动态存储器DRAM与计算机存储系统

"DRAM存储器是计算机存储系统中的重要组成部分，主要用于主存储器。DRAM，即动态随机存取存储器，其设计相比静态存储器（SRAM）更注重存储密度和成本效益。本文将深入探讨DRAM的基础知识，包括六管静态存储元和四管动态存储元的工作原理。 在传统的六管静态存储元中，包含六个晶体管，分别是两个工作管T1和T2，以及四个控制管T3、T4、T5和T6。然而，为了实现更高的存储密度，六管静态存储元被简化为四管动态存储元。这一简化是通过去除负载管T3和T4，增加一对预冲管T9和T10来实现的。四管动态存储元电路中，T1和T2仍然是工作管，而T5、T6、T7和T8则作为控制管。动态存储器之所以被称为“动态”，是因为它利用了MOS管栅极的电容特性来存储信息。由于MOS管栅极的高电阻，能够保持相对较小的泄漏电流，这使得信息电荷能够在一定时间内得以维持，从而实现了信息的存储。 存储系统是计算机硬件的重要部分，分为主存储器、高速缓冲存储器、虚拟存储器和辅助存储器。主存储器，即RAM（随机存取存储器），是CPU可以直接读取和写入的地方，对计算机性能影响巨大。CPU在执行程序时会频繁与主存交互，获取指令和数据，并在运算后将结果写回。主存的性能直接影响着计算机的整体性能，因此高性能的CPU通常需要与同样高效的主存搭配使用。 为了提高存储器的性能，高速缓冲存储器（Cache）被引入，它位于CPU和主存之间，提供更快的存取速度。当CPU需要频繁访问某些数据时，Cache可以缓存这些数据，减少访问主存的次数，从而提升系统整体效率。虚拟存储器则是一种内存管理技术，通过将硬盘空间当作扩展的内存使用，使得程序可以运行在比实际物理内存更大的地址空间上。 存储器的基本概念包括存储器、主存和辅存、存储单元、存储体等。存储元是存储1位二进制信息的最小单位，而存储单元是存储元的集合，可以存储一个字或一个字节。存储体则是多个存储单元的集合，它们共同构成了存储器的容量。存储容量是衡量存储器大小的关键指标，由存储单元的数量和每个存储单元的位数决定。存取时间和存储周期则是衡量存储器速度的重要参数，读出时间和写入时间分别代表了读取和写入操作的完成时间。 存储器的带宽表示单位时间内存储器能处理的数据量，通常以字/秒、字节/秒或位/秒为单位。带宽越高，存储器的处理能力越强。了解这些基础知识对于理解和优化计算机系统的性能至关重要，特别是在设计和选择适合特定应用需求的存储解决方案时。"