二、存储器
存储器是指存储程序和数据的部件。它分为内存储器(简称内存或主存)和外存储器(简称外存或辅存)两类。
1.内存
内存是计算机各种信息存放和交换的中心,是主板上的存储部件,用来存储当前运行的程序和数据。内存以字节(8位二进制)为存储单元,一个存储器包含若干存储单元,每个存储单元有一个唯一的编号,称为单元地址。CPU根据存储单元地址从内存中读出数据或向内存写入数据。内存容量就是所有存储单元的总数,以字节为基本单位。较之于外存,内存容量小,存取速度快。
按存取方式划分,内存可分为只读存储器(Read Only Memory,ROM)和随机存储器(Random Access Memory,RAM)。
ROM的特点是只能从中读出信息,不能随意写入信息,是一个永久性存储器,断电后信息不会丢失。ROM主要用来存放固定不变的程序和数据,如机器的开机自检程序、初始化程序、基本输入/输出设备的驱动程序等。
RAM随着计算机的启动,可以随时存取信息,特点是断电后信息会丢失。通常,微型计算机的内存容量配置就是指RAM,它是计算机性能的一个重要指标。目前,一般内存选配容量在2~16GB之间。内存插在主板的存储器插槽上,其外观如图1-2所示。
图1-2 金士顿8GB DDR3 1600内存
由于RAM的读/写速度比CPU慢得多,当RAM直接与CPU交换数据时,会出现速度不匹配,所以现在的计算机系统在内存和CPU间配有高速缓冲存储器(Cache)。
2.外存
外存的特点是存储容量大,信息能永久保存,但相对于内存其存储速度慢。目前,常用的外存有硬盘、光盘和可移动外存。
①硬盘全称为硬盘存储器(Hard Disk Driver,HDD),是微机的主要外存设备,由磁盘片、读/写控制电路和驱动机构组成,用于存放计算机操作系统、各种应用程序和数据文件。硬盘大部分组件都密封在一个金属外壳内,如图1-3所示。
图1-3 硬盘及内部结构
一个硬盘内部有多个盘片,这些盘片安装在一个同心轴上,每一个盘片都有两个盘面,一般每个盘面都可以存储数据。每个盘面被划分为磁道和扇区,其中磁盘在格式化时被划分成许多同心圆,这些同心圆轨迹称为磁道;所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱,通常称为柱面;将每个磁道分成若干弧段,每个弧段称为一个扇区。硬盘的容量和这几个概念是分不开的。
硬盘容量=磁头数×柱面数×每柱面扇区数×每扇区字节数
硬盘作为主要的存储设备,通过硬盘接口连接到计算机的主板。常见的硬盘接口有ATA(Advanced Technology Attachment)、SATA(Serial ATA)和SCSI(Small Computer System Interface)。ATA和SATA接口的硬盘主要用在个人计算机上,SCSI接口的硬盘主要应用在工作站或中高端服务器上。
②光盘全称为高密度光盘(Compact Disk,CD),是以光信息作为存储信息的载体,是一种广泛使用的外存。光盘按读/写限制分为只读光盘、只写一次光盘和可擦写光盘,前两种属于不可擦除的,如CD-ROM( Compact Disk-Read Only Memory)是只读光盘,CD-R(Compact Disk-Recordable)是只写一次光盘。
光驱又称光盘驱动器,用来读取光盘中的信息,通常操作系统及应用软件的安装需要依靠光驱完成。刻录机又称光盘刻录机,其外观与光驱相似,但除了具有光驱的全部功能外,还可以在光盘上写入或擦除数据。目前,DVD刻录机已成为市场主流。
③可移动外存:常见的可移动外存储设备有闪存卡、U盘和移动硬盘。
闪存(Flash Memory)是一种新型半导体技术,闪存卡具有低功耗、高可靠性、高存储密度高读/写速度等特点,其种类繁多,有Compact Flash(CF)卡、索尼公司的Memory Stick(MS)和Scan Disk(SD)卡等。目前,基于闪存技术的闪存卡主要面向数码照相机、智能手机等产品,可通过读卡器读取闪存卡上的信息。
U盘是一种新型非易失性半导体存储器,具有体积较小、便于携带、系统兼容性好等特点,目前容量通常在8~512GB之间。另外,它采用标准的USB接口,支持即插即用。当前的计算机都配有USB接口,在Windows 7操作系统下,U盘通过USB接口可以实现即插即用,使用非常方便。
移动硬盘多采用USB、eSATA接口,能提供较高的数据传输速度,是一种容量更大的移动存储设备,内部可以是机械硬盘也可以是固态硬盘,能在一定程度上满足需要经常传送大量数据的用户需要,容量可达几百吉字节到几太字节。