計算機的存儲器主要作用

計算機存儲器指計算機的內(nèi)部存儲區(qū)域，以芯片格式和集成電路形式存在。計算機存儲器應用于錄音機或磁盤。術(shù)語“存儲器”通常視為物理存儲器的簡稱，作為保留數(shù)據(jù)的實際可能芯片。有些計算機也使用虛擬存儲器，即在硬盤上擴展物理存儲器。

存儲器是計算機的記憶裝置，它的主要功能是存放程序和數(shù)據(jù)。程序是計算機操作的依據(jù)，數(shù)據(jù)是計算機操作的對象。不管是程序還是數(shù)據(jù)，在存儲器中都是用二進制的形式來表示的，并統(tǒng)稱信息。

在計算機中，存儲器容量以字節(jié)(Byte，簡寫為B)為基本單位，一個字節(jié)由8個二進制位(bit)組成。存儲容量的表示單位除了字節(jié)以外，還有KB、MB、GB、TB(可分別簡稱為K、M、G、T，例如，128MB可簡稱為128M)。其中：1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。

計算機存儲器的作用

1、啟動計算機。計算機從只讀存儲器(ROM)中加載數(shù)據(jù)，然后執(zhí)行通電自檢 (POST)，確認所有主要的部件都運行正常。作為自檢的一部分，存儲器控制器會通過一個快速的讀/寫操作來檢查所有的存儲器地址，以確保存儲器芯片中沒有錯誤。讀/寫操作意味著將數(shù)據(jù)寫到一個位上，然后再從該位上讀取出來。

2、計算機從ROM加載基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)。BIOS提供有關存儲設備、啟動順序、安全性、即插即用(自動設備識別)功能和其他一些項目的最基本的信息。

3、計算機將操作系統(tǒng)從硬盤加載到系統(tǒng)的RAM中。通常來說，只要計算機處于開啟狀態(tài)，就會在RAM中維護操作系統(tǒng)的關鍵內(nèi)容。這樣有助于CPU立即訪問操作系統(tǒng)，從而提高整個系統(tǒng)的性能和功能。

4、當您打開某個應用程序時，就會將其加載到RAM中。為了節(jié)省RAM，很多應用程序最初只加載程序最基本的部分，然后再根據(jù)需要加載程序的其他部分。

5、在某個應用程序加載完之后，在該應用程序中打開使用的任何文件將會加載到 RAM 中。

6、當您保存某個文件或關閉應用程序時，該文件會被寫入到指定的存儲設備，然后從RAM中清除該文件和應用程序。

計算機存儲器的主要技術(shù)指標

計算機存儲器的主要技術(shù)指標包括存儲容量、存取速度、可靠性、功耗、工作溫度范圍和體積，其中最重要的是存儲容量和存取速度(存取速度用最大存取時間來衡量)。

計算機的存儲器層次結(jié)構(gòu)

存儲器有3個主要性能指標速度、容量和每位價格。一般來說、速度越高價位越高、容量越大價位就月底，而且容量越大、速度必定越低。先上一張圖來直觀的感受下存儲器的速度、容量個價位的關系：

正如上圖所示，金字塔從上到下速度依次減慢、價格依次降低、容量依次增大。需要說明的是，寄存器通常都制作在CPU芯片內(nèi)。寄存器中的數(shù)直接在CPU內(nèi)部參與運算，CPU內(nèi)可以有十幾個、幾十個寄存器，他們的速度最快，價位最高，容量最小。主存用來存放將要參與運行的程序和數(shù)據(jù)，其速度與CPU速度差距比較大，這里所說的速度都是指存取數(shù)據(jù)的速度，CPU和寄存器之間的數(shù)據(jù)存取是非?？斓?，但是主存的存取速度卻要慢得多，一次你，通常在主存和CPU之間插入一種比主存速度更快、容量更小的告訴緩沖存儲器Cache。當然，現(xiàn)代計算機也將Cache制作在CPU內(nèi)了。

緩存--主存這個層次主要解決CPU和主存速度不匹配的問題。由于緩存速度比主存速度高，只要將CPU近期要用到的信息調(diào)入到緩存，CPU便可以直接從緩存中獲取信息，從而提高訪存速度，但是由于緩存的容量小，因此需要不斷的將主存中的內(nèi)容調(diào)入緩存，使緩存中原來的信息被替換掉，這就涉及到替換策略，后面會講到。主存和緩存之間的數(shù)據(jù)調(diào)用時由硬件自動完成的，對程序員是透明的。

主存---輔存層次主要是解決存儲系統(tǒng)的容量問題。輔助存儲器的速度比主存的速度低。而且不能喝CPU直接交換信息，但是他的容量很大，幾百G是很正常的事情。當CPU需要用到輔存上的信息時，再將輔存上的信息調(diào)入主存，供CPU直接訪問。主存和輔存之間的數(shù)據(jù)調(diào)動是由硬件和操作系統(tǒng)直接完成的。

從CPU的角度來看，緩存---主存這一層主的速度接近于緩存，高于主存。在主存--輔存這一層次的不斷發(fā)展中，逐漸形成了虛擬存儲系統(tǒng)，在線合格系統(tǒng)中，程序員編程的地址范圍與虛擬存儲器的地址空間相對應。例如機器質(zhì)量地址碼為24位，則虛擬存儲器存儲單元的個數(shù)可達16M?？墒沁@個數(shù)與主存的實際存儲單元的個數(shù)相比要大得多，我們稱這類指令地址碼為虛擬地址或邏輯地址，而把主存的實際地址稱為物理地址。

計算機的存儲器的分類

1、內(nèi)部存儲器：

內(nèi)部存儲器簡稱內(nèi)存，分為只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)和隨機存儲器(Random Access Memory，RAM)兩種。

內(nèi)存大小會直接影響到計算機的運行速度。微型計算機上使用的RAM被制作成內(nèi)存條的形式，一條內(nèi)存芯片的容量有128MB、256MB、512MB、1GB、2GB等不同的規(guī)格。

2、外部存儲器：

外部存儲器簡稱外存，用以存放系統(tǒng)文件、大型文件、數(shù)據(jù)庫等大量程序與數(shù)據(jù)信息，它們位于主機范疇之外。常用的外部存儲器磁盤存儲器、光盤存儲器和閃存盤(優(yōu)盤)。

1)硬盤

一個硬盤一般由多個盤片組成，盤片的每一面都有一個讀寫磁頭。硬盤在使用時，讀寫磁頭在盤的中心和邊緣之間做徑向移動，同時軸心進行轉(zhuǎn)動，從而能夠快速地在盤片的雙面進行讀寫數(shù)據(jù)。

硬盤的容量計算方法為：存儲容=磁頭數(shù)&TImes;柱面數(shù)&TImes;扇區(qū)數(shù)&TImes;每扇區(qū)字節(jié)數(shù)。

2)光存儲器量

光盤和光盤驅(qū)動器構(gòu)成光存儲設備，是近年來頗受重視的一種外存設備，光存儲器具有存儲容量大、讀取速度快、價格低、使用方便等優(yōu)點，使用越來越普及。

藍光(Blu—ray)或稱藍光盤(Blu—ray Disc，BD)利用波長較短(405nm)的藍色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)，并因此而得名，用以存儲高畫質(zhì)的影音以及高容量的資料。

3、按在計算機中的作用分類

按照在計算機系統(tǒng)中的作用不同，存儲器主要分為主存儲器、輔存儲器、緩沖存儲器。

主存的主要特點是他可以和CPU直接交換信息。輔助存儲器是主存儲器的后援存儲器，用來存放當前暫時不用的程序和數(shù)據(jù)，他不能與CPU直接交換信息。兩者相比，主存速度快、容量小。每位價格高;輔助存儲器速度慢，容量大。每位價格低。緩沖存儲器用在兩個速度不同的部件中，例如，CPU與主存之間可設置一個快速緩存，起到緩沖作用。

如下是一張存儲器的分類圖：