记忆分类

在计算机中，内存是任何系统正常运行的最重要组成部分。计算机系统将存储器分类用于不同目的和用途。在本节中，我们详细讨论了内存的分类。另外，我们将讨论存储器的类型，存储器的功能，RAM，ROM，SRAM，DRAM及其优缺点。

什么是计算机内存?

计算机内存是任何物理设备，用于临时或永久存储数据，信息或指令。它是存储单元的集合，以位的形式存储二进制信息。该存储块被分为少数几个称为单元的组件。每个单元都有一个唯一的地址将数据存储在内存中，范围从零到内存大小减一。例如，如果计算机内存大小为64k字，则存储单元具有64 * 1024 = 65536个位置或单元。存储器单元的地址从0到65535。

为什么我们需要计算机内存?

在计算机系统中，我们需要计算机内存来存储各种类型的数据，例如文本，图像，视频，音频，文档等。我们可以在需要数据时对其进行检索。例如，当我们编写并执行任何计算机程序时，它最初都存储在主存储器中。如果处理器在较长时间内不需要特定项目，则程序或数据将自动保存到永久或辅助存储器中。然后，将数据从辅助存储器调用到主存储器并执行代码。

记忆功能

以下是存储系统的不同功能，包括：

• 位置：代表计算机中内存的内部或外部位置。内部存储器内置在计算机存储器中。也称为主存储器。主存储器的示例是寄存器，缓存和主存储器。外部存储器是与计算机分开的独立存储设备，例如磁盘，磁带，USB笔式驱动器。
• 容量：这是计算机内存的最重要功能。外部和内部存储器的存储容量可能有所不同。外部设备的存储容量以字节为单位，而内部存储器则以字节或字为单位。存储字长度可以以位为单位变化，例如8、16或32位。
• 访问方法：可以通过四种内存模式访问内存。
  • DMA：顾名思义，直接内存地址(DMA)是一种允许输入/输出(I / O)设备直接或从主内存访问或检索数据的方法。
  • 顺序访问方法：顺序访问方法用于数据存储设备中，以从计算机内存中顺序读取存储的数据。而从随机存取存储器(RAM)接收的数据可以是任何顺序。
  • 随机访问方法：这是一种用于从内存中随机访问数据的方法。此方法与SAM相反。例如，要从A到Z进行随机访问，我们可以直接跳到任何指定的位置。在顺序方法中，我们必须遵循所有从A到Z的干预，以到达特定的存储位置。
  • 关联访问方法：这是一种特殊类型的内存，它通过定义的数据来优化搜索性能，从而根据内存地址直接访问存储的信息。
• 传输单位：顾名思义，传输单位衡量的是可以读写存储设备的位的传输速率。外部和内部存储器中的数据传输速率可能不同。
  • 内部存储器：位的传输速率基本上等于字长。
  • 外部存储器：位或单位的传输速率不等于字长。它总是大于一个单词，或者可以称为块。
• 性能：内存的性能主要分为三个部分。
  • 存取时间：在随机存取存储器中，它表示存储器设备执行的将地址发送到存储器的读取或写入操作所花费的总时间。
  • 内存循环时间：访问内存块所需的总时间以及开始第二次访问之前所需的额外时间。
  • 传输速率：它描述了用于向外部或内部存储设备传输内存的数据的传输速率。对于不同的外部和内部设备，位传输可以不同。
• 物理类型：它定义了计算机中使用的物理存储器类型，例如磁性，半导体，磁光和光学。
• 组织：定义内存中使用的位的物理结构。
• 物理特征：它指定了存储器的物理行为，例如易失性，非易失性或不可擦除存储器。易失性内存称为RAM，它需要电源才能保留存储的信息，并且如果发生任何电源丢失，存储的数据将丢失。非易失性存储器是永久性存储器，即使电源关闭也可用于获取任何存储的信息。不可擦除存储器是在制造类似ROM之后不能擦除的一种存储器，因为在制造ROM时已对其进行了编程。

记忆分类

下图表示内存的分类：

主存储器或主存储器

主内存也称为计算机系统的主内存，可直接在CPU，辅助内存和高速缓存中进行通信。当处理器处于活动状态以使用程序或数据时，主存储器用于保留程序或数据。当激活程序或数据以执行时，处理器首先将指令或程序从辅助存储器加载到主存储器中，然后处理器开始执行。从主存储器访问或执行数据的速度更快，因为它具有可提供更快响应的高速缓存或寄存器存储器，并且其位置更靠近CPU。主存储器是易失性的，这意味着在发生电源故障时，如果不保存该数据，则可能会丢失。它比辅助存储器昂贵，并且与辅助存储器相比，主存储器容量受到限制。

主内存进一步分为两部分：

• RAM(随机存取存储器)
• ROM(只读存储器)

随机存取存储器(RAM)

随机存取存储器(RAM)是CPU直接访问的较快类型的主存储器之一。它是计算机设备中用于临时存储数据，程序或程序结果的硬件。它用于在内存中读取/写入数据，直到机器工作为止。它是易失性的，这意味着如果发生电源故障或计算机关闭，则RAM中存储的信息将丢失。随时可以随机读取或访问存储在计算机内存中的所有数据。

RAM有两种类型：

• SRAM
• 记忆体

DRAM：DRAM(动态随机存取存储器)是一种RAM，用于在RAM中动态存储数据。在DRAM中，每个单元都携带一位信息。单元由两部分组成：电容器和晶体管。电容器和晶体管的尺寸非常小，需要数百万个电容器和晶体管存储在单个芯片上。因此，与相同大小的SRAM芯片相比，DRAM芯片可容纳更多数据。但是，由于DRAM易失，因此需要不断刷新电容器以保留信息。如果关闭电源，则内存中的数据存储将丢失。

DRAM的特性

• 它需要不断刷新以保留数据。
• 比SRAM慢
• 它拥有大量数据
• 它是电容器和晶体管的组合
• 与SRAM相比价格便宜
• 耗电量少

SRAM：SRMA(静态随机存取存储器)是一种RAM，用于在存储器中存储静态数据。这意味着只要计算机系统有电源，将数据存储在SRAM中就保持活动状态。但是，发生电源故障时，SRAM中的数据会丢失。

静态夯的特点

• 它不需要刷新。
• 它比DRAM快
• 它是昂贵的。
• 高功耗
• 寿命更长
• 大码
• 用作缓存

SRAM与记忆体

RAM的优点

• 它是计算机中较快的内存类型。
• 它需要较少的功率来操作。
• 程序加载速度更快
• 更多的RAM可提高系统性能，并可以执行多任务。
• 执行读写操作。
• 处理器读取信息的速度比硬盘，软盘，USB等更快。

RAM的缺点

• 较少的RAM会降低计算机的速度和性能。
• 由于挥发性，需要电力来保存数据。
• 比ROM贵
• 与ROM相比不可靠
• RAM的大小是有限的。

只读存储器(ROM)

ROM是一种存储设备或存储介质，用于将信息永久存储在芯片内部。它是只读存储器，只能读取存储的信息，数据或程序，但是我们不能写或修改任何东西。 ROM包含启动或引导计算机所需的一些重要指令或程序数据。它是非易失性存储器；这意味着即使关闭电源或关闭系统，存储的信息也不会丢失。

ROM类型

只读存储器有五种类型：

• MROM(掩膜只读存储器)： MROM是最早的只读存储器类型，其程序或数据在制造时由集成电路制造商预先配置。因此，用户不能更改存储在MROM芯片中的程序或指令。
• PROM(可编程只读存储器)：这是一种数字只读存储器，用户只能在其中写入一次任何类型的信息或程序。这意味着它是空的PROM芯片，用户只能使用特殊的PROM编程器或PROM刻录机设备编写一次所需的内容或程序。之后，将无法更改或擦除数据或指令。
• EPROM(可擦可编程只读存储器)：这是一种只读存储器，其中存储的数据只能在EPROM存储器中擦除和重新编程一次。它是一种非易失性存储芯片，可以在没有电源的情况下保存数据，并且还可以存储至少10至20年的数据。在EPROM中，如果要擦除任何存储的数据并对其进行重新编程，首先，我们需要让紫外线照射40分钟以擦除数据；之后，将在EPROM中重新创建数据。
• EEPROM(电可擦可编程只读存储器)： EEROM是一种电可擦可编程只读存储器，用于使用高压电荷擦除存储的数据并对其进行重新编程。它也是一种非易失性存储器，其数据无法擦除或丢失；即使关闭电源。在EEPROM中，存储的数据最多可擦除和重新编程一万次，并且数据一次擦除一个字节。
• 闪存ROM：闪存是一种非易失性存储芯片，可以以称为块或扇区的小型单元进行写入或编程。闪存是计算机存储器的EEPROM形式，关闭电源时不会丢失内容或数据。它还用于在计算机和数字设备之间传输数据。

ROM的优点

• 它是一种非易失性存储器，即使关闭电源，存储的信息也可能丢失。
• 它是静态的，因此不需要每次都刷新内容。
• 数据可以永久存储。
• 与RAM相比，它易于测试和存储大数据。
• 这些不能意外更改
• 它比RAM便宜。
• 与RAM相比，它简单可靠。
• 它有助于启动计算机并加载操作系统。

ROM的缺点

• 除读取现有数据外，无法更新或修改商店数据。
• 与访问存储数据的RAM相比，它的内存要慢。
• 使用大量的紫外光破坏现有数据大约需要40分钟。

内存与只读存储器

二级记忆

辅助存储器是永久性存储空间，可容纳大量数据。辅助存储器也称为外部存储器，它代表可以长期保存计算机数据和程序的各种存储介质(硬盘，USB，CD，闪存驱动器和DVD)。但是，它比主内存便宜且慢。与主存储器不同，辅助存储器不能直接由CPU访问。取而代之的是，辅助存储器数据首先被加载到RAM(随机存取存储器)中，然后被发送到处理器以读取和更新数据。辅助存储设备还包括磁盘(例如硬盘和软盘)，光盘(例如CD和CDROM)以及磁带。

辅助存储器的功能

• 它的速度比主/主存储器慢。
• 由于非易失性，存储数据不会丢失。
• 它可以存储各种不同类型的大集合，例如音频，视频，图片，文本，软件等。
• 辅助存储器中的所有存储数据都不会丢失，因为它是一个永久性存储区域。即使关闭电源。
• 它具有各种光学和磁性存储器来存储数据。

辅助存储器的类型

以下是辅助存储设备的类型：

硬盘

硬盘是计算机的永久存储设备。它是非易失性磁盘，用于永久存储数据，程序和文件，并且在计算机电源关闭时不会丢失存储数据。通常，它位于计算机母板的内部，该母板使用空气密封外壳内的一个或多个刚性快速旋转磁盘片来存储和检索数据。它是一个大型存储设备，在每台计算机或便携式计算机上都可以找到，用于永久存储已安装的软件，音乐，文本文档，视频，操作系统和数据，直到用户没有删除为止。

软盘

软盘是辅助存储系统，它由薄而柔软的磁性涂层磁盘组成，用于保存电子数据，例如计算机文件。它也被称为软盘，有8英寸，5.5英寸和3.5英寸三种尺寸。可以通过软盘驱动器访问存储的软盘数据。此外，这是通过计算机上安装的新程序或备份信息的唯一方法。但是，它是最古老的便携式存储设备，可以存储高达1.44 MB的数据。由于大多数程序较大，因此需要多个软盘来存储大量数据。因此，由于存储空间非常低，因此不使用它。

CD(光盘)

CD是光盘存储设备，代表光盘。它是一种存储设备，用于存储各种数据类型，例如音频，视频，文件，操作系统，备份文件以及对计算机有用的任何其他信息。 CD的宽度为1.2毫米，高度为12厘米，可以存储大约783 MB的数据大小。它使用激光从CD读取和写入数据。

CD类型

• CD-ROM(光盘只读存储器)：制造时主要用于大容量批量，如音频CD，软件和计算机游戏。用户只能从光盘读取数据，文本，音乐，视频，但不能对其进行修改或刻录。
• CD-R(可刻录光盘)：用户用于写入一次的光盘类型；之后，将无法对其进行修改或删除。
• CD-RW(可擦写光盘)：这是可擦写CD光盘，通常用于写入或删除存储的数据。

DVD驱动器/光盘

DVD是一种光盘存储设备，代表数字视频显示或数字多功能光盘。它具有与CD相同的大小，但可以存储比光盘更大的数据量。它由索尼，松下，东芝和飞利浦四家电子公司于1995年开发。 DVD驱动器分为三种类型，例如DVD ROM(只读存储器)，DVD R(可记录)和DVD RW(可重写或可擦除)。它可以存储音频，视频，图像，软件，操作系统等多种数据格式。DVD中的数据存储容量为4.7 GB至17 GB。

蓝光光盘(BD)

蓝光光盘是一种光盘存储设备，用于存储大量数据或高清视频录制并播放其他媒体文件。它使用激光技术读取蓝光盘的存储数据。与CD / DVD相比，它可以更大的密度存储更多数据。例如，光盘使我们可以存储700 MB的数据，而在DVD中，它可以提供高达8 GB的存储容量，而蓝光光盘则可以提供28 GB的存储空间。

笔驱动器

笔式驱动器是用于永久存储数据的便携式设备，也称为USB闪存驱动器。它通常用于存储和传输使用USB端口连接到计算机的数据。它没有任何可移动的部分来存储数据。它使用存储数据的集成电路芯片。它允许用户将音频，视频，图像等数据从一台计算机存储和传输到任何USB笔式驱动器。笔式驱动器的存储容量从64 MB到128 GB或更大。

高速缓存存储器

它是位于CPU和主内存之间的小型基于芯片的计算机内存。它是一种更快的高性能临时存储器，可增强CPU的性能。它存储计算机CPU经常使用的所有数据和指令。它还减少了从主存储器访问数据的时间。它比主内存快，有时也称为CPU内存，因为它非常靠近CPU芯片。以下是缓存的级别。

• L1缓存： L1缓存也称为板载，内部或主缓存。它是在CPU的帮助下构建的。它的速度非常快，L1缓存的大小从8 KB到128 KB不等。
• L2缓存：也称为外部或辅助缓存，需要快速访问时间来存储临时数据。它内置在主板的单独芯片中，而不像L1级别内置在CPU中。 L2缓存的大小可以为128 KB到1 MB。
• L3缓存： L3缓存级别通常与高性能和计算机容量一起使用。它内置在主板中。它的速度非常慢，最大大小可达8 MB。

高速缓存的优点

• 高速缓存内存是与主内存相比更快的内存。
• 它存储CPU反复使用的所有数据和指令，以提高计算机的性能。
• 数据的访问时间小于主存储器。

高速缓存的缺点

• 与主存储器和辅助存储器相比，它非常昂贵。
• 它的存储容量有限。

注册内存

寄存器存储器是用于存储数据和指令并将其传输到计算机的临时存储区域。它是计算机中最小，最快的内存。它作为寄存器形式位于CPU中的计算机存储器的一部分。寄存器存储器的大小为16、32和64位。它临时存储数据指令和重复使用的内存地址，以更快地响应CPU。

初级VS二级记忆