存储器

转：https://www.cnblogs.com/sum-41/p/11495552.html 冯诺依曼体系 冯诺依曼体系，用一句话来概括就是：将程序指令和数据一起存储的计算机设计概念结构。 在前面学习计算机的发展历史的时候，我们知道，早期的计算机只能运行固定用途的程序，怎么理解？举个例子：有个计算机它只能运行数学运算的程序，那么它就不能运行文字处理的软件，也不能拿来玩游戏，如果要让它能够进行别的功能，就需要改变计算机的程序，而在当时，所谓的重写程序并不是指现在的重新编译一个程序那么简单，而是必须更改电路或者说更改结构，甚至重新设计这个机器。 这样就很坑爹了啊。如果说计算机只能用来打游戏，不能用来写代码，或者说只能用来写代码，不能用来玩游戏，那么我们就不能先玩一会游戏再写一会代码了，这样子是非常不合理的。于是冯诺依曼就想着将程序存储起来，然后在设计底层硬件的时候，不再是设计专有的电路，而是设计一个通用电路，当我们需要运行某种程序的时候，我们先把这段程序翻译成电路能够理解的语言，然后让通用电路去执行相关的逻辑。 这就是冯诺依曼体系的核心概念——存储程序指令，设计通用电路。 了解了冯诺依曼体系是怎样诞生的，如果能够理解冯诺依曼体系给计算机领域带来的巨大改变，我们就能明白冯诺依曼体系为什么这么重要了。由冯诺依曼体系所延伸的存储型计算机的概念，改变了之前糟糕的一切

转：https://www.cnblogs.com/sum-41/p/11578875.html 1.什么是存储器 存储器，顾名思义，是用来储存物质的。在计算机中，这些储存的物质就是数据和指令，有了存储器，计算机就有了记忆功能。 存储器由一些编号的单元所组成，单元的编号叫做地址。打个比方，存储器就像是一个大型仓库，仓库里面有很多个房间存放着货物，每个房间都有自己的房号；而存储器单元好比房间，房间里的货物好比数据和指令，而单元的编号（地址）就好比房间号，我们的计算机就是根据这个地址来存放或取出数据和指令的。 计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。 2.存储器的分类 按存储介质来划分，存储器可分为半导体存储器和磁存储器。其中，半导体存储器存储的元器件是由半导体组成的，常见的如：内存、U盘、固态硬盘等；磁存储器，是由表面涂有磁性材料的存储介质组成的，常见的有：磁带、磁盘。 按存取方式来分类，可以将存储器分为随机存储器（RAM）、串行存储器、只读存储器（ROM）， 3.存储器的层次结构 在选取计算机的存储器时，通常需要考虑的因素是存储器的读写速度、存储容量、价格，我们希望读写速度越快越好、存储容量越大越好、价格则越低越好。有一个专门的单位，用来量化存储器的性价比——位价。位价综合地把容量和价格都考虑进去了，它的含义是每比特位的价格

一、硬件结构 1.1部分引脚说明 RST：复位引脚，两个机器周期的高电平后复位 ALE：锁存低八位地址 EA：高电平时，访问内部程序存储器（ROM） P0：双向IO口、分时复用-低八位地址，数据总线 P1：双向IO口 P2：双向IO口，访问外部存储器时，提供高八位地址总线 P3：双向IO口，有第二功能 1.2存储器 物理上分为：4 个空间 即片内ROM、 、 片外ROM(程序存储器) 片内RAM、 、 片外RAM（数据存储器） 逻辑上分为: : 3 个空间 ， 程序内存（ROM） （ 片内 、 外 ） 统一编址 MOVC 数据存储器 （ 片内） ） MOV 数据存储器（片外） MOVX 1.2.1程序存储器（ROM 作用：存储用户程序和表格常数 特殊单元： 0000H:复位后从这里开始执行程序 中断单元： 外中断0 （INT0 ） 0003H 定时器0 （T0 ） 000BH 外中断1 （INT1 ） 0013H 定时器1 （T1 ） 001BH 串行口（UART ） 0023H 1.2.2内部数据存储器（RAM 通用工作寄存器组 00~1FH共32个，四组通用寄存器，即（四组R0~R7） 可以使用RS1（PSW.4）RS0（PSW.3）来切换寄存器区 RS1 RS0 寄存器区 内存地址 00 0区 00-07H 01 1区 08-0FH 10 2区 10-17H 11 3区 18

存储器历来都是计算机系统中重要的组成部分。仍然是一种宝贵而又稀缺的资源。 如何对它加以有效的管理，不仅直接影响到存储器的利用效率，而且会影响系统的性能。 存储器的管理的主要对象是内存。在计算机执行时，几乎每一条指令都会涉及到对存储器的访问。 存储器的三个理想条件（ 这三个条件从现在技术来讲是不可能同时达到的 ） 1.对存储器的访问速度要跟得上处理机的运行速度。 2.要求存储器要有很大的容量。 3.而且存储器的造价应该很低。 在现代计算机系统当中无一例外的采用了 多层结构的存储器系统 。 存储器的多层结构 对于通用计算机而言，存储层次至少应具有三级： CPU寄存器，主存，辅存 。 在存储层次当中，层次越高，存储介质的访问速度越快，价格越高，其存储容量越小。 寄存器，高速缓存，主存储器，磁盘缓存均属于操作系统中存储管理的管辖范畴。断电后它们所保存的信息将会消失。 固定磁盘，可移动存储介质的管理属于设备管理的范畴，它们存储的信息将被长期保存。 可执行存储器 在计算机系统的存储层次当中，寄存器和主存储器又被称为可执行存储器。 进程可以在很少的时钟时期内使用一条load或store指令对可执行存储器进行访问。而对辅存的访问则需要通过I/O设备来实现，所消耗的时间远大于访问可执行存储器所消耗的时间，一般相差3个数量级或者更多。 操作系统的存储管理负责对可执行存储器的分配

【RAM】 随机存取存储器，Random Access Memory。也叫主存，是与CPU直接交换数据的内部存储器。 特点：随时从任何一个指定的地址写入（存入）或读出（取出）信息，读写速度快，但已丢失（停电丢失） 常做电脑内存，掉电后内存中的数据就没有了。 【ROM】 只读存取存储器，Read-Only Memory 特点：其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。不丢失。 常做电脑BIOS存储，基本不修改。掉电也不丢失。 【闪存】 快闪存储器，flash memory 是一种电子式可清除程序化只读存储器的形式，允许在操作中被多次擦或写的存储器。这种科技主要用于一般性数据存储，以及在计算机与其他数字产品间交换传输数据，如U盘，SD卡。 【HDD】 机械硬盘 每个扇区包括 512 个字节的数据。 有了扇区（sector），有了柱面（cylinder），有了磁头（head），显然可以定位数据了，这就是数据定位(寻址)方式之一，CHS（也称3D），对早期的磁盘（上图所示）非常有效，知道用哪个磁头，读取哪个柱面上的第几扇区就OK了。 3D很难定位寻址，新的寻址模式：LBA(Logical Block Addressing)。 LBA(逻辑扇区号)=磁头数 × 每磁道扇区数 × 当前所在柱面号 + 每磁道扇区数 × 当前所在磁头号 + 当前所在扇区号 – 1 【SSD】 Solid

2019-2020-1 20175314 《信息安全系统设计基础》第9周学习总结 本周学习内容总结 虚拟存储器的概念和作用 虚拟存储器的概念： 虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续的可用的内存（一个连续完整的地址空间），而实际上，它通常是被分隔成多个物理内存碎片，还有部分暂时存储在外部磁盘存储器上，在需要时进行数据交换。目前，大多数操作系统都使用了虚拟内存，如Windows家族的“虚拟内存”；Linux的“交换空间”等。 虚拟存储器的作用： 内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题，Window 虚拟存储器s中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。举一个例子来说，如果电脑只有128MB物理内存的话，当读取一个容量为200MB的文件时，就必须要用到比较大的虚拟内存，文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存，等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后，跟着就会把虚拟内存里储存的文件释放到原来的安装目录里了。 总结起来说：虚拟存储器简化了链接、简化了加载、简化共享和简化存储器分配。 地址翻译的概念 IP地址耗尽促成了CIDR的开发

2019-2020-1 20175311 《信息安全系统设计基础》第十一周学习总结 教材学习内容总结 第九章 虚拟内存虚拟存储器 虚拟存储器 虚拟存储器是硬件异常、硬件地址翻译、主存、磁盘文件和内核软件的完美交互，它为每个进程提供了一个大的、一致的和私有的地址空间。通过一个很清晰的机制，虚拟存储器提供了三个重要的能力： (1)它将主存看成是一个存储在磁盘上的地址空间的高速缓存，在主存中只保存活动区域，并根据需要在磁盘和主存之间来回传送数据，通过这种方式，它高效地使用了主存。 (2)它为每个进程提供了一致的地址空间，从而简化了存储器管理。 (3)它保护了每个进程的地址空间不被其他进程破坏。 物理和虚拟寻址 物理寻址：计算机系统的主存被组织成一个由M个连续的字节大小的单元组成的数组。每字节都有一个唯一的物理地址(Physical Address，PA)。第一个字节的地址为0，接下来的字节的地址为1，再下一个为2，依此类推。给定这种简单的结构，CPU访问存储器的最自然的方式就是使用物理地址，我们把这种方式称为物理寻址。 虚拟寻址：使用虚拟寻址时，CPU通过生成一个虚拟地址(Virtual Address，VA)来访问主存，这个虚拟地址在被送到存储器之前先转换成适当的物理地址。将一个虚拟地址转换为物理地址的任务叫做地址翻译(address translation)。就像异常处理一样

首先，图灵机模型是由英国数学家图灵提出的，图灵机模型理论是计算学科最核心的理论之一，它的出现为计算机设计指明了方向，在今天的学习中图灵机模型发挥着不可或缺的用处，是我们算法分析和程序语言设计的基础理论。下面是它的定义： 所谓的图灵机就是指一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。有一个机器头在纸带上移来移去。机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。 然后，计算机科学概念的内涵较为广泛，计算机科学是一门包含各种各样与计算和信息处理相关主题的系统学科，可以肯定的是它是一门学科，而不仅仅是一门技术或者是一种工具。计算机科学的基本思路涵盖从理论研究、模型抽象到工程设计三个方面。有时公众会误以为计算机科学就是解决计算机问题的事业（比如信息技术），或者只是与使用计算机的经验有关，如玩游戏、上网或者文字处理。其实计算机科学所关注的，不仅仅是去理解实现类似游戏、浏览器这些软件的程序的性质，更要通过现有的知识创造新的程序或者改进已有的程序，这才是我们计算机科学应该做的事情。 下面是计算机中储存程序的原理： “存储程序”原理，是将根据特定问题编写的程序存放在计算机存储器中

内容主要关于计算机总线与IO设备、计算机储存器、计算机的CPU； 计算机的总线 　概述 　　平常我们日常所见的USB，既是通用串行总线（Universal Serial Bus），它提供了提供了对外连接的接口，且不同设备可以通过USB接口进行连接；是一种连接的标准，可以解决不同设备之间的通 信问题，也能够促使外围设备接口的统一。 　　总线（Bus）也是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束，按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传 输数据、数据地址和控制信号。 　　在不使用总线进行传输的时候，一般采用分散连接的方式，既输入设备同时与存储器、运算器、控制器连接，这样做会使得线路过于复杂。总线可以用来替代原来的基于运算器为主的分散式连接，通过总 线将多个部件连接在一起，使得运算器只需要与总线打交道，实现了存储器为主的计算机并且方便了硬件的扩展。 　总线的分类 　　总线分为片内总线和系统总线。 　　片内总线 　　　片内总线，既是高集成度芯片内部的信息传输线。如：寄存器与寄存器之间或寄存器与控制器、运算器之间。 　　　系统总线 　　　　系统总线分为数据总线、地址总线、控制总线。是CPU、主内存、IO设备、各组件之间的信息传输线。 　　　　数据总线，可以双向传输各个部件的数据信息，数据总线的位数（宽度）

计算机硬件基础 笔记本，台式机，服务器 示例：dell服务器 1u的服务器 4.45cm高 2u的服务器 4u的服务器 电脑主机组成 一台电脑是由许许多多的零部件组成，只有这些零部件组合在一起协调的工作，才能称之为电脑。 电脑发展到现在，其零部件都有了很大的变化，但其工作原理却没有变，其中包括 主板、CPU、内存、硬盘、显卡、声卡 等等。 电脑电源 功能：保障电脑的电源供应 作用：一个合格的电源对电脑的作用是至关重要的，电源就犹如人体的心脏，随时提供新鲜的血液，即使再聪明的头脑或再敏捷的身手也离不开电脑电源。 劣质的电源不仅直接影响电脑的正常的使用，对主板、显卡等其他配件造成损害，而且这种电源锁产生的电磁辐射，对人身健康也构成了潜在的威胁。在服务器领域，电源的作用更加重要。 因此， 服务器一般都提供双电源 。 主板 主板和CPU都是电脑中最关键的部件 所有的板卡必须通过主板发挥作用，主板的性能和质量的好坏直接影响到整个系统。 电脑主板按不同的架构标准和各种不同的主要部件、接口组合而成。 主板芯片组 主板芯片组是主板上最重要的部件，主板的功能主要取决于芯片组。 芯片组负责管理CPU和内存、各种总线扩展以及外设的支持。 BIOS芯片 BIOS芯片（CMOS芯片） - 负责主板通电后各部件自检，设置，保存，一切正常后才能启动操作系统。 - 记录了电脑最基本的信息