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隨機存取存儲器
鎖定
- 中文名
- 隨機存取存儲器
- 外文名
- random access memory
- 存儲原理
- 由觸發器存儲數據
- 單元結構
- 六管NMOS或OS構成
- 簡 稱
- RAM
隨機存取存儲器簡介
隨機存取存儲器(RAM)既可向指定單元存入信息又可從指定單元讀出信息。任何RAM中存儲的信息在斷電後均會丟失,所以RAM是易失性存儲器。
隨機存取存儲器特點
隨機存取存儲器隨機存取
所謂“隨機存取”,指的是當存儲器中的數據被讀取或寫入時,所需要的時間與這段信息所在的位置或所寫入的位置無關。相對的,讀取或寫入順序訪問(Sequential Access)存儲設備中的信息時,其所需要的時間與位置就會有關係。它主要用來存放操作系統、各種應用程序、數據等。
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隨機存取存儲器易失性
RAM的工作特點是通電後,隨時可在任意位置單元存取數據信息,斷電後內部信息也隨之消失。
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隨機存取存儲器對靜電敏感
隨機存取存儲器訪問速度
隨機存取存儲器需要刷新
現代的隨機存取存儲器依賴電容器存儲數據。電容器充滿電後代表1(二進制),未充電的代表0。由於電容器或多或少有漏電的情形,若不作特別處理,數據會漸漸隨時間流失。刷新是指定期讀取電容器的狀態,然後按照原來的狀態重新為電容器充電,彌補流失了的電荷。需要刷新正好解釋了隨機存取存儲器的易失性。
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隨機存取存儲器組成
(3)讀/寫控制器。訪問RAM時,對被選中的寄存器進行讀操作還是進行寫操作,是通過讀寫信號來進行控制的。讀操作時,被選中單元的數據經數據線、輸入/輸出線傳送給CPU(中央處理單元);寫操作時,CPU將數據經輸入/輸岀線、數據線存入被選中單元。
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(4)輸入/輸出。RAM通過輸入/輸岀端與計算機的CPU交換數據,讀出時它是輸岀端,寫入時它是輸入端,一線兩用。由讀/寫控制線控制。輸入/輸出端數據線的條數,與一個地址中所對應的寄存器位數相同,也有的RAM芯片的輸入/輸出端是分開的。通常RAM的輸出端都具有集電極開路或三態輸出結構。
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(5)片選控制。由於受RAM的集成度限制。一台計算機的存儲器系統往往由許多RAM組合而成。CPU訪問存儲器時,一次只能訪問RAM中的某一片(或幾片),即存儲器中只有一片(或幾片)RAM中的一個地址接受CPU訪問,與其交換信息,而其他片RAM與CPU不發生聯繫,片選就是用來實現這種控制的。通常一片RAM有一根或幾根片選線,當某一片的片選線接入有效電平時,該片被選中,地址譯碼器的輸出信號控制該片某個地址的寄存器與CPU接通;當片選線接入無效電平時,則該片與CPU之間處於斷開狀態。
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隨機存取存儲器類別
隨機存取存儲器靜態隨機存儲器
靜態存儲單元是在靜態觸發器的基礎上附加門控管而構成的。因此,它是靠觸發器的自保功能存儲數據的。SRAM存放的信息在不停電的情況下能長時間保留,狀態穩定,不需外加刷新電路,從而簡化了外部電路設計。但由於SRAM的基本存儲電路中所含晶體管較多,故集成度較低,且功耗較大。
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SRAM特點如下:
隨機存取存儲器動態隨機存儲器
DRAM利用電容存儲電荷的原理保存信息,電路簡單,集成度高。由於任何電容都存在漏電,因此,當電容存儲有電荷時,過一段時間由於電容放電會導致電荷流失,使保存信息丟失。解決的辦法是每隔一定時間(一般為2ms)須對DRAM進行讀出和再寫入,使原處於邏輯電平“l”的電容上所泄放的電荷又得到補充,原處於電平“0”的電容仍保持“0”,這個過程叫DRAM的刷新。
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DRAM的刷新操作不同於存儲器讀/寫操作,主要表現在以下幾點:
DRAM特點如下:
隨機存取存儲器相關概念
隨機存取存儲器與只讀存儲器區別
在計算機中,RAM 、ROM都是數據存儲器。RAM 是隨機存取存儲器,它的特點是易揮發性,即掉電失憶。ROM 通常指固化存儲器(一次寫入,反覆讀取),它的特點與RAM 相反。舉個例子來説也就是,如果突然停電或者沒有保存就關閉了文件,那麼ROM可以隨機保存之前沒有儲存的文件但是RAM會使之前沒有保存的文件消失。
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隨機存取存儲器與內存之間的關係
在計算機的組成結構中,有一個很重要的部分,就是存儲器。存儲器是用來存儲程序和數據的部件,對於計算機來説,有了存儲器,才有記憶功能,才能保證正常工作。存儲器的種類很多,按其用途可分為主存儲器和輔助存儲器,主存儲器又稱內存儲器(簡稱內存),輔助存儲器又稱外存儲器(簡稱外存)。外存通常是磁性介質或光盤,像硬盤,軟盤,磁帶,CD等,能長期保存信息,並且不依賴於電來保存信息,但是由機械部件帶動,速度與CPU相比就顯得慢的多。內存指的就是主板上的存儲部件,是CPU直接與之溝通,並用其存儲數據的部件,存放當前正在使用(即執行中)的數據和程序,它的物理實質就是一組或多組具備數據輸入輸出和數據存儲功能的集成電路,內存只用於暫時存放程序和數據,一旦關閉電源或發生斷電,其中的程序和數據就會丟失。
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從一有計算機開始,就有內存。內存發展到今天也經歷了很多次的技術改進,從最早的DRAM一直到FPMDRAM、EDODRAM、SDRAM等,內存的速度一直在提高且容量也在不斷的增加。今天,服務器主要使用的是什麼樣的內存?IA架構的服務器普遍使用的是Registered ECC SDRAM。
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既然內存是用來存放當前正在使用的(即執行中)的數據和程序,那麼它是怎麼工作的?我們平常所提到的計算機的內存指的是動態內存(即DRAM),動態內存中所謂的“動態”,指的是當我們將數據寫入DRAM後,經過一段時間,數據會丟失,因此需要額外設一個電路進行內存刷新操作。
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- 參考資料
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- 4. 王豔紅主編;陳樂平,黃琳,戴純春副主編.電工電子學:西安電子科技大學出版社,2013:第288頁
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- 7. 楊立,鄧振杰,荊淑霞等編著.微型計算機原理與接口技術學習指導 第4版:中國鐵道出版社,2016.02:第69頁
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