1.4.3 内存储器

微型计算机的存储器都是大规模集成电路。在计算机内部,直接与CPU联系的存储器称为内存或主存储器。其存取速度快,容量相对呈逐步增大趋势,PC的基本内存一般为2GB、4GB、8GB,有些微机还可扩充到16GB,甚至更多。由于计算机软件越来越大,要处理的数据也日益增多,内存的容量有限制,因此,将暂时不用的软件、数据存放到外存储器中,外存储器也称为辅助存储器,它的存储容量相对来说比内存大得多,但存取周期较长(速度慢)。

内存按存储器的工作方式分为随机访问存储器(Random Access Memory,RAM)和只读存储器(Read Only Memory,ROM)。

1.随机存储器

随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息,对任一地址的存取时间都是相同的。RAM中的信息可以随时地读出或写入,读出RAM中存储的信息不影响RAM原有的内容,当对RAM写入新信息时,则改变存储单元中内容,称为更新,由于信息是通过电信号写入存储器的,所以断电时RAM中的信息就会消失,再次通电也不能恢复。计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中,如果对程序或数据进行了修改之后,应该将它存储到外存储器中,否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就是指RAM的大小,一般以KB或MB为单位。

2.只读存储器

只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的,或者要利用特殊的写入器才能写入。与RAM不同,ROM中存储的信息在断电后能保持不丢失,当计算机重新被加电后,其中的信息保持不变,仍可被读出。它通常存放微机的引导程序、诊断程序。ROM中的信息只能读出不能写入。ROM有两种形式,即可编程的只读存储器(PROM),这种存储器由用户把成熟的程序一次性写入,一旦写入后,就不能再更改;可改写的只读存取器(EPROM),用户自行装入程序后需要更改时,可先用紫外线灯光照射将其内容擦除,然后再写入新的程序。ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入/输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。

3.存储器的工作原理

主存储器由存储体加上一些辅助电路构成。其工作原理如图1-6所示。

存储单元为存放信息的基本单元,为了能按指定位置对存储单元进行访问(存取),必须给每个存储单元进行编号(称为存储单元的地址)。每个存储单元的地址是唯一的,要读或写一个数据,必须先给出相应存储单元的地址。地址缓冲寄存器的作用是接收来自CPU地址总线的地址信息,经地址译码部件将地址代码转换成对应存储单元被选中工作的控制信号。读写控制接收从CPU发来的读命令或写命令,并转换成使存储器协调工作的时序信号,准确地完成读或写操作。需要从存储器读出的信息或需要写入到存储器的信息都暂存到数据缓冲寄存器,使存储器与CPU之间传递信息同步、协调。

一个存储器中存储单元的总数称为存储器的容量,简称存储容量。占用的存储单元数量也称为存储空间,通常用“字节”数来表示存储空间的大小。

图1-6 存储器的工作原理图