计算机概论3

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Monday, January 20, 2020

内存

前面提到CPU所使用的数据都是来自内存(Main Memory),不论是软件程序还是文件数据,都必须要读入内存后CPU才能利用。个人电脑的内存主要组件为动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory,DRAM),随机存取内存只有在通电时才能记录与使用,断电之后数据就消失,因此我们也称这种RAM为挥发性内存。

DRAM根据技术的更新又分好几代,而使用上较广泛的有所谓的SDRAM与DDR SDRAM两种。新一代的PC大多使用DDR内存。

在某种意义上,内存的容量有时比CPU的速度还要重要。如果内存容量不够大的话将会导致某些大容量数据无法被完整地加载,此时已存在内存当中但暂时没有被使用到的数据就必须要先被释放,使得可用内存容量大于该数据,那份新数据才能够被加载。所以。通常越大的内存代表越快速的系统,这是因为系统不用常常释放一些内存中的数据。

CPU的二级高速缓存

除了内存外,个人电脑中还有许多类似内存的存储结构存在,最为我们所熟知的还有CPU内的二级高速缓存。我们现在知道CPU的数据都由内存提供,但CPU到内存之间还是得要通过内存控制器。如果某些很常用的程序或数据可以放置到CPU内存的话,那么CPU数据的读取就不需要跑到内存重新读取,这对于性能来说是一个很大的提升,这就是二级缓存的设计理念。新一代的CPU都有内置容量不等的L2缓存在CPU内部,以加快CPU的运行性能。

只读存储器

还记得你的电脑在开机的时候可以按下[Del]按键来进入一个名为BIOS(Basic Input Output System)的界面吧?BIOS是一个程序,这个程序是写死到主板上面的一个存储芯片中的,这个存储芯片在没有通电时也能够记录数据,这就是只读存储器(Read Only Memory,ROM)。ROM是一种非易失性的存储。

BIOS对于个人电脑来说是非常重要的,它是系统在启动的时候首先会去读取的一个小程序。另外,固件(firmware)很多也是使用ROM来进行软件的写入(固件:固定在硬件上面的控制软件)。BIOS就是个固件,控制着启动时各项硬件参数的获取与启动设备的选择。