RAM和ROM介绍

 

 

 

缓存命中:当程序需要第k+1层的某个数据对象d时,它首先在当前存储在第k层的一个块中查找d,如果d刚好缓存在第k层中,那么就称为缓存命中。

 

SRAM与DRAM的比较:

SRAM的存取要比DRAM快。由于SRAM具有双稳态特性,因此对诸如光和电噪声这样的干扰不敏感。代价是存储1个bit,SRAM与DRAM相比,使用更多的晶体管(SRAM使用6个,DRAM使用1个),因此密集度低,而且贵,功耗更大。

DRAM芯片中的所有bit被分成d个超单元,每个超单元都由w个bit组成。一个d*W的DRAM共存储了dw bit信息。超单元被组织成一个r行c列的长方形阵列(rc=d),因此,每个超单元有形如(i,j)的地址,i表示行,j表示列。

电路设计者将DRAM组织成二维阵列,而不是线性数组的一个原因是降低芯片上地址引脚的数量。例如,4*4*8 bit的DRAM被组织成一个16个超单元的线性数组,地址为0~15,那么芯片会需要4个(2^4=16)地址引脚而不是2个(2^2=4)。二维陈列组织的缺点是必须分两步发送地址,这增加了访问时间。

多个DRAM芯片组成了一个存储器模块。如包含8个DRAM芯片的存储器,要取出存储器地址A处的一个64位双字,存储控制器将A转换成一个超单元地址(i,j),并将它发送到存储器模块,然后存储器模块再将它发送到存储器模块,然后存储器模块再将i和j广播到每个DRA,M。作为响应,每个DRAM输出它的(i,j)超单元的8位内容,存储器模块中的电路收集这些输出,并把它们合并成一个64位双字,再返回给存储控制器。

 

PROM:只能被编程一次。

EPROM、EEPROM:可擦写可编程ROM,EPROM能够被擦除和重编程的次数的数量级达1000次,而EEPROM可达10^5次。

存储在ROM设备中的程序通常称为固件。

 

 

 

 

 

 

 

 

### RAMROM的区别及其功能 #### 功能差异 RAM(随机存取存储器)用于暂时存储操作系统、应用程序以及当前正在使用的数据,使得CPU可以快速访问这些信息。当电源关闭时,RAM中的所有数据都会丢失[^1]。 相比之下,ROM(只读存储器)主要用于永久性地保存重要的控制程序,比如BIOS设置等基本输入输出系统的信息,在设备启动过程中起到至关重要的作用。即使机器断电,ROM内的内容也不会受到影响而保持不变[^2]。 #### 结构特点 从物理结构上看,RAM通常由动态(DRAM)或静态(SRAM)两种形式构成,前者依赖于电容器来维持位状态,后者则通过触发器电路实现更稳定但也较贵的解决方案;而ROM则是基于熔丝或者反熔丝技术制造而成,一旦编程完成便难以更改其中的内容[^3]。 #### 使用场景 在实际应用中,每当单片机或其他微控制器需要调用预置好的算法逻辑或是常量表之类的固定资源时就会去查询位于ROM里的相应部分,并把处理过程所需的各种中间变量暂存在速度更快但是易失性的RAM里边直到任务结束为止。 ```python # Python伪代码展示如何模拟RAMROM的行为 class StorageDevice: def __init__(self, is_volatile=True): self.is_volatile = is_volatile def read_data(self, address): pass def write_data(self, address, data): if not self.is_volatile and hasattr(self, 'write_protected'): raise Exception("Cannot modify ROM content.") ... ram_device = StorageDevice(is_volatile=True) rom_device = StorageDevice(is_volatile=False) try: rom_device.write_data(0x00FF, b'\xFF') # 尝试向ROM写入新值可能会失败并抛出异常 except Exception as e: print(e) ```
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