8、计算机存储系统全面解析

计算机存储系统全面解析

1. 主存储（Primary Storage）

主存储是一种快速的内部存储器，用于存储 CPU 当前正在使用的数据。由于它是易失性的，计算机关机时数据会丢失。主存储器靠近 CPU 以实现快速访问，由随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）组成，并且可以被 CPU 直接访问。

1.1 随机存取存储器（RAM）

可以将其想象成你进行项目工作的工作站。它包含计算机在某一时刻运行所需的数据，如打开的文件、程序以及正在处理的数据。RAM 具有速度快、随机访问和易失性的特点。它是易失性存储器，意味着一旦断电，数据就会丢失，主要用于临时存储，速度极快。RAM 分为以下两种类型：
- 动态随机存取存储器（DRAM） ：
- DRAM 使用离散的存储单元，每个单元通常由一个晶体管和一个电容器组成来存储数据。电容器中的电荷代表数字信息的基本单位 0 或 1。晶体管在限制对电容器的访问以便读写数据时起到“守门人”的作用。
- DRAM 用于存储 CPU 立即需要的程序和数据。由于电容器自然会放电，动态 RAM 需要定期刷新电荷以保存数据。
- 大多数系统将 DRAM 作为主要的 RAM 选项，因为它速度快且成本低，能为计算机有效运行程序和操作提供必要的临时内存，但不适合永久存储。
- 静态随机存取存储器（SRAM） ：
- SRAM 比 DRAM 快，因为它使用锁存器（一种永久数据存储设备）。这使得 SRAM 非常适合需要极快访问速度的 CPU 缓存和寄存器。
- 然而，这种速度是有代价的。SRAM 成本更高、由于复杂的电路