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内存 RAM ROM.doc

内存 RAM ROM

Betsy叶霞
2017-09-19 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《内存 RAM ROMdoc》,可适用于考试题库领域

内存RAMROM内存条……既然叫做“内存”肯定是不会加“外存”(硬盘容量)的。加内存的作用是你可以打开更多的程序。而不是装更多的程序。当然现在有很多程序可以将内存变成外存……不过那太浪费了。硬盘那么便宜……不划算……楼下的你玩复制我不能输啊我这些可是辛苦打的。我也来:英文名称:Memory拼音:nèicún编辑本段【内存简介】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。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。编辑本段【内存概述】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。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(synchronous)DRAM同步动态随机存取存储器:SDRAM为脚这是目前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。DDR(DOUBLEDATARAGE)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。只读存储器(ROM)ROM表示只读存储器(ReadOnlyMemory)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BIOSROM。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(RandomAccessMemory)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G,条,G条,G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。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:某层楼共有个房间其编号为,。这个房间是物理的而其地址空间采用了三位编码其范围是,共个地址可见地址空间是大于实际房间数量的。对于以上档次的微机其地址总线为位因此地址空间可达的即GB。但实际上我们所配置的物理存储器通常只有MB、MB、MB、次方,MB、MB、MB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。编辑本段【内存概念】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是芯片它只有根地址线也就是说它的地址空间是MB。PC机的设计师将MB中的低端KB用作RAM供DOS及应用程序使用高端的KB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KB就被称为常规内存即PC机的基本RAM区。保留内存中的低KB是显示缓冲区高KB是系统BIOS(基本输入,输出系统)空间其余KB空间留用。从对应的物理存储器来看基本内存区只使用了KB芯片占用至这KB地址。显示内存区虽有KB空间但对单色显示器(MDA卡)只需KB就足够了因此只安装KB的物理存储器芯片占用了B至B这KB的空间如果使用彩色显示器(CGA卡)需要安装KB的物理存储器占用B至BC这KB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(年末至年初)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。什么是扩充内存,到年即被普遍接受不久人们越来越认识到KB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KB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插槽的地址线只有位(ISA总线)这对于以上档次的位机是不能适应的。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EMM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MB空间中指定一块KB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)分为页每页KB。EMS存储器也按KB分页每次可交换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EMMEXE、QEMM、TurboEMS、MAX等。DOS和Windows中都提供了EMMEXE。什么是扩展内存,我们知道有位地址线它可寻址MB的地址空间而有位地址线它可寻址高达GB的地址空间为了区别起见我们把MB以上的地址空间称为扩展内存XMS(eXtendmemory)。在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位所以最大寻址空间为MB以便与兼容。保护方式采用位物理地址寻址范围可达GB。DOS系统在实方式下工作它管理的内存空间仍为MB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Configsys文件中看到的Himemsys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。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位再和段内偏移相加而成。若地址各位均为时即为FFFF:FFFF。其实际物理地址为:FFFFFFF=FFEF约为KB(少字节)这已超过MB范围进入扩展内存了。这个进入扩展内存的区域约为KB是MB以上空间的第一个KB。我们把它称为高端内存区HMA(HighMemoryArea)。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HIMEMSYS的支持因此只有装入了HIMEMSYS之后才能使用HMA。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KB,KB(共KB)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(UpperMemoryBlocks)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。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MB或MB以上物理存储器的机器其KB,KB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KB,KB。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ShadowRAM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)。、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“”的个数为偶数的时候这个校验位就是“”否则这个校验位就是“”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“”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“”的个数为偶数。什么是CL延迟,CL反应时间是衡定内存的另一个标志。CL是CASLatency的缩写指的是内存存取数据所需的延迟时间简单的说就是内存接到CPU的指令后的反应速度。一般的参数值是和两种。数字越小代表反应所需的时间越短。在早期的PC内存标准中这个数值规定为而在Intel重新制订的新规范中强制要求CL的反应时间必须为这样在一定程度上对于内存厂商的芯片及PCB的组装工艺要求相对较高同时也保证了更优秀的品质。因此在选购品牌内存时这是一个不可不察的因素。还有另的诠释:内存延迟基本上可以解释成是系统进入数据进行存取操作就绪状态前等待内存响应的时间。打个形象的比喻就像你在餐馆里用餐的过程一样。你首先要点菜然后就等待服务员给你上菜。同样的道理内存延迟时间设置的越短电脑从内存中读取数据的速度也就越快进而电脑其他的性能也就越高。这条规则双双适用于基于英特尔以及AMD处理器的系统中。由于没有比更低的延迟因此国际内存标准组织认为以现在的动态内存技术还无法实现或者的延迟。通常情况下我们用个连着的阿拉伯数字来表示一个内存延迟例如。其中第一个数字最为重要它表示的是CASLatency,也就是内存存取数据所需的延迟时间。第二个数字表示的是RASCAS延迟接下来的两个数字分别表示的是RAS预充电时间和ActtoPrecharge延迟。而第四个数字一般而言是它们中间最大的一个。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,KB地址空间。保留内存占据KB,KB地址空间。分配给显示缓冲存储器、各适配卡上的ROM和系统ROMBIOS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ShadowRAM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KB区域(KB,KB)。由HIMEMSYS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HIMEMSYS。EMS内存符合EMS规范管理的扩充内存区。其驱动程序为EMMEXE等。内存:随机存储器(RAM)主要存储正在运行的程序和要处理的数据。编辑本段【内存频率】内存主频和CPU主频一样习惯上被用来表示内存的速度它代表着该内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以MHz(兆赫)为单位来计量的。内存主频越高在一定程度上代表着内存所能达到的速度越快。内存主频决定着该内存最高能在什么样的频率正常工作。目前较为主流的内存频率室MHz和MHz的DDR内存以及MHz和MHz的DDR内存。大家知道计算机系统的时钟速度是以频率来衡量的。晶体振荡器控制着时钟速度在石英晶片上加上电压其就以正弦波的形式震动起来这一震动可以通过晶片的形变和大小记录下来。晶体的震动以正弦调和变化的电流的形式表现出来这一变化的电流就是时钟信号。而内存本身并不具备晶体振荡器因此内存工作时的时钟信号是由主板芯片组的北桥或直接由主板的时钟发生器提供的也就是说内存无法决定自身的工作频率其实际工作频率是由主板来决定的。DDR内存和DDR内存的频率可以用工作频率和等效频率两种方式表示工作频率是内存颗粒实际的工作频率但是由于DDR内存可以在脉冲的上升和下降沿都传输数据因此传输数据的等效频率是工作频率的两倍而DDR内存每个时钟能够以四倍于工作频率的速度读写数据因此传输数据的等效频率是工作频率的四倍。例如DDR的工作频率分别是MHz而等效频率分别是MHzDDR的工作频率分别是MHz而等效频率分别是MHz。编辑本段【内存发展】在计算机诞生初期并不存在内存条的概念最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上每个磁芯与晶体管理组成的一个双稳态电路作为一比特(BIT)的存储器,每一比特都要有玉米粒大小可以想象,一间的机房只能装下不超过百k字节左右的容量。后来才出线现了焊接在主板上集成内存芯片以内存芯片的形式为计算机的运算提供直接支持。那时的内存芯片容量都特别小最常见的莫过于K×bit、M×bit虽然如此但这相对于那时的运算任务来说却已经绰绰有余了。内存条的诞生内存芯片的状态一直沿用到初期鉴于它存在着无法拆卸更换的弊病这对于计算机的发展造成了现实的阻碍。有鉴于此内存条便应运而生了。将内存芯片焊接到事先设计好的印刷线路板上而电脑主板上也改用内存插槽。这样就把内存难以安装和更换的问题彻底解决了。在主板发布之前内存并没有被世人所重视这个时候的内存是直接固化在主板上而且容量只有,KB对于当时PC所运行的工作程序来说这种内存的性能以及容量足以满足当时软件程序的处理需要。不过随着软件程序和新一代硬件平台的出现程序和硬件对内存性能提出了更高要求为了提高速度并扩大容量内存必须以独立的封装形式出现因而诞生了“内存条”概念。在主板刚推出的时候内存条采用了SIMM(SingleInlineMemoryModules单边接触内存模组)接口容量为pin、kb必须是由片数据位和片校验位组成个bank正因如此我们见到的pinSIMM一般是四条一起使用。自年PC进入民用市场一直到现在搭配处理器的pinSIMM内存是内存领域的开山鼻祖。随后在,年当中PC技术迎来另一个发展高峰也就是和时代此时CPU已经向bit发展所以pinSIMM内存再也无法满足需求其较低的内存带宽已经成为急待解决的瓶颈所以此时pinSIMM内存出现了pinSIMM支持bit快速页模式内存内存带宽得以大幅度提升。pinSIMM内存单条容量一般为KB,MB而且仅要求两条同时使用由于其与pinSIMM内存无法兼容因此这个时候PC业界毅然将pinSIMM内存淘汰出局了。EDODRAM(ExtendedDateOutRAM外扩充数据模式存储器)内存这是年到年之间盛行的内存条EDORAM同FPDRAM极其相似它取消了扩展数据输出内存与传输内存两个存储周期之间的时间间隔在把数据发送给CPU的同时去访问下一个页面故而速度要比普通DRAM快~。工作电压为一般为V带宽bit速度在ns以上其主要应用在当时的及早期的Pentium电脑上。在年到年中让我们看到一个尴尬的情况那就是这几年内存技术发展比较缓慢几乎停滞不前所以我们看到此时EDORAM有pin和pin并存的情况事实上EDO内存也属于pinSIMM内存的范畴不过它采用了全新的寻址方式。EDO在成本和容量上有所突破凭借着制作工艺的飞速发展此时单条EDO内存的容量已经达到,MB。由于Pentium及更高级别的CPU数据总线宽度都是bit甚至更高所以EDORAM与FPMRAM都必须成对使用。SDRAM时代自IntelCeleron系列以及AMDK处理器以及相关的主板芯片组推出后EDODRAM内存性能再也无法满足需要了内存技术必须彻底得到个革新才能满足新一代CPU架构的需求此时内存开始进入比较经典的SDRAM时代。第一代SDRAM内存为PC规范但很快由于Intel和AMD的频率之争将CPU外频提升到了MHz所以PC内存很快就被PC内存取代接着MHz外频的PIII以及K时代的来临PC规范也以相同的方式进一步提升SDRAM的整体性能带宽提高到GBsec以上。由于SDRAM的带宽为bit正好对应CPU的bit数据总线宽度因此它只需要一条内存便可工作便捷性进一步提高。在性能方面由于其输入输出信号保持与系统外频同步因此速度明显超越EDO内存。不可否认的是SDRAM内存由早期的MHz发展后来的MHz、MHz尽管没能彻底解决内存带宽的瓶颈问题但此时CPU超频已经成为DIY用户永恒的话题所以不少用户将品牌好的PC品牌内存超频到MHz使用以获得CPU超频成功值得一提的是为了方便一些超频用户需求市场上出现了一些PC、PC规范的内存。尽管SDRAMPC内存的带宽可提高带宽到MBS加上Intel已经开始着手最新的Pentium计划所以SDRAMPC内存不能满足日后的发展需求此时Intel为了达到独占市场的目的与Rambus联合在PC市场推广RambusDRAM内存(称为RDRAM内存)。与SDRAM不同的是其采用了新一代高速简单内存架构基于一种类RISC(ReducedInstructionSetComputing精简指令集计算机)理论这个理论可以减少数据的复杂性使得整个系统性能得到提高。在AMD与Intel的竞争中这个时候是属于频率竞备时代所以这个时候CPU的主频在不断提升Intel为了盖过AMD推出高频Pentium以及Pentium处理器因此RambusDRAM内存是被Intel看着是未来自己的竞争杀手锏RambusDRAM内存以高时钟频率来简化每个时钟周期的数据量因此内存带宽相当出色如PCMHzbits带宽可达到GBytesecRambusDRAM曾一度被认为是Pentium的绝配。尽管如此RambusRDRAM内存生不逢时后来依然要被更高速度的DDR“掠夺”其宝座地位在当时PC、PC的RambusRDRAM内存因出现Intel芯片组“失误事件”、PCRambusRDRAM因成本过高而让Pentium平台高高在上无法获得大众用户拥戴种种问题让RambusRDRAM胎死腹中Rambus曾希望具有更高频率的PC规范RDRAM来力挽狂澜但最终也是拜倒在DDR内存面前。DDR时代DDRSDRAM(DualDateRateSDRAM)简称DDR也就是“双倍速率SDRAM“的意思。DDR可以说是SDRAM的升级版本DDR在时钟信号上升沿与下降沿各传输一次数据。

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