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  • 计算机的内存外存、主存、辅

    千次阅读 2017-10-01 16:27:50
    存储器是计算机的重要组成部分,用于存储程序与数据,可分为:计算机内部的存储器(内存储器,简称内存)、计算机外部的存储器(存储器,简称外存)一般来说,主存指的是内存;但是在一些专业性较强的场合,主存与...

    存储器是计算机的重要组成部分,用于存储程序与数据,可分为:计算机内部的存储器(内存储器,简称内存)、计算机外部的存储器(外存储器,简称外存)

    一般来说,主存指的是内存;但是在一些专业性较强的场合,主存与内存还是有一定区别的。内存储存器还有其他形式。而外存指的是辅存,比如硬盘、U盘、光盘及软盘等。

    cpu中的存储器和主存是两个概念。处理器需要自己的内存储器,它们以寄存器的形式存在。

    内存

    内存又称主存,是CPU能直接寻址的存储空间,它的特点是存取速率快。内存是电脑中主要部件,它是相对于外存来说。

    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)和高级缓存(Cache)。

    RAM(Random Access Memory)

    高速存取,支持读写数据,读写时间相等,且与地址无关,但是断电后其中的数据会丢失。

    ROM(Read Only Memory)

    断电后信息不丢失,如计算机启动用的BIOS芯片。存取速度很低,(较RAM而言)且不能改写。由于不能改写信息,不能升级,现已很少使用。

    Cache

    介于CPU与内存之间,常用有一级缓存(L1)、二级缓存(L2)、三级缓存(L3)(一般存在于Intel系列)。它的读写速度比内存还快,当CPU在内存中读取或写入数据时,数据会被保存在高级缓冲存储器中,当下次访问该数据时,CPU直接读取高级缓冲存储器,而不是更慢的内存。

    外存

    外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。外存需要通过I/O系统与之交换数据,又称为辅助存储器。常见的外储存器有硬盘、软盘、光盘、U盘等


    原文转载至:http://10739931.blog.51cto.com/10729931/1698313

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  • CPU,缓存,内存外存全解析

    千次阅读 2020-07-05 20:25:27
    一:缓存 定义:凡是位于速度相差较大的两种硬件之间,...存放的数据内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存 作用: 用于协调两者数据传输速度差异的结构 实际例子: 缓存是CPU(Central Processing

    CPU,缓存,内存,外存结构图如下:
    在这里插入图片描述

    一:缓存

    定义:凡是位于速度相差较大的两种硬件之间,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为Cache
    被扩充概念:如今缓存的概念已被扩充,不仅在CPU和主内存之间有Cache,而且在内存和硬盘之间也有Cache(磁盘缓存),乃至在硬盘与网络之间也有某种意义上的Cache──称为Internet临时文件夹或网络内容缓存等。

    存放的数据:内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存

    • 作用:

      用于协调两者数据传输速度差异的结构

    • 实际例子:

      缓存是CPU(Central Processing Unit)的一部分
      缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片
      (硬盘上的缓存:当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据 )

    二:CPU

    (1)组成

    一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元(寄存器)组成

    (2)为什么需要缓存

    事例:
    1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品,所以CPU到缓存中寻找数据时,也会出现找不到的情况(因为这些数据没有从内存复制到缓存中去),这时CPU还是会到内存中去找数据,这样系统的速度就慢下来了,不过CPU会把这些数据复制到缓存中去,以便下一次不要再到内存中去取。 2.因为随着时间的变化,被访问得最频繁的数据不是一成不变的,也就是说,刚才还不频繁的数据,此时已经需要被频繁的访问,刚才还是最频繁的数据,现在又不频繁了,所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换,这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的

    (3)作用
    1. 缩短延迟

      访问缓存的时间应该尽可能缩短,可以通过多种的方式缩短这个时间,比如能够通过减小缓存的大小或关联性来降低缓存的延迟,还有方式预测、增加带宽等方法。

    2. 提升命中率

      所谓的命中率是在高速缓存中找到内存引用的速率,我们希望能够首先通过缓存中获得信息,以得到速度优势,所以缓存需要最大限度地实现这一目标。对于单个高速缓存,大小、关联性和块大小决定命中率。

    3. 降低更低级别内存下的开销

      高速缓存是内存层次结构的一部分,其性能会影响其它性能,处理其它内存花费的时间越长,意味着系统性能越低,也就是说尽可能让处理在缓存中完成。

    4. 减少错失惩罚

      缓存中不能命中是无法避免的事情,但是我们可以减少处理未命中所需的时间以获得更好的处理器性能,通过提升命中率并通过应用不同的优化,能够降低错失惩罚。

      高速缓存是CPU中十分重要的部分,占据了大量的资源开销和成本,如果您看过CPU架构图的话,您就会发现缓存占据了至少50%的面积,绝对至关重要。

    (4)CPU的多级缓存
    • 一级缓存(L1 Cache)

      CPU一级缓存,就是指CPU的第一层级的高速缓存,主要当担的工作是缓存指令和缓存数据。一级缓存的容量与结构对CPU性能影响十分大,但是由于它的结构比较复杂,又考虑到成本等因素,一般来说,CPU的一级缓存较小,通常CPU的一级缓存也就能做到256KB左右的水平。

    • 二级缓存(L2 Cache66)

      CPU二级缓存,就是指CPU的第二层级的高速缓存,而二级缓存的容量会直接影响到CPU的性能,二级缓存的容量越大越好。例如intel的第八代i7-8700处理器,共有六个核心数量,而每个核心都拥有256KB的二级缓存,属于各核心独享,这样二级缓存总数就达到了1.5MB。

    • 三级缓存(L3 Cache)

      CPU三级缓存,就是指CPU的第三层级的高速缓存,其作用是进一步降低内存的延迟,同时提升海量数据量计算时的性能。和一级缓存、二级缓存不同的是,三级缓存是核心共享的,能够将容量做的很大。

    CPU的核心数量、高频高低都会影响性能,但如果让CPU更聪明、更有效率的执行计算任务,那么缓存的作用就至关重要了。

    三:运行内存 与 物理内存 与虚拟内存 的区别

    运行内存就是指的物理内存

    事例:

    正在运行的一个进程,他所需的内存是有可能大于内存条容量之和的:比如你的内存条是256M,你的程序却要创建一个2G的数据区。
    那么不是所有数据都能一起加载到内存(物理内存)中,势必有一部分数据要放到其他介质中(比如硬盘)。
    待进程需要访问那部分数据时,在通过调度进入物理内存。

    虚拟内存是进程运行时所有内存空间的总和,并且可能有一部分不在物理内存中(也叫这个虚拟内存为内存交换区)
    物理内存就是我们平时所了解的内存条

    四:内存与外存的区别

    外存储器:磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD
    内存储器(内存):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

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  • CPU,缓存,内存外存概念挖掘

    千次阅读 2019-06-24 19:55:57
    四:内存外存的区别 五:参考文章 一:缓存 定义:凡是位于速度相差较大的两种硬件之间,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为Cache 被扩充概念:如今缓存的概念已被扩充,不仅在CPU和主内存之间有...

    目录

     

    一:缓存

    二:CPU 

    (1)组成

    (2)为什么需要缓存

    (3)作用

    (4)CPU的多级缓存

     

    三:运行内存 与 物理内存 与虚拟内存 的区别

    四:内存与外存的区别

    五:参考文章


    一:缓存


    定义:凡是位于速度相差较大的两种硬件之间,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为Cache
    被扩充概念:如今缓存的概念已被扩充,不仅在CPU和主内存之间有Cache,而且在内存和硬盘之间也有Cache(磁盘缓存),乃至在硬盘与网络之间也有某种意义上的Cache──称为Internet临时文件夹或网络内容缓存等。

    存放的数据:内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存

    作用:
    用于协调两者数据传输速度差异的结构

    实际例子:
    缓存是CPU(Central Processing Unit)的一部分
    缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片
    (硬盘上的缓存:当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据  )


    二:CPU 


    (1)组成

     

    一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元(寄存器)组成

    (2)为什么需要缓存


    事例:
    1.因为缓存只是内存中少部分数据的复制品,所以CPU到缓存中寻找数据时,也会出现找不到的情况(因为这些数据没有从内存复制到缓存中去),这时CPU还是会到内存中去找数据,这样系统的速度就慢下来了,不过CPU会把这些数据复制到缓存中去,以便下一次不要再到内存中去取。 2.因为随着时间的变化,被访问得最频繁的数据不是一成不变的,也就是说,刚才还不频繁的数据,此时已经需要被频繁的访问,刚才还是最频繁的数据,现在又不频繁了,所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换,这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的

    (3)作用


    1、缩短延迟

    访问缓存的时间应该尽可能缩短,可以通过多种的方式缩短这个时间,比如能够通过减小缓存的大小或关联性来降低缓存的延迟,还有方式预测、增加带宽等方法。

    2、提升命中率
    所谓的命中率是在高速缓存中找到内存引用的速率,我们希望能够首先通过缓存中获得信息,以得到速度优势,所以缓存需要最大限度地实现这一目标。对于单个高速缓存,大小、关联性和块大小决定命中率。

    3、降低更低级别内存下的开销

    高速缓存是内存层次结构的一部分,其性能会影响其它性能,处理其它内存花费的时间越长,意味着系统性能越低,也就是说尽可能让处理在缓存中完成。

    4、减少错失惩罚

    缓存中不能命中是无法避免的事情,但是我们可以减少处理未命中所需的时间以获得更好的处理器性能,通过提升命中率并通过应用不同的优化,能够降低错失惩罚。

    高速缓存是CPU中十分重要的部分,占据了大量的资源开销和成本,如果您看过CPU架构图的话,您就会发现缓存占据了至少50%的面积,绝对至关重要。


    (4)CPU的多级缓存

     

    一级缓存(L1 Cache)

    CPU一级缓存,就是指CPU的第一层级的高速缓存,主要当担的工作是缓存指令和缓存数据。一级缓存的容量与结构对CPU性能影响十分大,但是由于它的结构比较复杂,又考虑到成本等因素,一般来说,CPU的一级缓存较小,通常CPU的一级缓存也就能做到256KB左右的水平。

    二级缓存(L2 Cache66)

    CPU二级缓存,就是指CPU的第二层级的高速缓存,而二级缓存的容量会直接影响到CPU的性能,二级缓存的容量越大越好。例如intel的第八代i7-8700处理器,共有六个核心数量,而每个核心都拥有256KB的二级缓存,属于各核心独享,这样二级缓存总数就达到了1.5MB。

    三级缓存(L3 Cache)

    CPU三级缓存,就是指CPU的第三层级的高速缓存,其作用是进一步降低内存的延迟,同时提升海量数据量计算时的性能。和一级缓存、二级缓存不同的是,三级缓存是核心共享的,能够将容量做的很大。

    CPU的核心数量、高频高低都会影响性能,但如果让CPU更聪明、更有效率的执行计算任务,那么缓存的作用就至关重要了。

    三:运行内存 与 物理内存 与虚拟内存 的区别


    运行内存就是指的物理内存

    事例:
    正在运行的一个进程,他所需的内存是有可能大于内存条容量之和的:比如你的内存条是256M,你的程序却要创建一个2G的数据区。
    那么不是所有数据都能一起加载到内存(物理内存)中,势必有一部分数据要放到其他介质中(比如硬盘)。
    待进程需要访问那部分数据时,在通过调度进入物理内存。

    虚拟内存是进程运行时所有内存空间的总和,并且可能有一部分不在物理内存中(也叫这个虚拟内存为内存交换区)
    物理内存就是我们平时所了解的内存条

    四:内存与外存的区别


    外存储器:磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD
    内存储器(内存):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 


    五:参考文章


    https://blog.csdn.net/as02446418/article/details/47913387
    https://zhidao.baidu.com/question/4890990.html
     

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  • 存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种,是...CPU直接交换信息的是主存。 所以主存储器就是内存或主存,辅助存储器就是外存或辅 内存细分: 特点 本篇文章统一称内存外存,方便理解 内存:由一组DRAM芯片组...

    在这里插入图片描述

    存储器单元实际上是时序逻辑电路的一种,是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。

    按存储器的使用类型可分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)

    按其用途可分为主存储器(简称主存或内存)和辅助存储器(简称辅存或外存)两大类。和CPU直接交换信息的是主存。

    所以主存储器就是内存或主存,辅助存储器就是外存或辅存

    内存细分:
    在这里插入图片描述

    特点

    本篇文章统一称内存、外存,方便理解

    内存:由一组DRAM芯片组成的存储体,每个存储体都有一个端口,用于和cpu以及cache进行双向的数据传输,值得强调的是每个存储体可以单独的响应一个请求。

    俗话就是指计算机中的内存条。 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)。

    通过总线和CPU进行数据的直接传输。程序被执行时,将主存中存放的数据和指令传输到CPU上进行执行。但内存只是暂存数据,一但断电(比如关机),其保存的数据将会丢失。

    通俗的理解:内存是电脑中的主要部件,它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序,如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等,一般都是安装在硬盘等外存上的,但仅此是不能使用其功能的,必须把它们调入内存中运行,才能真正使用其功能,我们平时输入一段文字,或玩一个游戏,其实都是在内存中进行的。
    就好比在一个书房里,存放书籍的书架和书柜相当于电脑的外存,而我们工作的办公桌就是内存。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上,而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上,当然内存的好坏会直接影响电脑的运行速度。
    内存就是暂时存储程序以及数据的地方,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。

    外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。

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    上次发操作系统笔记,很快浏览上万,这次数据结构比上次硬核的多哦,同样的会发超硬核代码,关注吧。

空空如也

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内存可以和外存直接交换数据