RAM、ROM、內存還有硬盤,Flash EPPROM, 它們到底有什麼區別

內存在電腦中起着舉足輕重的作用。內存一般採用半導體存儲單元,包括隨機存儲器(RAM),只讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。只不過因爲RAM是其中最重要的存儲器,所以通常所說的內存即指電腦系統中的RAM。

RAM要求每時每刻都不斷地供電,否則數據會丟失。如果在關閉電源以後RAM中的數據也不丟失就好了,這樣就可以在每一次開機時都保證電腦處於上一次關機的狀態,而不必每次都重新啓動電腦,重新打開應用程序了。但是RAM要求不斷的電源供應,那有沒有辦法解決這個問題呢?隨着技術的進步,人們想到了一個辦法,即給RAM供應少量的電源保持RAM的數據不丟失,這就是電腦的休眠功能,特別在Win2000裏這個功能得到了很好的應用,休眠時電源處於連接狀態,但是耗費少量的電能。

硬盤與內存的區別是很大的,這裏只談最主要的三點:

一、內存是計算機的工作場所,硬盤用來存放暫時不用的信息。

二、內存是半導體材料製作,硬盤是磁性材料製作。

三、內存中的信息會隨掉電而丟失,硬盤中的信息可以長久保存。內存與硬盤的聯繫也非常密切,這裏只提一點:硬盤上的信息永遠是暫時不用的,要用嗎?請裝入內存!CPU與硬盤不發生直接的數據交換,CPU只是通過控制信號指揮硬盤工作,硬盤上的信息只有在裝入內存後才能被處理。

內存就是存儲程序以及數據的地方,比如當我們在使用WPS處理文稿時,當你在鍵盤上敲入字符時,它就被存入內存中,當你選擇存盤時,內存中的數據纔會被存入硬(磁)盤。在進一步理解它之前,還應認識一下它的物理概念。

●只讀存儲器(ROM)

ROM表示只讀存儲器(Read Only Memory),在製造ROM的時候,信息(數據或程序)就被存入並永久保存。這些信息只能讀出,一般不能寫入,即使機器掉電,這些數據也不會丟失。ROM一般用於存放計算機的基本程序和數據,如BIOS ROM。其物理外形一般是雙列直插式(DIP)的集成塊。

●隨機存儲器(RAM)

隨機存儲器(Random Access Memory)表示既可以從中讀取數據,也可以寫入數據。當機器電源關閉時,存於其中的數據就會丟失。我們通常購買或升級的內存條就是用作電腦的內存,內存條(SIMM)就是將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板,它插在計算機中的內存插槽上,以減少RAM集成塊佔用的空間。

●高速緩衝存儲器(Cache)

Cache也是我們經常遇到的概念,它位於CPU與內存之間,是一個讀寫速度比內存更快的存儲器。當CPU向內存中寫入或讀出數據時,這個數據也被存儲進高速緩衝存儲器中。當CPU再次需要這些數據時,CPU就從高速緩衝存儲器讀取數據,而不是訪問較慢的內存,當然,如需要的數據在Cache中沒有,CPU會再去讀取內存中的數據。

內存與儲存的差別:大多數人常將內存 (Memory) 與儲存空間 (Storage) 兩個名字混爲一談,尤其是在談到兩者的容量的時候。 內存是指 (Memory) 計算機中所安裝的隨機存取內存的容量,儲存 (Storage) 是指計算機內硬盤的容量。

從計算機的體系結構來講,硬盤應當是計算機的“外存”。內存應當是計算機內部(在主板上)的一些存儲器,用來保存CPU運算使用過程中的中間數據和計算結果,當不用這些數據時,它們被保存在硬盤上。在計算機業界,內存這個名詞被廣泛用來稱呼 RAM( 隨機存取內存 ) 。

我們將計算機比喻爲一個有辦公桌與檔案櫃的辦公室。 想象一下這個辦公桌與檔案櫃的比喻。想象每次想要閱讀一份文件或數據夾都必須從檔案櫃中找尋的情形,這會大幅減低工作執行的速度 , 更別說會把人逼瘋了。如果有足夠的辦公桌空間 ( 如內存 ), 便能夠將所需要的檔攤開 , 並能立即一眼就能找出所需的信息。 另一個內存與儲存最重要的差別在於 : 儲存於硬盤中的信息在關機後能夠保持完整,但任何儲存在內存中的數據在計算機關機後便會全部流失。就像在辦公室的比喻中 , 任何在下班時間後被遺留在桌上的檔或檔案都會全部被丟棄一樣。 內存與效能表現 (Memory and Performance) 增加計算機系統中的內存能夠增加計算機的效能表現是衆所皆知的。如果內存沒有足夠的空間 , 計算機就必須建立一個虛擬內存檔案。在這個過程中 , 中央處理器在硬盤中保留一個空間來代替額外的隨機存取內存 這個稱爲 " Swap" 的程序減低系統的速度。

rom最初不能編程,出廠什麼內容就永遠什麼內容,不靈活。後來出現了prom,可以自己寫入一次,要是寫錯了,只能換一片,自認倒黴。人類文明不斷進步,終於出現了可多次擦除寫入的EPROM,每次擦除要把芯片拿到紫外線上照一下,想一下你往單片機上下了一個程序之後發現有個地方需要加一句話,爲此你要把單片機放紫外燈下照半小時,然後才能再下一次,這麼折騰一天也改不了幾次。歷史的車輪不斷前進,偉大的EEPROM出現了,拯救了一大批程序員,終於可以隨意的修改rom中的內容了。

EEPROM的全稱是“電可擦除可編程只讀存儲器”,即Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory。是相對於紫外擦除的rom來講的。但是今天已經存在多種EEPROM的變種,變成了一類存儲器的統稱。

狹義的EEPROM:

這種rom的特點是可以隨機訪問和修改任何一個字節,可以往每個bit中寫入0或者1。這是最傳統的一種EEPROM,掉電後數據不丟失,可以保存100年,可以擦寫100w次。具有較高的可靠性,但是電路複雜/成本也高。因此目前的EEPROM都是幾十千字節到幾百千字節的,絕少有超過512K的。

flash:

flash屬於廣義的EEPROM,因爲它也是電擦除的rom。但是爲了區別於一般的按字節爲單位的擦寫的EEPROM,我們都叫它flash。

flash做的改進就是擦除時不再以字節爲單位,而是以塊爲單位,一次簡化了電路,數據密度更高,降低了成本。上M的rom一般都是flash。

flash分爲nor flash和nand flash。nor flash數據線和地址線分開,可以實現ram一樣的隨機尋址功能,可以讀取任何一個字節。但是擦除仍要按塊來擦。

nand flash同樣是按塊擦除,但是數據線和地址線複用,不能利用地址線隨機尋址。讀取只能按頁來讀取。(nandflash按塊來擦除,按頁來讀,norflash沒有頁)

由於nandflash引腳上覆用,因此讀取速度比nor flash慢一點,但是擦除和寫入速度比nor flash快很多。nand flash內部電路更簡單,因此數據密度大,體積小,成本也低。因此大容量的flash都是nand型的。小容量的2~12M的flash多是nor型的。

使用壽命上,nand flash的擦除次數是nor的數倍。而且nand flash可以標記壞塊,從而使軟件跳過壞塊。nor flash 一旦損壞便無法再用。

因爲nor flash可以進行字節尋址,所以程序可以在nor flash中運行。嵌入式系統多用一個小容量的nor flash存儲引導代碼,用一個大容量的nand flash存放文件系統和內核。

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