計算機記憶體及其分類

每當程式在計算機內部執行時，程式首先必須載入到計算機的主記憶體中。即使程式未執行，程式也必須保留在計算機的輔助儲存器中。此記憶體單元充當額外的儲存塊。在記憶體中的程式中，使用鍵盤將執行的全部操作序列編寫為一系列指令。此指令集合稱為程式。此外，程式要操作的資料是在鍵盤的幫助下輸入的，並可以儲存在記憶體中。記憶體還可以儲存中間結果和最終結果。這種程式、資料和結果都駐留在記憶體中的儲存程式計算機的設計歸功於馮·諾伊曼。

廣義上講，記憶體可以分為以下幾類：

• 主記憶體——主記憶體的缺點是成本高、儲存容量低。但其優點或便利之處在於資料傳輸速度快。控制單元可以直接與主記憶體通訊。主記憶體通常可以分為隨機存取儲存器 (RAM) 和只讀儲存器 (ROM)。它是一種易失性記憶體。由於沒有電源，此記憶體的內容將丟失。

• 輔助儲存器——輔助儲存器也常被稱為次級儲存器。控制單元無法直接與輔助儲存器通訊。它是一種非易失性記憶體。

隨機存取儲存器 (RAM)——RAM包含許多儲存位置，每個位置通常儲存8位。可以從RAM位置讀取資料，也可以寫入RAM位置。RAM的缺點是它是易失性的。這意味著，當RAM的電源關閉時，RAM中的資訊將丟失。

可以以兩種不同的方式訪問記憶體中的資料——順序訪問和隨機訪問。

順序訪問——順序訪問和隨機訪問是兩種訪問資訊的方式。在順序訪問中，必須嚴格按照順序訪問資訊。如果有4000個儲存位置，則必須按照1、2、3……4000的順序訪問。因此，從位置0訪問資訊所需的時間最短，從位置4000訪問資訊所需的時間最長。磁帶就是一個使用順序訪問的例子。

隨機訪問——在隨機訪問技術中，可以按任意順序訪問儲存位置。例如，可以按照1500、1210、3060、1640、1352等順序讀取4000個位置中的資料。其次，讀取儲存位置所需的時間與其位置無關。在RAM中，訪問方法是隨機的，事實上，它的名稱就是根據訪問方法得來的。

只讀儲存器 (ROM)——ROM包含許多儲存位置，每個位置通常儲存8位，就像RAM一樣。ROM也像RAM一樣使用隨機訪問方法。ROM的優點在於它是非易失性的。這意味著，即使ROM的電源關閉，ROM中的資訊也不會丟失。但是，只能從ROM位置進行讀取操作。因此，在計算機中，ROM用於儲存在電源關閉時不會丟失的資訊。

讓我們討論一下半導體制造商提供的用於儲存資訊的ROM的不同版本：

掩膜程式設計ROM——它之所以得此名稱，是因為資訊是在製造時透過應用合適的掩膜寫入這種ROM的。一旦製造商寫入這種ROM，即使是製造商也無法更改此資訊。因此，輸入的資訊是永久的。與其他型別的ROM相比，當考慮每單位數量的成本時，它的成本更低。但使用者必須一次訂購大量產品。因此，ROM用於大量生產的裝置。為了進行類比，掩膜程式設計ROM與大量印刷的書籍進行比較。

可程式設計只讀儲存器 (PROM)——使用者可以使用PROM程式設計裝置將資訊寫入這種ROM。一旦使用者寫入這種ROM，就無法再更改此資訊。與掩膜程式設計ROM一樣，輸入的資訊是永久的。雖然它比其他型別的ROM便宜，但它比掩膜ROM貴。使用者甚至可以從當地商店購買單個PROM。因此，PROM用於小批次生產的裝置。

可擦除可程式設計只讀儲存器 (EPROM)——使用者可以使用EPROM程式設計裝置將資訊寫入這種ROM。由於其內容是可擦除和可重寫的，因此使用者可以多次更改此資訊。因此，儘管輸入的資訊在電源關閉時不會丟失，但可以將其擦除然後寫入新資訊。與使用紫外線照射EPROM晶片石英視窗的EPROM不同，EEPROM的擦除是透過電訊號完成的。此外，EEPROM的內容可以選擇性地擦除。它比其他型別的ROM貴，並且越來越受歡迎。使用者甚至可以從市場上購買單個EEPROM或EAPROM，並多次讀取和寫入其內容。

電可擦除（或可更改）可程式設計只讀儲存器 (EEPROM 或 EEPROM)——使用者可以使用EPROM程式設計裝置將資訊寫入這種ROM。使用者寫入這種ROM後，可以多次更改此資訊。因此，儘管輸入的資訊在電源關閉時不會丟失，但可以將其擦除然後寫入新資訊。與EPROM使用紫外線擦除資料不同，EEPROM的擦除是透過電訊號完成的。此外，EEPROM的內容可以選擇性地擦除。它比其他型別的ROM貴，並且越來越受歡迎。使用者甚至可以從市場上購買單個EEPROM或EAPROM，並多次讀取和寫入其內容。

輔助儲存器——每當需要儲存比主記憶體所能儲存的更大的資訊量時。在這種情況下，它儲存在輔助儲存器中。這種型別的記憶體的特點是具有大的儲存容量和低的每位儲存成本。但其缺點是訪問速度非常慢。控制單元無法直接訪問輔助儲存器。硬碟、軟盤和磁帶是輔助儲存器的良好示例。

Ankith Reddy

更新於：2020年6月27日

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