计算机硬件存储器,个人计算机的存储器系统 说说内核与计算机硬件结构(5)
之所以依然叫做ROM,歸納一下,大概有幾個原因:
①不能像RAM那樣快速的寫;
②可能需要特殊的擦寫電壓;
③可能需要特殊的擦寫時序;
④可能需要在寫之前進行擦除操作;
⑤擦寫次數有限,不像RAM那樣可以隨意寫而不損壞;
⑥掉電后數據不會丟失;
⑦有些可寫的存儲器只能寫一次(OTP)。個人計算機的存儲器系統
舉個例子,手機軟件一般放在EEPROM中,我們打電話,有些最后撥打的號碼,暫時是存在SRAM中的,不是馬上寫入通過記錄(通話記錄保存在EEPROM中),因為當時有很重要工作(通話)要做,如果寫入,漫長的等待是讓用戶忍無可忍的。
FLASH存儲器又稱閃存,它結合了ROM和RAM的長處,不僅具備電子可擦出可編程(EEPROM)的性能,還不會斷電丟失數據同時可以快速讀取數據 (NVRAM的優勢),U盤和MP3里用的就是這種存儲器。在過去的20年里,嵌入式系統一直使用ROM(EPROM)作為它們的存儲設備,然而近年來 Flash全面代替了ROM(EPROM)在嵌入式系統中的地位,用作存儲Bootloader以及操作系統或者程序代碼或者直接當硬盤使用(U盤)。
目前Flash主要有兩種NOR Flash和NADN Flash。NOR Flash的讀取和我們常見的SDRAM的讀取是一樣,用戶可以直接運行裝載在NOR FLASH里面的代碼,這樣可以減少SRAM的容量從而節約了成本。NAND Flash沒有采取內存的隨機讀取技術,它的讀取是以一次讀取一快的形式來進行的,通常是一次讀取512個字節,采用這種技術的Flash比較廉價。用戶 不能直接運行NAND Flash上的代碼,因此好多使用NAND Flash的開發板除了使用NAND Flah以外,還作上了一塊小的NOR Flash來運行啟動代碼。
一般小容量的用NOR Flash,因為其讀取速度快,多用來存儲操作系統等重要信息,而大容量的用NAND FLASH,最常見的NAND FLASH應用是嵌入式系統采用的DOC(Disk On Chip)和我們通常用的“閃盤”,可以擦除。
cpu主要就是處理各種指令,運算、跳轉、存取內存之內的。這些指令所需的數據以及指令本身一般都是存儲在ram中的。cpu必須將ram中的指令和數據取到cpu中的各種寄存器中,指令才能執行。指令的地址存儲在一個叫做PC的寄存器中,注意這邊的PC不是個人電腦的意思,而是pointer of code的意思,即指令指針,而數據可以放在各種通用寄存器中。cpu中還有很多其他寄存器,控制著cpu各種功能。如果你學過匯編,便會知道匯編語言即是操作這些寄存器,完成各種運算任務。
現代高性能cpu內部一般都會有緩存,一般分為指令緩存和數據緩存。緩存的訪問速度比外部ram要快很多,所以如果把一部分數據和指令存儲在緩存中,cpu再從緩存中獲取指令和數據能夠提高cpu的速度。
可以被稱作rom的東西很多,如pc主板上的rom芯片,pc關機后,rom的數據不會丟失,開機時先運行其中的bios程序,完成硬件配置和檢測,之后會將磁盤第一個扇區中操作系統的引導程序裝入內存,然后徐跳到引導程序。引導程序會進一步將操作系統存儲在磁盤上的內核裝入內存,最后執行內核程序。內核加載文件系統,并執行gui程序,便可以看到pc的桌面了。
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CPU中央處理器,負責執行計算機的運算指令。寄存器是CPU內部的小容量存儲器,用來存放CPU將要運算的操作數或者操作數的地址,以及計算機指令或者指令地址,也會有計算結果存在寄存器中。RAM主要指計算機內存,用來存放計算機正在運行的程序的指令以及數據,包括操作系統和應用程序的指令和數據。ROM是只讀存儲器,其內容掉電不會丟失,一般來講計算機的BIOS會寫在里面,待計算機通電后,這里面的程序會自動被加載到內存中供CPU執行,去讀磁盤信息引導DOS或者其他操作系統裝入內存。
緩存有兩種概念。一種是指硬件高速緩沖存儲器cache,用于協調寄存器與內存之間讀寫速度不匹配而設置的一種存儲器。另一種是指人為規定的一個區域(通常是在RAM上劃一塊區域,這是由操作系統來做的),用來暫時存放一些輸入輸出數據。
內核也有兩種理解,你可以簡單的認為CPU就是計算機的內核。
軟件也會有內核,比如操作系統內核,主要是只管路計算機硬件資源的部分。
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總結
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