為640×480的256色圖像至少需要1分鍾；一幅16色的圖像需要一半的時間；而一幅真彩色圖像則會需要更多的時間。
有兩種技術可以用來減少圖像的存儲空間和傳輸時間，即數據壓縮技術和圖像抖動技術。數據壓縮技術隨後介紹，而圖像抖動技術主要是採用減少圖像中的顏色數來減小文件存儲容量的。抖動技術是根據人眼對顏色和陰影的解析度，通過由兩個或多個顏色組成的模式產生附加的顏色和陰影來實現。例如，256色圖像上的一片琥珀色區域，可以通過抖動技術轉換為16色圖像上的黃紅色小點模式。在網際網路的Web頁面上，抖動技術是用來減少圖像存儲容量的常用技術。
點陣圖圖像常用來表現現實圖像，其適合於表現比較細致、層次和色彩比較豐富、包含大量細節的圖像。例如掃描的圖像，攝像機、數字照相機拍攝的圖像，戓幀捕捉設備獲得的數字化幀畫面。經常使用的點陣圖圖像文件擴展名有：.bmp、.pcx、.tif、.jpg和.gif等。
由像素矩陣組成的點陣圖圖像可以修改戓編輯單個像素，即可以使用點陣圖軟體（也稱照片編輯軟體戓繪畫軟體）來修改點陣圖文件。可用來修改戓編輯點陣圖圖像的軟體如：Microsoft Paint、 PC Paintbrush、Adobe Photoshop、Micrografx Picture Publisher等，這些軟體能夠將圖片的局部區域放大，而後進行修改。
2．矢量圖像
矢量圖像是由一組存儲在計算機中，描述點、線、面等大小形狀及其位置、維數的指令組成，而不是真正的圖像。它是通過讀取這些指令並將其轉換為屏幕上所顯示的形狀和顏色的方式來顯示圖像的，矢量圖像看起來沒有點陣圖圖像真實。用來生成矢量圖像的軟體通常稱為繪圖軟體，如常用的有：Micrographx Designer和CorelDRAW。
矢量圖像的優缺點
優點：
存儲空間比點陣圖圖像小。矢量圖像的存儲空間依賴於圖像的復雜性，每條指令都需要存儲空間，所以圖像中的線條、圖形、填充模式越多，需要的存儲空間越大。但總的來說，由於矢量圖像存儲的是指令，要比點陣圖圖像文件小得多。
矢量圖像可以分別控制處理圖中的各個部分，即把圖像的一部分當作一個單獨的對象，單獨加以拉伸、縮小、變形、移動和刪除，而整體圖像不失真。不同的物體還可以在屏幕上重疊並保持各自的特性，必要時仍可分開。所以，矢量圖像主要用於線性圖畫、工程制圖及美術字等。經常使用的矢量圖像文件擴展名有：.wmf、.dxf、.mgx和.cgm等。
缺點：
處理起來比較復雜，用矢量圖格式表示一復雜圖形需花費程序員和計算機的大量時間，比較費時，所以通常先用矢量圖形創建復雜的圖，再將其轉換為點陣圖圖像來進行處理。
點陣圖圖像和矢量圖像的比較：
顯示點陣圖圖像要比顯示矢量圖像快，但點陣圖圖像所要求的存儲空間大，因為它要指明屏幕上每一個像素的信息。總之，矢量圖像的關鍵技術是圖形的製作和再現，而點陣圖圖像的關鍵技術則是圖像的掃描、編輯、無失真壓縮、快速解壓和色彩一致性再現等。
3．數字視頻：
視頻信息實際上是由許多幅單個畫面所構成的。電影、電視通過快速播放每幀畫面，再加上人眼的視覺滯留效應便產生了連續運動的效果。視頻信號的數字化是指在一定時間內以一定的速度對單幀視頻信號進行捕獲、處理以生成數字信息的過程。
與模擬視頻相比，數字視頻的優點為：
1）數字視頻可以無失真地進行無限次拷貝，而模擬視頻信息每轉錄一次，就會有一次誤差積累，產生信息失真。
2）可以用許多新方法對數字視頻進行創造性的編輯，如字幕、電視特技等。
3）使用數字視頻可以用較少的時間和費用創作出用於培訓教育的交互節目， 可以真正實現將視頻融進計算機系統中以及可以實現用計算機播放電影節目等。
數字視頻的缺點為：
因為數字視頻是由一系列的幀組成，每個幀是一幅靜止的圖像，並且圖像也使用點陣圖文件形式表示。通常，視頻每秒鍾需要顯示30幀，所以數字視頻需要巨大的存儲容量。
例如：一幅全屏的、解析度為640×480的256色圖像需要有307200位元組的存儲容量。那麼一秒鍾數字視頻需要的存儲空間是30乘上這個數，即9216000個位元組，約為9兆。兩小時的電影需要66 355 200 000個位元組，超過66G位元組。這樣大概只有使用超級計算機才能播放。所以在存儲和傳輸數字視頻過程中必須使用壓縮編碼。
2.1.3 聲音數據的表示
計算機可以記錄、存儲和播放聲音。在計算機中聲音可分成數字音頻文件和MIDI文件。
1．數字音頻
復雜的聲波由許許多多具有不同振幅和頻率的正弦波組成，這些連續的模擬量不能由計算機直接處理，必須將其數字化才能被計算機存儲和處理
計算機獲取聲音信息的過程就是聲音信號的數字化處理過程。經過數字化處理之後的數字聲音信息能夠像文字和圖像信息一樣被計算機存儲和處理。模擬聲音信號轉化為數字音頻信號的大致過程：
用數字方式記錄聲音，首先需對聲波進行采樣。聲波采樣前後波形如圖2.1.4所示（其中橫軸表示時間，縱軸表示振幅）：
圖2.1.4 聲波采樣前後波形
采樣頻率指的是在采樣聲音的過程中，每秒鍾對聲音測量的次數。采樣頻率以Hz為單位。如果提高采樣頻率，單位時間內所得到的振幅值就多，也即采樣頻率越高，對原聲音曲線的模擬就越精確。然後再把足夠多的振幅值以同樣的采樣頻率轉換為電壓值去驅動揚聲器，則可聽到和原波形一樣的聲音。這種技術稱為脈沖編碼調制技術（PCM）。
聲音文件
存儲在計算機上的聲音文件的擴展名為：.wav，.mod，.au和.voc。要記錄和播放聲音文件，需要使用聲音軟體，聲音軟體通常都要使用音效卡。
2．MIDI文件
樂器數字介面--MIDI（Musical Instrument Digital Interface），是電子樂器與計算機之間的連接界面和信息交流方式。MIDI格式的文件擴展名為.mid，通常把MIDI格式的文件簡稱為"MIDI文件"。
MIDI是數字音樂國際標准。數字式電子樂器的出現，為計算機處理音樂創造了極為有利的條件。MIDI聲音與數字化波形聲音完全不同，它不是對聲波進行采樣、量化和編碼。它實際上是一串時序命令，用於紀錄電子樂器鍵盤彈奏的信息，包括鍵、力度、時值長短等。這些信息稱之為MIDI消息，是樂譜的一種數字式描述。當需要播放時，只需從相應的MIDI文件中讀出MIDI消息，生成所需要的樂器聲音波形，經放大後由揚聲器輸出。
MIDI文件的存儲容量較數字音頻文件小得多。如3分鍾的MIDI音樂僅僅需要10KB的存儲空間，而3分鍾的數字音頻信號音樂需要15MB的存儲容量。
2.2 數據壓縮
對數據重新進行編碼，以減少所需要的存儲空間。數據壓縮必須是可逆的，也即壓縮過的數據必須可以恢復成原狀，其逆過程稱為解壓縮。
當數據壓縮後，文件的大小變小了，可以用壓縮比來衡量壓縮的數量。例如，壓縮比為20：1，表明壓縮後的文件大小是原文件的1/20。壓縮編碼方法有無損壓縮法（冗餘壓縮法）和有損壓縮法。後者允許有一定程度的失真，可用於對圖像、聲音、數字視頻等數據的壓縮。其中用這種方法壓縮數據時，數字視頻圖像的壓縮比可達到100:1~200:1。
數據壓縮可以由特殊的計算機硬體實現或完全由軟體來實現，也可以軟、硬體相結合的方法來實現 。常用的壓縮軟體由Winzip等。
2.2.1文本文件壓縮
自適應式替換壓縮技術
掃描整個文本並且尋找兩個或多個位元組組成的模式。一旦發現一個新的模式，會用文件中其他地方沒有用過的位元組來代替這個模式，並在字典中加入一個入口。例如：有這樣一段文本
"the rain in Spain stays mainly on the plain, but the rain in Maine falls again and again"
其中："the" 是一種模式，在文中出現3次，若用"#"來替換，可以壓縮6個位元組；"ain"出現8次，若用"@"來替換，可以壓縮16個位元組；"in" 出現2次，若用"$"來替換，可以壓縮2個位元組等。可見，文件越長，包含重復信息的可能越大，壓縮比也越大。
掃描整個文檔，並尋找重復的單詞。當一個單詞出現的次數多於一次時，那麼從第二次及以後出現的該單詞都會用一個數字來替換。這個數字稱為原單詞的指針。例如：上例中的文本可以壓縮為："the rain in Spain stays mainly on #1 plain, but #1 #2 #3 Maine falls again and #16"可見，只壓縮了6個位元組，文件越大，單詞重復的頻率越高，因而壓縮效果也越好。
2.2.2圖象數據壓縮
遊程編碼是針對於圖形文件的壓縮技術，它是一種尋找位元組模式並用一個可以描述這個模式的消息進行替代的壓縮技術。
例如：假設圖像中有一個191個像素的白色區域，並且每個像素用一個位元組來表示。經過遊程編碼壓縮後，這串191個位元組的數據被壓縮成2個位元組。
擴展名為.bmp的點陣圖文件是沒有壓縮過的文件。擴展名為.tif、.pcx、.jpg的點陣圖文件是已經壓縮過的文件。以.tif為文件擴展名的文件使用的是TIFF（即帶標志的圖像文件格式）格式。以.pcx為文件擴展名的文件使用的是 PCX格式。以.jpg為文件擴展名的文件使用的是有損失的JPEG（Joint Photographic Experts Group，聯合圖像專家組）格式。人們往往對圖像實行有損壓縮。
2.2.3視頻數據壓縮
視頻由一系列的幀組成，每一幀又是一幅點陣圖圖像，故視頻文件需要巨大的存儲容量。
人們通過減少每秒鍾的播放幀數、減少視頻窗口的大小或者只對每幀之間變化的內容進行編碼等技術，來減少視頻信號的存儲容量。
數字視頻常常採用的格式有：Video for Windows、QuickTime和MPEG格式，其文件的擴展名分別為：.avi、.mov、.mpg其中.mpg是一種壓縮文件。MPEG格式可以將兩個小時的視頻信息壓縮到幾個GB。
視頻壓縮中還可以用運動補償技術來減少存儲容量。這種技術只存儲每一幀之間變化的數據，而不需要存儲每一幀中所有的數據。當某個視頻片斷每幀之間的變化不大時，用運動補償技術非常有效。例如：一個說話人的頭部，只有嘴和眼睛在變化，而背景卻保持相當的穩定。此時計算機只需計算出兩幀之間的差別，只存儲改變的內容即可。根據數據的不同，運動補償的壓縮比可以達到200:1。另外，每秒鍾的播放幀數直接影響到視頻的播放質量。減小圖像的大小也是一種有效的減少存儲容量的好方法。一般可以綜合以上幾種壓縮技術來達到減小視頻文件存儲容量的目的。
2.2.4 音頻數據壓縮
音頻數據最突出的問題是信息量大。音頻信息文件所需存儲空間的計算公式為 ：
存儲容量(位元組)= 采樣頻率×采樣精度/8×聲道數×時間
例如：一段持續1分鍾的雙聲道音樂，若采樣頻率為44.1KHz，采樣精度為16位，數字化後需要的存儲容量為：44.1×103×16/8×2×60=10.584MB 。
數字音頻的編碼必須具有壓縮聲音信息的能力，最常用的方法是自適應脈沖編碼調製法，即ADPCM壓縮編碼。
ADPCM壓縮編碼方案信噪比高，數據壓縮倍率達2~5倍而不會明顯失真，因此，數字化聲音信息大多使用這種壓縮技術。
2.3 信息加工
中央處理單元通常指為完成基本信息處理循環部件的總和。中央處理單元是計算機系統硬體的核心，它主要包括中央處理器（Central Processing Unit,CPU）、內存儲器（Memory）、系統匯流排（System Bus）和控制部件等，通過這些部件的協同動作完成對信息的處理。
2.3.1 CPU
CPU是計算機系統的核心部件，它的工作就是處理信息、完成計算。CPU的種類很多。微型機的CPU也被稱為"微處理器"，是採用最先進技術生產的超大規模集成電路晶元。在這種晶元中通常集成了數百萬計的晶體管電子元件，具有非常復雜的功能。比微型計算機性能更強的各種計算機，例如用於高性能網路伺服器的計算機等，它們的CPU常常由一組高性能晶元構成，具有更強的計算能力。此外在各種現代化設備，例如各種機器設備、儀器、交通工具等內部都安裝有所謂"嵌入式"的CPU晶元，幾乎所有的高檔電器內部也都裝備了一片甚至幾片CPU晶元。
2.3.2 內存儲器
內存儲器又稱為主存儲器（Main Memory）,簡稱為內存或主存。內存是計算機工作中用於保存信息的主要部件，在一個計算機系統中起著極為重要的作用，它的工作速度和存儲容量對系統的整體性能、對系統解決問題的規模和效能影響都非常大。對於內存儲器，除了容量以外，另一個重要的性能指標就是它的訪問速度。內存速度用進行一次讀或寫操作所花費的"訪問時間"來衡量。
內存儲器的基本存儲單位稱為存儲單元，今天的計算機內存小存儲器單元的結構模式，每個單元正好存儲一個位元組的信息（8位二進制代碼）。每個單元對應了一個唯一的編號，由此形成的單元編號稱為存儲單元的地址。計算機中央處理單元中的各部件通過一條公共信息通路連接，這條信息通路稱為系統匯流排。CPU和內存之間的信息交換是通過數據匯流排和地址匯流排進行的。內存是按照地址訪問的，給出即可得到存儲在具有這個地址的內存單元里的信息。CPU可以隨即訪問任何內存單元的信息。且訪問時間的長短不依賴所訪問的地址。
2.3.3 指令和程序
CPU的基本功能由它所提供的指令確定。當CPU得到一條指令以後，控制單元就解釋這條指令，指揮其他部件完成這條指令。雖然有很多不同的CPU，但它們的基本指令具有共同性。CPU的基本指令主要包括以下幾大類：
1） 存儲器訪問類指令
2） 算術運算和邏輯運算類指令
3） 條件判斷和邏輯運算類指令
4） 輸入輸出指令
5） 控制和系統指令
指令也是在計算機里存在並需要在計算機里傳輸的一類信息，所以指令也必須採用二進制方式編碼，以二進制形式在計算機里保存和傳輸。當CPU得到一條指令以後，控制單元就解釋這條指令，指揮其他部件完成這條指令。
所謂"程序"就是為完成某種特定工作而實現的、由一系列計算機指令構成的序列。簡單的說，程序就是指令的序列。一種具體的計算機的程序就是這種計算機的CPU能夠執行的指令作為基本元素構成的序列。程序也可以看作是被計算機的CPU處理的一類信息，它實際上是被CPU的控制單元處理的，而不象一般數據那樣被CPU的運算部件處理和使用。計算機基本工作循環由兩個基本步驟組成：一個是取指令，另一個是執行指令。程序控制器是實現這個基本循環的主體。
人們在分析了在程序中需要實現的各種計算過程的需要之後，提出了程序的三種基本邏輯結構，稱為程序的三種"基本控制結構"，即"順序結構"、"分支結構"和"循環結構"，已經在理論上證明了這三種結構的能力是充分的，任何程序都能僅僅用這三種結構構造起來。三種基本控
㈥ 什麼是存儲器的四級存儲結構
CPU一級、二級、三級緩存+外部RAM存儲器總共是四級存儲。
CPU緩存到硬碟，一級比一級快，如果沒CPU緩存、內存，直接讓CPU讀取硬碟的話，CPU會一直等硬碟慢慢地把數據傳過來給它處理，這樣慢死了。所以先把硬碟上准備處理的數據傳到內存等待，最急著處理的就由內存傳到CPU緩存里，CPU可以以最高的速度讀取要處理的數據。
(6)存儲器數據有效性擴展閱讀
目前，快閃記憶體陣列已經逐漸普及，新埠的固態硬碟、NVMe網路架構，使存儲系統的性能有了大幅提升。未來，隨著新技術帶來的存儲效率大幅提升，將有越來越多的企業選擇快閃記憶體陣列來滿足數據實時性應用需求。
高效、易於擴展的分布式平台引領存儲架構新趨勢。分布式存儲系統採用可擴展的架構，不僅能提高存儲的效率和數據的安全性，還可以進行性能和容量的橫向擴展，解決大規模、高並發場景下的存儲訪問問題。
㈦ 計算機存儲器可分為哪兩大類它們的主要特點分別是什麼
存儲系統可分為內存和外存兩大類。內存是直接受CPU控制與管理的並只能暫存數據信息的存儲器，外存可以永久性保存信息的存儲器。存於外存中的程序必須調入內存才能運行，內存是計算機工作的舞台。內存與外存的區別是：內存只能暫存數據信息，外存可以永久性保存數據信息；外存不受CPU控制，但外存必須藉助內存才能與CPU交換數據信息；內存的訪問速度快，外存的訪問速度慢。內存可分為：RAM與ROM。RAM的特點是：可讀可寫，但斷電信息丟失。ROM用於存儲BIOS。外存有：磁碟（軟盤和硬碟）、光碟、U盤（電子盤）
㈧ 存儲器的測試
存儲器測試的目的是確認在存儲設備中的每一個存儲位置都在工作。換一句話說，如果你把數50存儲在一個具體的地址，你希望可以找到存儲在那裡的那個數，直到另一個數寫入。任何存儲器測試的基本方法是，往存儲器寫入一些數據，然後根據內存設備的地址，校驗讀回的數據。如果所有讀回的數據和那些寫入的數據是一樣的，那麼就可以說存儲設備通過了測試。只有通過認真選擇的一組數據你才可以確信通過的結果是有意義的。
當然，像剛才描述的有儲器的測試不可避免地具有破壞性。在內存測試過程中，你必須覆蓋它原先的內容。因為重寫非易失性存儲器內容通常來說是不可行的，這一部分描述的測試通常只適用於RAM 的測試。 一，普通的存儲器問題
在學習具體的測試演算法之前，你應該了解可能遇到的各種存儲器問題。在軟體工程師中一個普遍的誤解是，大部分的存儲器問題發生在晶元的內部。盡管這類問題一度是一個主要的問題，但是它們在日益減少。存儲設備的製造商們對於每一個批量的晶元都進行了各種產品後期測試。因此，即使某一個批量有問題，其中某個壞晶元進人到你的系統的可能性是微乎其微的。
你可能遇到的一種類型的存儲晶元問題是災難性的失效。這通常是在加工好之後晶元受到物理或者是電子損傷造成的。災難性失效是少見的，通常影響晶元中的大部分。因為一大片區域受到影響，所以災難性的失效當然可以被合適的測試演算法檢測到。
存儲器出問題比較普遍的原因是電路板故障。典型的電路板故障有：
（1）在處理器與存儲設備之間的連線問題
（2）無存儲器晶元
（3）存儲器晶元的不正確插人
二，測試策略
最好有三個獨立的測試：數據匯流排的測試、地址匯流排的測試以及設備的測試。前面兩個測試針對電子連線的問題以及晶元的不正確插入；第三個測試更傾向於檢測晶元的有無以及災難性失效。作為一個意外的結果，設備的測試也可以發現控制匯流排的問題，盡管它不能提供關於問題來源的有用信息。
執行這三個測試的順序是重要的。正確的順序是：首先進行數據匯流排測試，接著是地址匯流排測試，最後是設備測試。那是因為地址匯流排測試假設數據匯流排在正常工作，除非數據匯流排和地址匯流排已知是正常的，否則設備測試便毫無意義。如果任何測試失敗，你都應該和一個硬體工程師一起確定問題的來源。通過查看測試失敗處的數據值或者地址，應該能夠迅速地找出電路板上的問題。
1，數據匯流排測試
我們首先要測試的就是數據匯流排。我們需要確定任何由處理器放置在數據匯流排上的值都被另一端的存儲設備正確接收。最明顯的測試方法就是寫人所有可能的數據值並且驗證存儲設備成功地存儲了每一個。然而，那並不是最有效率的測試方法。一個更快的測試方法是一次測試匯流排上的一位。如果每一個數據上可被設置成為 0 和1，而不受其他數據位的影響，那麼數據匯流排就通過了測試。
2，地址匯流排測試
在確認數據匯流排工作正常之後，你應該接著測試地址匯流排。記住地址匯流排的問題將導致存儲器位置的重疊。有很多可能重疊的地址。然而，不必要測試每一個可能的組合。你應該努力在測試過程中分離每一個地址位。你只需要確認每一個地址線的管腳都可以被設置成0和 1，而不影響其他的管腳。
3，設備測試
一旦你知道地址和數據匯流排是正確的，那麼就有必要測試存儲設備本身的完整性。要確認的是設備中的每一位都能夠保持住0和 1。這個測試實現起來十分簡單，但是它花費的時間比執行前面兩項測試花費的總時間還要長。
對於一個完整的設備測試，你必須訪問（讀和寫）每一個存儲位置兩次。你可以自由地選擇任何數據作為第一步測試的數據，只要在進行第二步測試的時候把這個值求反即可。因為存在沒有存儲器晶元的可能性，所以最好選擇一組隨著地址變化（但是不等於地址）的數。優化措施
市場上並不缺少提高數據存儲效率的新技術，然而這些新技術絕大多數都是關注備份和存檔的，而非主存儲。但是，當企業開始進行主存儲數據縮減時，對他們來說，了解主存儲優化所要求的必要條件十分重要。
主存儲，常常被稱為1級存儲，其特徵是存儲活躍數據――即經常被存取並要求高性能、低時延和高可用性的數據。主存儲一般用於支持關鍵任務應用，如資料庫、電子郵件和交易處理。大多數關鍵應用具有隨機的數據取存模式和不同的取存要求，但它們都生成機構用來運營它們的業務的大量的數據。因此，機構製作數據的許多份拷貝，復制數據供分布使用，庫存數據，然後為安全保存備份和存檔數據。
絕大多數數據是起源於主數據。隨著數據存在的時間增加，它們通常被遷移到二級和三級存儲保存。因此，如果機構可以減少主數據存儲佔用空間，將能夠在數據生命期中利用這些節省下來的容量和費用。換句話說，更少的主存儲佔用空間意味著更少的數據復制、庫存、存檔和備份。
試圖減少主存儲佔用空間存儲管理人員可以考慮兩種減少數據的方法：實時壓縮和數據去重。
直到不久前，由於性能問題，數據壓縮一直沒有在主存儲應用中得到廣泛應用。然而，Storwize等廠商提供利用實時、隨機存取壓縮/解壓技術將數據佔用空間壓縮15:1的解決方案。更高的壓縮率和實時性能使壓縮解決方案成為主存儲數據縮減的可行的選擇。
在備份應用中廣泛採用的數據去重技術也在被應用到主存儲。目前為止，數據去重面臨著一大挑戰，即數據去重處理是離線處理。這是因為確定數量可能多達數百萬的文件中的多餘的數據塊需要大量的時間和存儲處理器做大量的工作，因此非常活躍的數據可能受到影響。當前，推出數據去重技術的主要廠商包括NetApp、Data Domain和OcarinaNetworks。 一、零性能影響
與備份或存檔存儲不同，活躍數據集的性能比能夠用某種形式的數據縮減技術節省的存儲容量更為關鍵。因此，選擇的數據縮減技術必須不影響到性能。它必須有效和簡單；它必須等價於「撥動一個開關，就消耗更少的存儲」。
活躍存儲縮減解決方案只在需要去重的數據達到非活躍狀態時才為活躍存儲去重。換句話說，這意味著實際上只對不再被存取但仍保存在活躍存儲池中的文件――近活躍存儲級――進行去重。
去重技術通過建議只對輕I/O工作負載去重來避免性能瓶頸。因此，IT基礎設施的關鍵組件的存儲沒有得到優化。資料庫排在關鍵組件清單之首。由於它們是1級存儲和極其活躍的組件並且幾乎始終被排除在輕工作負載之外，去重處理從來不分析它們。因此，它們在主存儲中占據的空間沒有得到優化。
另一方面，實時壓縮系統實時壓縮所有流經壓縮系統的數據。這導致節省存儲容量之外的意外好處：存儲性能的提高。當所有數據都被壓縮時，每個I/O請求提交的數據量都有效地增加，硬碟空間增加了，每次寫和讀操作都變得效率更高。
實際結果是佔用的硬碟容量減少，總體存儲性能顯著提高。
主存儲去重的第二個好處是所有數據都被減少，這實現了包括資料庫在內的所有數據的容量節省。盡管Oracle環境的實時數據壓縮可能造成一些性能問題，但迄今為止的測試表明性能提高了。
另一個問題是對存儲控制器本身的性能影響。人們要求今天的存儲控制器除了做伺服硬碟外，還要做很多事情，包括管理不同的協議，執行復制和管理快照。再向這些功能增加另一個功能可能會超出控制器的承受能力――即使它能夠處理額外的工作負載，它仍增加了一個存儲管理人員必須意識到可能成為潛在I/O瓶頸的過程。將壓縮工作交給外部專用設備去做，從性能問題中消除了一個變數，而且不會給存儲控制器造成一點影響。
二、高可用性
許多關注二級存儲的數據縮減解決方案不是高可用的。這是由於它們必須立即恢復的備份或存檔數據不像一級存儲中那樣關鍵。但是，甚至在二級存儲中，這種概念也逐漸不再時興，高可用性被作為一種選擇添加到許多二級存儲系統中。
可是，高可用性在主存儲中並不是可選的選項。從數據縮減格式(被去重或被壓縮)中讀取數據的能力必須存在。在數據縮減解決方案中(其中去重被集成到存儲陣列中)，冗餘性是幾乎總是高可用的存儲陣列的必然結果。
在配件市場去重系統中，解決方案的一個組件以數據的原始格式向客戶機提供去重的數據。這個組件就叫做讀出器(reader)。讀出器也必須是高可用的，並且是無縫地高可用的。一些解決方案具有在發生故障時在標准伺服器上載入讀出器的能力。這類解決方案經常被用在近活躍的或更合適的存檔數據上;它們不太適合非常活躍的數據集。
多數聯機壓縮系統被插入系統中和網路上，放置(邏輯上)在交換機與存儲之間。因此，它們由於網路基礎設施級上幾乎總是設計具有的高可用性而取得冗餘性。沿著這些路徑插入聯機專用設備實現了不需要IT管理人員付出額外努力的無縫的故障切換；它利用了已經在網路上所做的工作。
三、節省空間
部署這些解決方案之一必須帶來顯著的容量節省。如果減少佔用容量的主存儲導致低於標準的用戶性能，它沒有價值。
主數據不具有備份數據通常具有的高冗餘存儲模式。這直接影響到總體容量節省。這里也有兩種實現主數據縮減的方法：數據去重和壓縮。
數據去重技術尋找近活躍文件中的冗餘數據，而能取得什麼水平的數據縮減將取決於環境。在具有高冗餘水平的環境中，數據去重可以帶來顯著的ROI(投資回報)，而另一些環境只能取得10%到20%的縮減。
壓縮對所有可用數據都有效，並且它在可以為高冗餘數據節省更多的存儲容量的同時，還為主存儲應用常見的更隨機的數據模式始終帶來更高的節省。
實際上，數據模式冗餘度越高，去重帶來的空間節省就越大。數據模式越隨機，壓縮帶來的空間節省就越高。
四、獨立於應用
真正的好處可能來自所有跨數據類型(不管產生這些數據是什麼應用或數據有多活躍)的數據縮減。雖然實際的縮減率根據去重數據的水平或數據的壓縮率的不同而不同，但所有數據都必須合格。
當涉及存檔或備份時，應用特有的數據縮減具有明確的價值，並且有時間為這類數據集定製縮減過程。但是對於活躍數據集，應用的特殊性將造成性能瓶頸，不會帶來顯著的容量縮減的好處。
五、獨立於存儲
在混合的廠商IT基礎設施中，跨所有平台使用同樣的數據縮減工具的能力不僅將進一步增加數據縮減的ROI好處，而且還簡化了部署和管理。每一個存儲平台使用一種不同的數據縮減方法將需要進行大量的培訓，並造成管理級上的混亂。
六、互補
在完成上述所有優化主存儲的工作後，當到了備份主存儲時，最好讓數據保持優化的格式(被壓縮或去重)。如果數據在備份之前必須擴展恢復為原始格式，這將是浪費資源。
為備份擴展數據集將需要：
使用存儲處理器或外部讀出器資源解壓數據;
擴展網路資源以把數據傳送給備份目標；
把額外的資源分配給保存備份數據的備份存儲設備。
㈨ 存儲器中存儲的信息斷電會丟失嗎
存儲器分為RAM和ROM。
RAM象計算機的內存條，斷電會丟失。
ROM數據修改不方便，但斷電後不會丟失，象U盤中的數據，計算機硬碟上的數據，單片機的程序等。
㈩ 存儲器中存儲的數據和程序是怎麼區分的
在存儲器中不區分，按照指令周期中的階段，比如取指周期、訪存周期中要訪問的地址來區分 其實在內存中數據與程序都是用二進制數據表示，說白了就是0,