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  • 内存条是如何存储数据的?
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    2021-07-28 00:12:35

    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。

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    电脑内存分为ROM和RAM两种,RAM、ROM都是数据存储器,RAM 是随机存取存储器,它的特点是易挥发性,即掉电失忆,ROM通常指固化存储器,它的特点与RAM相反。

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    电脑内存分为ROM和RAM两种。

    1、只读存储器的特点是只能读出不能随意写入信息,在主板上的ROM里面固化了一个基本输入/输出系统,称为BIOS(基本输入输出系统)。其主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。

    2、随机存取存储器(RAM)既可向指定单元存入信息又可从指定单元读出信息。任何RAM中存储的信息在断电后均会丢失,所以RAM是易失性存储器。

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    扩展资料:

    随机存取存储器与只读存储器区别

    在计算机中,RAM 、ROM都是数据存储器。RAM 是随机存取存储器,它的特点是易挥发性,即掉电失忆。

    ROM 通常指固化存储器(一次写入,反复读取),它的特点与RAM 相反。举个例子来说也就是,如果突然停电或者没有保存就关闭了文件,那么ROM可以随机保存之前没有储存的文件但是RAM会使之前没有保存的文件消失。

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  • 2、内存管理的功能功能1:内存空间的分配与回收...功能2:内存空间的扩充方法1、覆盖技术方法2、交换技术方法3、虚拟存储技术功能3:地址转化方法1、绝对装入方法2、可重定位装入方法3、动态重定位功能4:存储保护方法


    看几个问题

    在这里插入图片描述在这里插入图片描述

    功能1:内存空间的分配与回收

    在这里插入图片描述

    连续分配管理:

    方法1:单一连续分配

    在这里插入图片描述

    方法2:固定分区分配

    在这里插入图片描述
    问题:如何对每一块分区进行记录呢?
    在这里插入图片描述

    方法3:动态分区分配

    1、什么是动态分区分配?

    在这里插入图片描述
    一个接一个的放入。

    2、系统用什么样的数据结构记录内存使用情况?

    在这里插入图片描述

    3、当很多个空闲分区都能满足需求时,应该选择哪个分区进行分配?(首次适应、最佳适应、最坏适应、临近适应)

    在这里插入图片描述

    4、如何进行分区的分配与回收操作?

    能合并就合并

    5、如何解决动态分区分配碎片化问题?

    采用“拼凑”技术,就是将使用的存储空间拼接到一起,闲散的存储空间拼接到一起。例如现在内存中有互不相邻的三块空间:1K,3K,5K;现在有一个7K的程序要运行,但是由于内存空间不连续而无法运行,此时就需要将三块空间拼接。

    非连续分配管理方式

    见下篇:
    操作系统之内存管理:3、基本分页存储管理

    功能2:内存空间的扩充

    方法1、覆盖技术

    在这里插入图片描述

    在这里插入图片描述

    看上图:
    假设现在B、C不能同时放入内存,D、E、F不能同时放入内存;
    所以:
    可以将A放入固定区;(8K)
    将B、C设置一个覆盖区用于存放B、C(只需10K)
    将D、E、F设置一个覆盖区用于存放D、E、F(只需12K)
    从而从逻辑上达到内存扩充的目的,以淘汰

    方法2、交换技术

    在这里插入图片描述

    方法3、虚拟存储技术

    功能3:地址转化

    方法1、绝对装入

    在这里插入图片描述

    方法2、可重定位装入

    在这里插入图片描述

    装入后可执行文件中的地址都被修改为了物理地址,地址变换在装入时一次性完成

    方法3、动态重定位

    在这里插入图片描述

    在装入后通过重定位寄存器和逻辑地址计算数据存放地址,即使程序移动后,也可以通过再次计算得到新的物理地址

    功能4:存储保护

    方法1:上下限寄存器法

    在这里插入图片描述

    用物理地址设置俩个上下界寄存器,CPU访问存储单元时判断是否在上下界寄存器地址范围内

    方法2:重定位寄存器(基址寄存器)和界地址寄存器法(限长寄存器)

    在这里插入图片描述

    重定位寄存器:存放起始物理地址
    界地址寄存器:存放最大逻辑地址
    此时,CPU想要访问逻辑地址80,首先要与界地址寄存器比较判断是否越界,未越界则访问物理地址:80+100=180.

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    计算机的组成原理里面这样介绍计算机的存储器: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,而诸如硬盘、SSD等都为辅助存储器。

     

    套用网络上这样一个关于内存和存储的定义,大家可能再也不会弄混淆了:你口里吃花生就CPU在处理数据,硬盘容量大小就是你的口袋大小(能放多少花生),内存大小就是你的手的大小(一次能抓多少出来)。

    内存技术

    现如今,无论是手机还是电脑内存都使用了DRAM存储技术。DRAM(Dynamic Random Access Memory),即动态随机存取存储器,最为常见的系统内存。DRAM只能将数据保持很短的时间。为了保持数据,DRAM使用电容存储,所以必须隔一段时间刷新(refresh)一次,如果存储单元没有被刷新,存储的信息就会丢失。

     

    存储技术

    至于存储方面,现如今主要包含两大类技术:HDD(Hard Disc Drive)和NAND Flash,关于HDD在这里就不做过多介绍。NAND Flash全名为Flash Memory,属于非易失性存储设备(Non-volatile Memory Device),Flash的内部存储是MOSFET,里面有个悬浮门(Floating Gate),是真正存储数据的单元。

    数据在Flash内存单元中是以电荷(electrical charge) 形式存储的。存储电荷的多少,取决于图中的外部门(external gate)所被施加的电压,其控制了是向存储单元中冲入电荷还是使其释放电荷。而数据的表示,以所存储的电荷的电压是否超过一个特定的阈值Vth来表示。

    对于数据的表示,单个存储单元中内部所存储电荷的电压,和某个特定的阈值电压Vth,相比,如果大于此Vth值,就是表示1,反之,小于Vth,就表示0;对于nand Flash的数据的写入1,就是控制External Gate去充电,使得存储的电荷够多,超过阈值Vth,就表示1了。而对于写入0,就是将其放电,电荷减少到小于Vth,就表示0了。

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内存按存储信息的功能分为