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《大话处理器》连载—PC机结构探秘(2)

2018年05月07日 ⁄ 综合 ⁄ 共 1040字 ⁄ 字号 评论关闭
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§1.3.2 存储器——大肚能容,容天下难容之事

(1) 存储器技术

        人脑可以即做运算,又存储数据,而在计算机中,计算由处理器完成,数据存储,则由存储器完成。

下图是计算机的存储结构:

 

存储单元的层次结构

 

        CPU在做计算时,是从寄存器中读数据的,不过寄存器的容量实在是太小,几乎无时无刻不需要从内存中读取数据,为了减少从内存中读写数据的次数,在CPU内部做了一个缓存(cache),避免频繁读写。

       内存的记忆力虽好但是记得的事情也还不多,最重要的一点是,内存睡一觉(掉电后)什么东西都忘了,属于易失性存储介质。所以数据都要存储在一个容量大,且永久存储的设备上,这个设备就是硬盘。还是硬盘好,默默无闻的工作,什么都默默的记下,掉电了也不会丢失数据,不过由于速度较慢,如果直接和处理器打交道,那处理器就要等到黄花菜都凉了。从这个角度来说,内存是处理器和硬盘之间的缓存。

       对于计算机来说,CPU是核心,不过对于人们来说,硬盘才是核心,因为所有的数字信息都记录在上面,其他的器件随便更换都没有关系。不过硬盘却不能随便更换,起码是不能让别人随便更换。网络上有句名言:“男人一定要会修电脑,曾经有个人不会修自己的电脑,后来的事大家都知道了…”

       硬盘空间虽大,但是在这个信息爆炸的年代,什么信息都存放在本地硬盘是不可能的,还好互联网的发展使得我们可以轻松的访问网络,获取想要的信息。大量的信息存储在网络上其他计算机的硬盘上,我们只需要将别人的数据传输过来就可以了,所以说传输和存储,本身就是一体的,存储是信息在时间上的传递,传输是信息在空间上的传递。

        硬盘安在电脑上,是不能随便移动的,不同的电脑间要交换点数据,在不方便使用网络的条件下,就需要可移动的存储介质,如光盘、U盘、SD卡等等。

       光、电、磁特性可以作为存储介质,光盘使用光特性,内存和U盘使用电特性,现在硬盘的存储介质还是以磁盘为主,使用磁特性。磁盘先驱者之一Al Hoagland曾经调侃到:“我认为,硅谷的名字叫错了,如果你回顾近十年来产品的收入情况,磁盘比硅产品收入到多得多,因此应该把这个地方改名为氧化铁谷。”不过,现在随着闪存容量的不断加大,也有慢慢替代磁盘的趋势,闪存完全采用电的访问方式,比磁盘机械的访问方式要快很多。手机、摄像机等消费类电子产品中已经集成了中等容量的闪存。当然,单位容量下闪存的成本还是远高于硬盘,磁盘式硬盘仍然会存在很长一段时间。

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