计算机基础 - 主内存

计算机需要内存来存储数据和指令。内存在物理上被组织为大量单元，每个单元能够存储一位。从逻辑上讲，它们被组织为被称为字的位组，并分配了地址。数据和指令是通过这些内存地址来访问的。访问这些内存地址的速度决定了内存的成本。内存速度越快，价格越高。

计算机内存可以说是以分层方式组织的，其中访问速度最快且成本最高的内存位于顶部，而速度最低且成本最低的内存位于底部。根据这个标准，记忆有两种类型——主要的和次要的。在这里我们将详细了解主内存。

主存储器与辅助存储器的主要特征是 -

它由处理器直接访问
这是可用的最快的内存
每个单词都被存储以及
它是易失性的，即一旦电源关闭，其内容就会丢失

由于主存储器价格昂贵，因此开发了技术来优化其使用。这些是可用的主存储器的广泛类型。

内存

RAM 代表随机存取存储器。处理器直接访问所有内存地址，无论字长如何，从而加快存储和检索速度。RAM 是最快的可用内存，因此也是最昂贵的。这两个因素意味着 RAM 的数量非常小，最高可达 1GB。RAM 是不稳定的，但我是这两种类型中的任何一种

DRAM（动态内存）

DRAM 中的每个存储单元由一个晶体管和一个电容器组成，可存储一位数据。然而，该电池开始失去电荷，因此在不到千分之一秒的时间内存储数据。因此每秒需要刷新数千次，这会占用处理器时间。然而，由于每个单元的尺寸较小，一个 DRAM 可以具有大量单元。大多数个人计算机的主存储器由 DRAM 制成。

静态随机存储器（静态随机存储器）

SRAM 中的每个单元都由存储一位的触发器组成。它会保留其位直到电源打开，并且不需要像 DRAM 那样刷新。与 DRAM 相比，它的读写周期也更短。SRAM 用于特殊应用。

只读存储器

ROM 代表只读存储器。顾名思义，ROM 只能由处理器读取。新数据无法写入 ROM。存储到 ROM 中的数据是在制造阶段本身写入的。它们包含不需要更改的数据，例如计算机的启动顺序或数学应用程序的算法表。ROM 速度较慢，因此比 RAM 便宜。即使电源关闭，它也会保留其数据，即它是非易失性的。ROM 不能像 RAM 那样进行更改，但可以使用技术对这些类型的 ROM 进行编程 -

PROM（可编程只读存储器）

PROM 可以使用称为 PROM 编程器或 PROM 刻录器的特殊硬件设备进行编程。

EPROM（可擦除可编程ROM）

EPROM 可以使用特殊的电信号或紫外线进行擦除和编程。可以使用紫外线擦除的EPROM称为UVEPROM，而可以使用电信号擦除的EPROM称为EEPROM。然而，处理电信号比紫外线更容易、更安全。

高速缓存存储器

可供处理器快速处理的小片高速易失性存储器称为高速缓冲存储器。高速缓存可以是主存储器的保留部分、CPU上的另一个芯片或独立的高速存储设备。高速缓冲存储器由高速 SRAM 组成。将一些数据和指令保存在高速缓冲存储器中以便更快地访问的过程称为高速缓存。当一组数据或指令被反复访问时，就会进行缓存。

每当处理器需要任何数据或指令时，它都会首先检查缓存。如果那里不可用，则访问主存储器，最后访问辅助存储器。由于缓存具有非常高的速度，因此与数据确实在缓存中所节省的时间相比，每次访问它所花费的时间可以忽略不计。在高速缓存中查找数据或指令称为高速缓存命中。