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  • 内存可以和外存直接交换数据
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    2021-07-27 04:14:33

    大家好,我是时间财富网智能客服时间君,上述问题将由我为大家进行解答。

    内存与外存的主要特点是:

    内存储器:计算机存储常用或当前正在使用的数据和程序,所有执行的程序和数据须先调入内存可执行,容星小,存取速度快,价格贵。

    外存储器:存放暂进不使用的程序和数据,容量大,存取速度慢,价格便宜。内存 是相对于外部存储器而言的,内存的主要特点是读写反应速度快,它通常是直接与CPU相连,以满足CPU高速运算的需求,另外由于

    内存的物理性质,因此它还有存储容量小及断电后不保存信息等特点。内存( Memory )是计算机中重要的部件之一, 由内存芯片、电路板、�指等部分组成,它是与CPU进行沟通的桥梁。内存也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储器交换的数据。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的,内存的运行决定了计算机的稳定运行,因此内存的性能对计算机的影响非常大。

    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。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。

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  • CPU数据总线和地址总线 内存和外存

    千次阅读 2021-04-07 12:01:47
    (即通过地址总线确定要访问的内存地址,再由数据总线传输数据) 从开发者角度来说,数据总线长度应该地址总线宽度一致,也就是一个指针一个整数宽度相等,但是从硬件角度来讲,有些不切实际,比如说8位的CPU,...

    地址总线和数据总线

    • CPU通过地址总线寻址,然后通过数据总线与外部设备互换信息(即通过地址总线确定要访问的内存地址,再由数据总线传输数据)。 从开发者角度来说,数据总线长度应该和地址总线宽度一致,也就是一个指针和一个整数宽度相等,但是从硬件角度来讲,有些不切实际,比如说8位的CPU,如果地址总线和数据总线宽度一致,那么只能寻址256个地址单元(多少位cpu对应的是数据总线),这对于实际应用来说,太少了,从商业角度来讲太浪费了,所以一般8位cpu的地址总线都是16位的(专门增加了一些16位的地址指令),这也导致了一个结果,造成了一些8位cpu在结果上的一些不均匀性,所以一些8位的系统指令实际上是16位的操作,鉴于历史原因,cpu的位数总是低于实际所需的地址总线的宽度,所以Intel芯片采取的都是这种地址总线和数据总线不一致的架构,最初的16位CPU对应都是20位的地址总线,对应1M内存,所以呢Intel 设计人员要考虑着怎么匹配16位的数据总线和20位的地址总线,不能再像8位cpu那样设计,没有灵魂,其实也可以采用映射的方式,但是Intel采取的方式叫做分段。
    • 地址总线的位数决定CPU的寻址范围;数据总线的位数决定CPU单次通信能交换的信息数量
    • 总线的熟读决定CPU和外设互换信息的速度

    注意:

    • CPU的地址总线位数和数据总线位数可以不相同(典型就是51单片机)。但是一般都相同
    • CPU的位数指的是数据总线的位数。32位CPU寻址的范围是4G(即2^32),所以最多支持4G内存
    • 数据总线是32位的,内存使用32位的比较合适,所以编程最好用int类型

    内存: 内部存储器  是用来运行程序和数据的 一般称为 RAM(Random Access Memory 随机访问存储器 可以随意访问任意一个地址任意一个字节的数据) (类似于电脑的运行内存  掉电不保存数据)

    举例(DRAM SRAM  DDR SDRAM)

     

    外存: 外部存储器  是用来存储东西的  一般称为ROM(Read Only Memory 这里不是指数据只读 而是指CPU不能通过地址总线和数据总线来访问这个存储器 ) (类似于电脑的固态硬盘和机械硬盘 掉电也会保存数据)

    举例(硬盘  Flash (Nand iNand U盘 SSD(固态硬盘)等))  

    CPU连接内存和外存的连接方式不同:

    • 内存 需要直接地址访问,所以是通过地址总线和数据总线的总线式访问方式连接的(好处是 可以直接访问,随机访问任意一个地址任意一个字节的数据;坏处是占用CPU的地址空间,大小受限)。
    • 外存 是通过CPU的外存接口来连接的(好处是 不占用CPU的地址空间,坏处是 访问速度没有内存快,访问时序复杂)

    内存:

    SRAM (Static Random Access Memory,静态存储器) 特点就是容量小,价格高,优点就是不需要软件初始化 直接上电就可以用

    DRAM  (Dynamic Random Access Memory,动态存储器)特点就是容量大,价格低,缺点就是上电后不能直接使用,需要软件初始化后才可以使用。

     

     SRAM不应该与SDRAM相混淆,SDRAM代表的是同步DRAM(Synchronous DRAM),这与SRAM是完全不同的。SRAM也不应该与PSRAM相混淆,PSRAM是一种伪装成SRAM的DRAM。(SDRAM就相当于是一种特殊的DRAM)

    SDRAM具体可以看这篇博客http://blog.sina.com.cn/s/blog_dae1e1400102vmxa.html

    SRAM和DRAM的特点和区别可以参考这篇博客https://blog.csdn.net/qq_21435127/article/details/79617714

    • 单片机中:内存需求小,而且希望开发尽量简单,适合全部使用SRAM
    • 嵌入式系统:内存需求大,而且没有 NorFkash等可启动介质
    • PC机:内存需求大,而且软件复杂,不在乎DRAM的初始化开销,适合全部使用DRAM

     

    外存:

    NorFlash :特点是容量小,价格高,优点是可以和CPU直接总线式相连,CPU上电后可以直接读取,所以一般用作启动介质(如BIOS)(一般将NorFlash集成到主板或SOC上)

    NandFlash :跟硬盘一样 特点是容量大,价格低,缺点是不能总线式访问,也就是说不能上电CPU直接读取,需要CPU先运行一些初始化软件,然后通过时序接口读写。

    所以

    • 一般的单片机: 很小容量的NorFlash+很小容量的SRAM
    • 嵌入式系统:因为现在NorFlash很贵,所以现在很多嵌入式系统倾向于不用NorFlash;而是直接用:外接大容量NandFlash(也可能是SD卡)  +外接大容量 DRAM+SOC内置的SRAM
    • 一般PC机都是:很小容量的BIOS(NorFlash)+很大容量的硬盘(类似于NandFlash)+大容量DRAM(一般为DDR)

     

     

     

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  • 分化功能,有助于精简体积,便于检查与维护。内存特点:内存又称主存,是CPU能直接寻址的存储空间,...内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。拓展资料:1.内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的...

    分化功能,有助于精简体积,便于检查与维护。

    内存特点:内存又称主存,是CPU能直接寻址的存储空间,由半导体材料制成。内存的特点是存取速率快。它是电脑中的主要部件,用于暂时存放CPU中的运算数据。

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    外存特点:外存储器的特点是容量大、价格低,但是存取速度慢,并且外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。

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    拓展资料:

    1.内存是计算机中重要的部件之一,它是与CPU进行沟通的桥梁。内存也被称为内存储器,其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据,以及与外部存储器交换的数据,计算机中所有程序的运行都是在内存中进行。CPU把需要运算的数据调到内存中进行运算,当运算完成后CPU再将结果传输出来,内存的运行也决定了计算机的运行稳定。

    2.外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器,此类储存器可以在断电后保存数据,防止丢失。电脑端常见的外存储器有软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器等,储存容量大。

    参考资料:内存-百度百科

    外存-百度百科

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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

    展开全文
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