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计算机内存的工作方式究竟是什么样的?

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    2020-8-5 15:33
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    [LV.6]常住居民II

    发表于 2020-6-30 15:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 alexwang 于 2020-6-30 16:00 编辑
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    计算机内存的工作方式究竟是什么样的?
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    EDA365原创   作者: 巢影字幕组

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    在许多方面来说,记忆决定了我们是什么样的人,让我们不忘往事。学习并记住新本领以及为未来做规划,像计算机常常扮演人的延伸这一角色。
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    内存也起着同样的作用,不论是一部两个小时的电影、写着两个单词的文本或是执行把两者都打开的指令,所有在计算机内存里的东西,都采以基本单位“比特”的这一形式出现,我们也称之为二进制数字。
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    微信截图_20200630155945.png
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    每个二进制数被存放于存储元件中,在两种可能值间自如转换,0和1,由数百万计的二进制数组成的程序和文件。
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    在中央处理器中统一处理,也就是CPU。它担任计算机大脑一职,并且,随着要处理的二进制数成倍增长,电脑设计师不断面临着。
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    有关数据大小、成本费用和处理速度三方面的难题,和我们一样,电脑对于即时任务,有着短期记忆,也有更为长久的固定储存器来保留长期记忆。

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    当你运行某个程序时,操作系统位于短期记忆的区域内,以便践行指令。
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    打比方说,当你在文字处理软件中,按下一个键,中央处理器会访问其中一个位置来检索这些数据。它也可以进行修改或是产生新的数据,这个过程所花费的时间被称为延时。

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    由于程序指令必须处理迅速并且不断进行,短期记忆区的所有定位点以任意顺序被访问。
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    因此又名随机访问存储器,最常见的随机储存器是动态随机存储器或者说DRAM。

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    在动态储存器中,每个储存单元由微小的晶体管和电容器组成。用以贮存电荷,0代表没有电,有电则是1。我们称之为动态记忆的原因是它仅是在电荷耗散前,短暂保留它们。
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    需要定期充电来保留这些数据,但即使是100纳秒的低延迟,对于现代CPU来说都算是高延迟了。
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    因此“内部快取记忆体”应运而生,也就是静态随机存取存储器。它通常以六个联结晶状体所构成,不需要去更新。静态随机存取储存器是计算机系统中最快的存储器,但也是最贵的,也占用了比动态随机存取储存器多三倍的空间。
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    但是RAM和高速缓冲存储器只有充电后才能保存数据,为了保留数据,设备一旦关机后,必须将之转移到长期储存设备中。这样的储存设备主要有三种类型。
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    在磁存储器,也就是三者中最便宜的储存设备中,数据以磁性模式,储存于磁膜编码的旋转盘上。但正因圆盘必须转到数据所位于的地方,才能让它们被读取,所以磁储存器的延时比DRAM慢上100,000倍。
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    另一方面,像DVD和蓝牙这样的光储存设备,同样也使用旋转盘,只不过多了一层反射涂层。二进制数字被编译成空白点和黑点,加以涂料方便被激光识别读取。尽管光储存媒体价钱便宜并可摘除,它们甚至比磁存储器有着更低的延时,同样也有着更小的容量。

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    末了,固态硬盘是最新也是最快捷的长期存储器,比如闪存存储器。

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    它没有可运转的部件,而是使用浮栅晶体管,在他人专门设计的内部构件中,以捕获和排除电荷存储二进制数字。

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    那么,这数十亿的二进制数字可靠性到底如何?

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    我们总认为计算机存储器具有稳定性和永久性,但实际上它降解得相当快。由装置和周身环境所产生的热,会使硬盘去磁,降解光学媒体内的染料,并造成浮置栅极里的电荷流失。固态硬盘也有额外的缺陷,在不断重复存盘到浮栅中的过程中,晶体管会腐蚀固态硬盘,使之毫无用处。
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    当今大多存储媒体内的数据,寿命预测也不超过10年,科学家们正在尝试开拓材料的物理性能,将它们下至量子水平,希望能因此制造出更快、更小以及更耐久的设备。
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    眼下,不朽仍无法实现,不论对于人类还是电脑而言。
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    关于计算机内存工作方式的内容就分享到这里啦,如果你有什么想要了解或者在想学习的的,可以在下方留言区给我们留言哦~

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    出品丨EDA365
    作者丨巢影字幕组
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    [LV.1]初来乍到

    发表于 2020-7-3 20:07 | 显示全部楼层
    写的不错

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