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在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存).内存在电脑中起着举足轻重的作用。内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),以及高速缓存(CACHE)。只不过因为RAM是其中最重要的存储器。S(SYSNECRONOUS)DRAM 同步动态随机存取存储器:SDRAM为168脚,这是目前PENTIUM及以上机型使用的内存。SDRAM将CPU与RAM通过一个相同的时钟锁在一起,使CPU和RAM能够共享一个时钟周期,以相同的速度同步工作,每一个时钟脉冲的上升沿便开始传递数据,速度比EDO内存提高50%。DDR(DOUBLE DATA RAGE)RAM :SDRAM的更新换代产品,他允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据,这样不需要提高时钟的频率就能加倍提高SDRAM的速度。
●内存
内存就是存储程序以及数据的地方,比如当我们在使用WPS处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。在进一步理解它之前,还应认识一下它的物理概念。
●只读存储器(ROM)
ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。
●随机存储器(RAM)
随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有128M/条、256M/条、512M/条等。
●高速缓冲存储器(Cache)
Cache也是我们经常遇到的概念,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。
当你理解了上述概念后,也许你会问,内存就是内存,为什么又会出现各种内存名词,这到底又是怎么回事呢?
在回答这个问题之前,我们再来看看下面这一段。
物理存储器和地址空间
物理存储器和存储地址空间是两个不同的概念。但是由于这两者有十分密切的关系,而且两者都用B、KB、MB、GB来度量其容量大小,因此容易产生认识上的混淆。初学者弄清这两个不同的概念,有助于进一步认识内存储器和用好内存储器。
物理存储器是指实际存在的具体存储器芯片。如主板上装插的内存条和装载有系统的BIOS的ROM芯片,显示卡上的显示RAM芯片和装载显示BIOS的ROM芯片,以及各种适配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存储器。
存储地址空间是指对存储器编码(编码地址)的范围。所谓编码就是对每一个物理存储单元(一个字节)分配一个号码,通常叫作“编址”。分配一个号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它,完成数据的读写,这就是所谓的“寻址”(所以,有人也把地址空间称为寻址空间)。
地址空间的大小和物理存储器的大小并不一定相等。举个例子来说明这个问题:某层楼共有17个房间,其编号为801~817。这17个房间是物理的,而其地址空间采用了三位编码,其范围是800~899共100个地址,可见地址空间是大于实际房间数量的。
对于386以上档次的微机,其地址总线为32位,因此地址空间可达232即4GB。但实际上我们所配置的物理存储器通常只有1MB、2MB、4MB、8MB、16MB、32MB等,远小于地址空间所允许的范围。
好了,现在可以解释为什么会产生诸如:常规内存、保留内存、上位内存、高端内存、扩充内存和扩展内存等不同内存类型。
各种内存概念
这里需要明确的是,我们讨论的不同内存的概念是建立在寻址空间上的。
IBM推出的第一台PC机采用的CPU是8088芯片,它只有20根地址线,也就是说,它的地址空间是1MB。
PC机的设计师将1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及应用程序使用,高端的384KB则保留给ROM、视频适配卡等系统使用。从此,这个界限便被确定了下来并且沿用至今。低端的640KB就被称为常规内存即PC机的基本RAM区。保留内存中的低128KB是显示缓冲区,高64KB是系统BIOS(基本输入/输出系统)空间,其余192KB空间留用。从对应的物理存储器来看,基本内存区只使用了512KB芯片,占用0000至80000这512KB地址。显示内存区虽有128KB空间,但对单色显示器(MDA卡)只需4KB就足够了,因此只安装4KB的物理存储器芯片,占用了B0000至B10000这4KB的空间,如果使用彩色显示器(CGA卡)需要安装16KB的物理存储器,占用B8000至BC000这16KB的空间,可见实际使用的地址范围都小于允许使用的地址空间。
在当时(1980年末至1981年初)这么“大”容量的内存对PC机使用者来说似乎已经足够了,但是随着程序的不断增大,图象和声音的不断丰富,以及能访问更大内存空间的新型CPU相继出现,最初的PC机和MS-DOS设计的局限性变得越来越明显。
1.什么是扩充内存?
EMS工作原理
到1984年,即286被普遍接受不久,人们越来越认识到640KB的限制已成为大型程序的障碍,这时,Intel和Lotus,这两家硬、软件的杰出代表,联手制定了一个由硬件和软件相结合的方案,此方法使所有PC机存取640KB以上RAM成为可能。而Microsoft刚推出Windows不久,对内存空间的要求也很高,因此它也及时加入了该行列。
在1985年初,Lotus、Intel和Microsoft三家共同定义了LIM-EMS,即扩充内存规范,通常称EMS为扩充内存。当时,EMS需要一个安装在I/O槽口的内存扩充卡和一个称为EMS的扩充内存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址线只有24位(ISA总线),这对于386以上档次的32位机是不能适应的。所以,现在已很少使用内存扩充卡。现在微机中的扩充内存通常是用软件如DOS中的EMM386把扩展内存模拟或扩充内存来使用。所以,扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置,而在于使用什么方法来读写它。下面将作进一步介绍。
前面已经说过扩充存储器也可以由扩展存储器模拟转换而成。EMS的原理和XMS不同,它采用了页帧方式。页帧是在1MB空间中指定一块64KB空间(通常在保留内存区内,但其物理存储器来自扩展存储器),分为4页,每页16KB。EMS存储器也按16KB分页,每次可交换4页内容,以此方式可访问全部EMS存储器。符合EMS的驱动程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。
2.什么是扩展内存?
我们知道,286有24位地址线,它可寻址16MB的地址空间,而386有32位地址线,它可寻址高达4GB的地址空间,为了区别起见,我们把1MB以上的地址空间称为扩展内存XMS(eXtend memory)。
在386以上档次的微机中,有两种存储器工作方式,一种称为实地址方式或实方式,另一种称为保护方式。在实方式下,物理地址仍使用20位,所以最大寻址空间为1MB,以便与8086兼容。保护方式采用32位物理地址,寻址范围可达4GB。DOS系统在实方式下工作,它管理的内存空间仍为1MB,因此它不能直接使用扩展存储器。为此,Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS-DOS下扩展内存的使用标准,即扩展内存规范XMS。我们常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理扩展内存的驱动程序。
扩展内存管理规范的出现迟于扩充内存管理规范。
3.什么是高端内存区?
在实方式下,内存单元的地址可记为:
段地址:段内偏移
通常用十六进制写为XXXX:XXXX。实际的物理地址由段地址左移4位再和段内偏移相加而成。若地址各位均为1时,即为FFFF:FFFF。其实际物理地址为:FFF0+FFFF=10FFEF,约为1088KB(少16字节),这已超过1MB范围进入扩展内存了。这个进入扩展内存的区域约为64KB,是1MB以上空间的第一个64KB。我们把它称为高端内存区HMA(High Memory Area)。HMA的物理存储器是由扩展存储器取得的。因此要使用HMA,必须要有物理的扩展存储器存在。此外HMA的建立和使用还需要XMS驱动程序HIMEM.SYS的支持,因此只有装入了HIMEM.SYS之后才能使用HMA。
4.什么是上位内存?
为了解释上位内存的概念,我们还得回过头看看保留内存区。保留内存区是指640KB~1024KB(共384KB)区域。这部分区域在PC诞生之初就明确是保留给系统使用的,用户程序无法插足。但这部分空间并没有充分使用,因此大家都想对剩余的部分打主意,分一块地址空间(注意:是地址空间,而不是物理存储器)来使用。于是就得到了又一块内存区域UMB。
UMB(Upper Memory Blocks)称为上位内存或上位内存块。它是由挤占保留内存中剩余未用的空间而产生的,它的物理存储器仍然取自物理的扩展存储器,它的管理驱动程序是EMS驱动程序。
5.什么是SHADOW(影子)内存?
对于细心的读者,可能还会发现一个问题:即是对于装有1MB或1MB以上物理存储器的机器,其640KB~1024KB这部分物理存储器如何使用的问题。由于这部分地址空间已分配为系统使用,所以不能再重复使用。为了利用这部分物理存储器,在某些386系统中,提供了一个重定位功能,即把这部分物理存储器的地址重定位为1024KB~1408KB。这样,这部分物理存储器就变成了扩展存储器,当然可以使用了。但这种重定位功能在当今高档机器中不再使用,而把这部分物理存储器保留作为Shadow存储器。Shadow存储器可以占据的地址空间与对应的ROM是相同的。Shadow由RAM组成,其速度大大高于ROM。当把ROM中的内容(各种BIOS程序)装入相同地址的Shadow RAM中,就可以从RAM中访问BIOS,而不必再访问ROM。这样将大大提高系统性能。因此在设置CMOS参数时,应将相应的Shadow区设为允许使用(Enabled)。
6、什么是奇/偶校验?
奇/偶校验(ECC)是数据传送时采用的一种校正数据错误的一种方式,分为奇校验和偶校验两种。
如果是采用奇校验,在传送每一个字节的时候另外附加一位作为校验位,当实际数据中“1”的个数为偶数的时候,这个校验位就是“1”,否则这个校验位就是“0”,这样就可以保证传送数据满足奇校验的要求。在接收方收到数据时,将按照奇校验的要求检测数据中“1”的个数,如果是奇数,表示传送正确,否则表示传送错误。
同理偶校验的过程和奇校验的过程一样,只是检测数据中“1”的个数为偶数。
总 结
经过上面分析,内存储器的划分可归纳如下:
●基本内存 占据0~640KB地址空间。
●保留内存 占据640KB~1024KB地址空间。分配给显示缓冲存储器、各适配卡上的ROM和系统ROM BIOS,剩余空间可作上位内存UMB。UMB的物理存储器取自物理扩展存储器。此范围的物理RAM可作为Shadow RAM使用。
●上位内存(UMB) 利用保留内存中未分配使用的地址空间建立,其物理存储器由物理扩展存储器取得。UMB由EMS管理,其大小可由EMS驱动程序设定。
●高端内存(HMA) 扩展内存中的第一个64KB区域(1024KB~1088KB)。由HIMEM.SYS建立和管理。
●XMS内存 符合XMS规范管理的扩展内存区。其驱动程序为HIMEM.SYS。
●EMS内存 符合EMS规范管理的扩充内存区。其驱动程序为EMM386.EXE等
●内存
内存就是存储程序以及数据的地方,比如当我们在使用WPS处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。在进一步理解它之前,还应认识一下它的物理概念。
●只读存储器(ROM)
ROM表示只读存储器(Read Only Memory),在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出,一般不能写入,即使机器掉电,这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据,如BIOS ROM。其物理外形一般是双列直插式(DIP)的集成块。
●随机存储器(RAM)
随机存储器(Random Access Memory)表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器电源关闭时,存于其中的数据就会丢失。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存,内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板,它插在计算机中的内存插槽上,以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的内存条有128M/条、256M/条、512M/条等。
●高速缓冲存储器(Cache)
Cache也是我们经常遇到的概念,它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时,这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时,CPU就从高速缓冲存储器读取数据,而不是访问较慢的内存,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存中的数据。
当你理解了上述概念后,也许你会问,内存就是内存,为什么又会出现各种内存名词,这到底又是怎么回事呢?
在回答这个问题之前,我们再来看看下面这一段。
物理存储器和地址空间
物理存储器和存储地址空间是两个不同的概念。但是由于这两者有十分密切的关系,而且两者都用B、KB、MB、GB来度量其容量大小,因此容易产生认识上的混淆。初学者弄清这两个不同的概念,有助于进一步认识内存储器和用好内存储器。
物理存储器是指实际存在的具体存储器芯片。如主板上装插的内存条和装载有系统的BIOS的ROM芯片,显示卡上的显示RAM芯片和装载显示BIOS的ROM芯片,以及各种适配卡上的RAM芯片和ROM芯片都是物理存储器。
存储地址空间是指对存储器编码(编码地址)的范围。所谓编码就是对每一个物理存储单元(一个字节)分配一个号码,通常叫作“编址”。分配一个号码给一个存储单元的目的是为了便于找到它,完成数据的读写,这就是所谓的“寻址”(所以,有人也把地址空间称为寻址空间)。
地址空间的大小和物理存储器的大小并不一定相等。举个例子来说明这个问题:某层楼共有17个房间,其编号为801~817。这17个房间是物理的,而其地址空间采用了三位编码,其范围是800~899共100个地址,可见地址空间是大于实际房间数量的。
对于386以上档次的微机,其地址总线为32位,因此地址空间可达232即4GB。但实际上我们所配置的物理存储器通常只有1MB、2MB、4MB、8MB、16MB、32MB等,远小于地址空间所允许的范围。
好了,现在可以解释为什么会产生诸如:常规内存、保留内存、上位内存、高端内存、扩充内存和扩展内存等不同内存类型。
各种内存概念
这里需要明确的是,我们讨论的不同内存的概念是建立在寻址空间上的。
IBM推出的第一台PC机采用的CPU是8088芯片,它只有20根地址线,也就是说,它的地址空间是1MB。
PC机的设计师将1MB中的低端640KB用作RAM,供DOS及应用程序使用,高端的384KB则保留给ROM、视频适配卡等系统使用。从此,这个界限便被确定了下来并且沿用至今。低端的640KB就被称为常规内存即PC机的基本RAM区。保留内存中的低128KB是显示缓冲区,高64KB是系统BIOS(基本输入/输出系统)空间,其余192KB空间留用。从对应的物理存储器来看,基本内存区只使用了512KB芯片,占用0000至80000这512KB地址。显示内存区虽有128KB空间,但对单色显示器(MDA卡)只需4KB就足够了,因此只安装4KB的物理存储器芯片,占用了B0000至B10000这4KB的空间,如果使用彩色显示器(CGA卡)需要安装16KB的物理存储器,占用B8000至BC000这16KB的空间,可见实际使用的地址范围都小于允许使用的地址空间。
在当时(1980年末至1981年初)这么“大”容量的内存对PC机使用者来说似乎已经足够了,但是随着程序的不断增大,图象和声音的不断丰富,以及能访问更大内存空间的新型CPU相继出现,最初的PC机和MS-DOS设计的局限性变得越来越明显。
1.什么是扩充内存?
EMS工作原理
到1984年,即286被普遍接受不久,人们越来越认识到640KB的限制已成为大型程序的障碍,这时,Intel和Lotus,这两家硬、软件的杰出代表,联手制定了一个由硬件和软件相结合的方案,此方法使所有PC机存取640KB以上RAM成为可能。而Microsoft刚推出Windows不久,对内存空间的要求也很高,因此它也及时加入了该行列。
在1985年初,Lotus、Intel和Microsoft三家共同定义了LIM-EMS,即扩充内存规范,通常称EMS为扩充内存。当时,EMS需要一个安装在I/O槽口的内存扩充卡和一个称为EMS的扩充内存管理程序方可使用。但是I/O插槽的地址线只有24位(ISA总线),这对于386以上档次的32位机是不能适应的。所以,现在已很少使用内存扩充卡。现在微机中的扩充内存通常是用软件如DOS中的EMM386把扩展内存模拟或扩充内存来使用。所以,扩充内存和扩展内存的区别并不在于其物理存储器的位置,而在于使用什么方法来读写它。下面将作进一步介绍。
前面已经说过扩充存储器也可以由扩展存储器模拟转换而成。EMS的原理和XMS不同,它采用了页帧方式。页帧是在1MB空间中指定一块64KB空间(通常在保留内存区内,但其物理存储器来自扩展存储器),分为4页,每页16KB。EMS存储器也按16KB分页,每次可交换4页内容,以此方式可访问全部EMS存储器。符合EMS的驱动程序很多,常用的有EMM386.EXE、QEMM、TurboEMS、386MAX等。DOS和Windows中都提供了EMM386.EXE。
2.什么是扩展内存?
我们知道,286有24位地址线,它可寻址16MB的地址空间,而386有32位地址线,它可寻址高达4GB的地址空间,为了区别起见,我们把1MB以上的地址空间称为扩展内存XMS(eXtend memory)。
在386以上档次的微机中,有两种存储器工作方式,一种称为实地址方式或实方式,另一种称为保护方式。在实方式下,物理地址仍使用20位,所以最大寻址空间为1MB,以便与8086兼容。保护方式采用32位物理地址,寻址范围可达4GB。DOS系统在实方式下工作,它管理的内存空间仍为1MB,因此它不能直接使用扩展存储器。为此,Lotus、Intel、AST及Microsoft公司建立了MS-DOS下扩展内存的使用标准,即扩展内存规范XMS。我们常在Config.sys文件中看到的Himem.sys就是管理扩展内存的驱动程序。
扩展内存管理规范的出现迟于扩充内存管理规范。
3.什么是高端内存区?
在实方式下,内存单元的地址可记为:
段地址:段内偏移
通常用十六进制写为XXXX:XXXX。实际的物理地址由段地址左移4位再和段内偏移相加而成。若地址各位均为1时,即为FFFF:FFFF。其实际物理地址为:FFF0+FFFF=10FFEF,约为1088KB(少16字节),这已超过1MB范围进入扩展内存了。这个进入扩展内存的区域约为64KB,是1MB以上空间的第一个64KB。我们把它称为高端内存区HMA(High Memory Area)。HMA的物理存储器是由扩展存储器取得的。因此要使用HMA,必须要有物理的扩展存储器存在。此外HMA的建立和使用还需要XMS驱动程序HIMEM.SYS的支持,因此只有装入了HIMEM.SYS之后才能使用HMA。
4.什么是上位内存?
为了解释上位内存的概念,我们还得回过头看看保留内存区。保留内存区是指640KB~1024KB(共384KB)区域。这部分区域在PC诞生之初就明确是保留给系统使用的,用户程序无法插足。但这部分空间并没有充分使用,因此大家都想对剩余的部分打主意,分一块地址空间(注意:是地址空间,而不是物理存储器)来使用。于是就得到了又一块内存区域UMB。
UMB(Upper Memory Blocks)称为上位内存或上位内存块。它是由挤占保留内存中剩余未用的空间而产生的,它的物理存储器仍然取自物理的扩展存储器,它的管理驱动程序是EMS驱动程序。
5.什么是SHADOW(影子)内存?
对于细心的读者,可能还会发现一个问题:即是对于装有1MB或1MB以上物理存储器的机器,其640KB~1024KB这部分物理存储器如何使用的问题。由于这部分地址空间已分配为系统使用,所以不能再重复使用。为了利用这部分物理存储器,在某些386系统中,提供了一个重定位功能,即把这部分物理存储器的地址重定位为1024KB~1408KB。这样,这部分物理存储器就变成了扩展存储器,当然可以使用了。但这种重定位功能在当今高档机器中不再使用,而把这部分物理存储器保留作为Shadow存储器。Shadow存储器可以占据的地址空间与对应的ROM是相同的。Shadow由RAM组成,其速度大大高于ROM。当把ROM中的内容(各种BIOS程序)装入相同地址的Shadow RAM中,就可以从RAM中访问BIOS,而不必再访问ROM。这样将大大提高系统性能。因此在设置CMOS参数时,应将相应的Shadow区设为允许使用(Enabled)。
6、什么是奇/偶校验?
奇/偶校验(ECC)是数据传送时采用的一种校正数据错误的一种方式,分为奇校验和偶校验两种。
如果是采用奇校验,在传送每一个字节的时候另外附加一位作为校验位,当实际数据中“1”的个数为偶数的时候,这个校验位就是“1”,否则这个校验位就是“0”,这样就可以保证传送数据满足奇校验的要求。在接收方收到数据时,将按照奇校验的要求检测数据中“1”的个数,如果是奇数,表示传送正确,否则表示传送错误。
同理偶校验的过程和奇校验的过程一样,只是检测数据中“1”的个数为偶数。
总 结
经过上面分析,内存储器的划分可归纳如下:
●基本内存 占据0~640KB地址空间。
●保留内存 占据640KB~1024KB地址空间。分配给显示缓冲存储器、各适配卡上的ROM和系统ROM BIOS,剩余空间可作上位内存UMB。UMB的物理存储器取自物理扩展存储器。此范围的物理RAM可作为Shadow RAM使用。
●上位内存(UMB) 利用保留内存中未分配使用的地址空间建立,其物理存储器由物理扩展存储器取得。UMB由EMS管理,其大小可由EMS驱动程序设定。
●高端内存(HMA) 扩展内存中的第一个64KB区域(1024KB~1088KB)。由HIMEM.SYS建立和管理。
●XMS内存 符合XMS规范管理的扩展内存区。其驱动程序为HIMEM.SYS。
●EMS内存 符合EMS规范管理的扩充内存区。其驱动程序为EMM386.EXE等
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什么是内存
什么是内存呢?在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并用其存储数据的部件,存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数据就会丢失。
既然内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,那么它是怎么工作的呢?我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的“动态”,指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。
从一有计算机开始,就有内存。内存发展到今天也经历了很多次的技术改进,从最早的DRAM一直到FPMDRAM、EDODRAM、SDRAM等,内存的速度一直在提高且容量也在不断的增加。今天,服务器主要使用的是什么样的内存呢?目前,IA架构的服务器普遍使用的是REG�ISTEREDECCSDRAM,下一期我们将详细介绍这一全新的内存技术及它给服务器带来的独特的技术优势
什么是内存?
内存最小的物理单元是位,从本质上来讲,位是一个位于某种二值状态(通常是0和1)下的电气单元。
八位组成一个字节,这样组合的可能有256种(2的8次方)。字节是内存可访问的最小单元,每个这样的组合可代表单独的一个数据字符或指令。ascii码字符集实际上只使用了7位,因此支持128种可能的字符。对于所有的26个英文字母(包括大小写)、数字和特殊字符来说,这个数目完全够用。某些语种的字符数目比较庞大,因此它们可能会使用“双字节”字符集(例如汉字)。
pc机上所使用的内存可以分为两大类,分别是只读内存(rom)和随即访问内存(ram)。从它们的名字上可以看出,rom数据不能随意更新,但是在任何时候都可以读取。即使是断电,rom也能够保留数据。至于ram则在任何时候都可以读写,因此ram通常用作操作系统或其他正在运行的程序的临时存储介质(可称作系统内存)。不幸的是,掉电时ram不能保留数据,如果需要保存数据,就必须把它们写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。正因为如此,有时也将ram称作“可变存储器”。
ram内存可以进一步分为静态ram(sram)和动态内存(dram)两大类。由于实现方法上的差异,dram要比sram慢。sram由逻辑晶体管组成,数据采用触发的方式进行存储。因此改变和读取内存单元格的速度非常快。而dram使用电容存储数据。由于电容会逐渐放电,所以必须周期性的对它重新充电(即:刷新)。由于在执行读操作时电容也会放电,因此每次读操作之后也必须重新充电。刷新操作需要占用时钟周期,这可能会影响到其他的操作。虽然sram比dram的速度要快近10倍,但是它的价格也要比dram贵许多—
事实上,sram要比dram贵近10倍。
内存的使用
使用rom内存来保存pc上的bios程序非常理想,后者是一个基本的引导程序。这个引导程序非常小,可以驻留在较小的内存中(小于2mb)。rom内存包括可编程rom(prom)、可擦写可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)等等。目前bios一般使用eeprom,由于它可以通过加电擦除改写,由此能够对bios进行程序升级,从而在芯片中置入新的引导程序。这就是所谓的“闪写bios”。
起初的微机都是朝着廉价低档方向设计,其组件的成本也很低,系统内存也一直使用廉价(因此速度也慢)的dram。在pc出现时,dram的速度足够处理8086/8088
4.77mhz的总线速度,甚至在较快的80286处理器(总线速度可达12mhz,或80ns)上也是如此。
随着80386的出现,时钟速度可以达到20mhz、25mhz、甚至33mhz时,当时现有的dram就不能满足速度的要求。
为了消除处理器和主存速度之间的不一致,设计人员开始在主板上使用少量的sram内存,它们运行在系统总线速度下,用来保存最近使用过的数据。尽管sram的速度要比dram快很多,但是没过多久处理器的速度就再次超过了主板缓存的速度。在80486出现时,其芯片内部已经置入了8k的sram缓存,因为它运行在cpu速度下,因此被称作第一层(l1)缓存,而主板上的缓存则被称作l2。今天高性能的系统仍在沿用这种“内存层次结构”。
内存方面值得关注的问题
所有的dram的基本内核都相同,因此内部速度也相同,而等待时间也都相对比较大。在过去几年中,人们设计出了许多方案来优化或消除这些局限,然而结果往往是某个方面得到了改善,而另外某个方面却不如以前。由于sram的成本相对较高,行业的竞争相当激烈,因此dram仍然是大容量系统内存唯一可行的选择,包括在图形子系统中常常也是如此。sram内存通常仅用作缓存:外部缓存(位于主板上)或者内部缓存(内置到处理器或dram芯片中很少量的一部分)。
处理器主频的发展速度是相当惊人的,因此内存设计人员不得不在不显著提高其成本的前提下大力提高dram的速度。如果处理器需要一个以上的时钟周期来执行一条指令,而内存子系统可以以慢两到三倍的速度运行,那么内存还能够和cpu速度相协调。随着处理器性能越来越优良,已经可以在一个时钟周期内执行一条甚至多条指令。不幸的是,虽然处理器目前的速度可以达到500mhz,但是主存的速度却局限于100mhz(在某些情况下可能会达到133mhz)。这时内存和处理器之间的速度就存在失调现象。造成这种失调的主要原因是,主存通常使用dram,这种类型的内存本身就太慢了。
人们提出了许多设计sram和dram的方法并付诸实施。每种方法都希望能够着解决一定情况下的速度问题。然而不幸的是,我们还没有找到一种“理想”的内存体系结构来解决所有的问题。因为任何人都没有能够做到显著的提高dram的速度而不用显著的提高其成本。
目前的发展方向
处理器的速度仍在飞速的增长。大约在2000年主流处理器的速度将达到1ghz。现在正在使用的内存很快就会显得太慢,当然很快也会出现新的设计方案。在过去的一些年中,人们提出了许多种设计方案,但是由于营销和公司政策方面的原因,它们或被舍弃,或局限于很小的应用范围。
sram和dram内存经历了一个逐步演变的过程,从单芯片、异步、单排结构发展到多芯片、同步的多排结构,同时还采用了更多的先进技术,例如流水线操作、脉冲模式访问以及数据预取。此外还专门为图形、通信以及其他应用设计了专用的dram。有一点似乎是确定的——处理器和内存都将渐渐变得越来越廉价,生命周期也会相对变短许多。最终我们可能会看到这样一个局面:不仅l2缓存被嵌入到了芯片中,整个系统ram也被嵌入了进来。到那时由于dram可以运行在,或者接近于,处理器速度下,因此没有必要再使用sram缓存。内存的升级也就是处理器的升级,然而总价格仍然维持在一个相对较低的水平上。
什么是内存呢?在计算机的组成结构中,有一个很重要的部分,就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并用其存储数据的部件,存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数据就会丢失。
既然内存是用来存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,那么它是怎么工作的呢?我们平常所提到的计算机的内存指的是动态内存(即DRAM),动态内存中所谓的“动态”,指的是当我们将数据写入DRAM后,经过一段时间,数据会丢失,因此需要一个额外设电路进行内存刷新操作。具体的工作过程是这样的:一个DRAM的存储单元存储的是0还是1取决于电容是否有电荷,有电荷代表1,无电荷代表0。但时间一长,代表1的电容会放电,代表0的电容会吸收电荷,这就是数据丢失的原因;刷新操作定期对电容进行检查,若电量大于满电量的1/2,则认为其代表1,并把电容充满电;若电量小于1/2,则认为其代表0,并把电容放电,藉此来保持数据的连续性。
从一有计算机开始,就有内存。内存发展到今天也经历了很多次的技术改进,从最早的DRAM一直到FPMDRAM、EDODRAM、SDRAM等,内存的速度一直在提高且容量也在不断的增加。今天,服务器主要使用的是什么样的内存呢?目前,IA架构的服务器普遍使用的是REG�ISTEREDECCSDRAM,下一期我们将详细介绍这一全新的内存技术及它给服务器带来的独特的技术优势
什么是内存?
内存最小的物理单元是位,从本质上来讲,位是一个位于某种二值状态(通常是0和1)下的电气单元。
八位组成一个字节,这样组合的可能有256种(2的8次方)。字节是内存可访问的最小单元,每个这样的组合可代表单独的一个数据字符或指令。ascii码字符集实际上只使用了7位,因此支持128种可能的字符。对于所有的26个英文字母(包括大小写)、数字和特殊字符来说,这个数目完全够用。某些语种的字符数目比较庞大,因此它们可能会使用“双字节”字符集(例如汉字)。
pc机上所使用的内存可以分为两大类,分别是只读内存(rom)和随即访问内存(ram)。从它们的名字上可以看出,rom数据不能随意更新,但是在任何时候都可以读取。即使是断电,rom也能够保留数据。至于ram则在任何时候都可以读写,因此ram通常用作操作系统或其他正在运行的程序的临时存储介质(可称作系统内存)。不幸的是,掉电时ram不能保留数据,如果需要保存数据,就必须把它们写入到一个长期的存储器中(例如硬盘)。正因为如此,有时也将ram称作“可变存储器”。
ram内存可以进一步分为静态ram(sram)和动态内存(dram)两大类。由于实现方法上的差异,dram要比sram慢。sram由逻辑晶体管组成,数据采用触发的方式进行存储。因此改变和读取内存单元格的速度非常快。而dram使用电容存储数据。由于电容会逐渐放电,所以必须周期性的对它重新充电(即:刷新)。由于在执行读操作时电容也会放电,因此每次读操作之后也必须重新充电。刷新操作需要占用时钟周期,这可能会影响到其他的操作。虽然sram比dram的速度要快近10倍,但是它的价格也要比dram贵许多—
事实上,sram要比dram贵近10倍。
内存的使用
使用rom内存来保存pc上的bios程序非常理想,后者是一个基本的引导程序。这个引导程序非常小,可以驻留在较小的内存中(小于2mb)。rom内存包括可编程rom(prom)、可擦写可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)等等。目前bios一般使用eeprom,由于它可以通过加电擦除改写,由此能够对bios进行程序升级,从而在芯片中置入新的引导程序。这就是所谓的“闪写bios”。
起初的微机都是朝着廉价低档方向设计,其组件的成本也很低,系统内存也一直使用廉价(因此速度也慢)的dram。在pc出现时,dram的速度足够处理8086/8088
4.77mhz的总线速度,甚至在较快的80286处理器(总线速度可达12mhz,或80ns)上也是如此。
随着80386的出现,时钟速度可以达到20mhz、25mhz、甚至33mhz时,当时现有的dram就不能满足速度的要求。
为了消除处理器和主存速度之间的不一致,设计人员开始在主板上使用少量的sram内存,它们运行在系统总线速度下,用来保存最近使用过的数据。尽管sram的速度要比dram快很多,但是没过多久处理器的速度就再次超过了主板缓存的速度。在80486出现时,其芯片内部已经置入了8k的sram缓存,因为它运行在cpu速度下,因此被称作第一层(l1)缓存,而主板上的缓存则被称作l2。今天高性能的系统仍在沿用这种“内存层次结构”。
内存方面值得关注的问题
所有的dram的基本内核都相同,因此内部速度也相同,而等待时间也都相对比较大。在过去几年中,人们设计出了许多方案来优化或消除这些局限,然而结果往往是某个方面得到了改善,而另外某个方面却不如以前。由于sram的成本相对较高,行业的竞争相当激烈,因此dram仍然是大容量系统内存唯一可行的选择,包括在图形子系统中常常也是如此。sram内存通常仅用作缓存:外部缓存(位于主板上)或者内部缓存(内置到处理器或dram芯片中很少量的一部分)。
处理器主频的发展速度是相当惊人的,因此内存设计人员不得不在不显著提高其成本的前提下大力提高dram的速度。如果处理器需要一个以上的时钟周期来执行一条指令,而内存子系统可以以慢两到三倍的速度运行,那么内存还能够和cpu速度相协调。随着处理器性能越来越优良,已经可以在一个时钟周期内执行一条甚至多条指令。不幸的是,虽然处理器目前的速度可以达到500mhz,但是主存的速度却局限于100mhz(在某些情况下可能会达到133mhz)。这时内存和处理器之间的速度就存在失调现象。造成这种失调的主要原因是,主存通常使用dram,这种类型的内存本身就太慢了。
人们提出了许多设计sram和dram的方法并付诸实施。每种方法都希望能够着解决一定情况下的速度问题。然而不幸的是,我们还没有找到一种“理想”的内存体系结构来解决所有的问题。因为任何人都没有能够做到显著的提高dram的速度而不用显著的提高其成本。
目前的发展方向
处理器的速度仍在飞速的增长。大约在2000年主流处理器的速度将达到1ghz。现在正在使用的内存很快就会显得太慢,当然很快也会出现新的设计方案。在过去的一些年中,人们提出了许多种设计方案,但是由于营销和公司政策方面的原因,它们或被舍弃,或局限于很小的应用范围。
sram和dram内存经历了一个逐步演变的过程,从单芯片、异步、单排结构发展到多芯片、同步的多排结构,同时还采用了更多的先进技术,例如流水线操作、脉冲模式访问以及数据预取。此外还专门为图形、通信以及其他应用设计了专用的dram。有一点似乎是确定的——处理器和内存都将渐渐变得越来越廉价,生命周期也会相对变短许多。最终我们可能会看到这样一个局面:不仅l2缓存被嵌入到了芯片中,整个系统ram也被嵌入了进来。到那时由于dram可以运行在,或者接近于,处理器速度下,因此没有必要再使用sram缓存。内存的升级也就是处理器的升级,然而总价格仍然维持在一个相对较低的水平上。
参考资料: http://zhidao.baidu.com/question/6608478.html?si=1
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内存就是存储程序以及数据的地方,比如当我们在使用WPS处理文稿时,当你在键盘上敲入字符时,它就被存入内存中,当你选择存盘时,内存中的数据才会被存入硬(磁)盘。在进一步理解它之前,还应认识一下它的物理概念。
http://baike.baidu.com/view/1082.html
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上面说的真详细啊。不过也太复杂了点.
内存由于其读写速度快,所以是直接与CPU交换数据的媒介,
硬盘里的东西需要先读取到内存中,然后通过内存传给CPU.CPU将返回的数据再给内存.
内存中的数据只是在程序执行过成中存在,当断电后便消失.
内存由于其读写速度快,所以是直接与CPU交换数据的媒介,
硬盘里的东西需要先读取到内存中,然后通过内存传给CPU.CPU将返回的数据再给内存.
内存中的数据只是在程序执行过成中存在,当断电后便消失.
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2006-10-29
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开机时,从硬盘读出数据到内存,在内存里运行软件,关机就会退出,关机了内存里是没有数据的。
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