计算机原理范例6篇

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计算机原理

计算机原理范文1

2、内存,你编写的程序、运行的游戏、打开的浏览器都要加载到内存中才能运行,程序读取的数据、计算的结果也都在内存中,内存的大小决定了你能加载的东西的多少。

3、主板,存放在内存中数据需要被CPU读取,CPU计算完成后,还要把数据写入到内存中,然而CPU不能直接插在内存上,这就需要主板出马了,主板上很多个插槽,CPU和内存都是插在主板上,主板的芯片组和总线解决了CPU和内存之间的通讯问题,芯片组控制数据传输的流转,决定数据从哪里流向哪里,总线是实际数据传输的告诉公里,总线速度决定了数据的传输速度。

4、输入/输出设备,其实有了以上三大件之后,计算机就可以跑起来了。我们日常使用的话还需要键盘、鼠标、显示器等输入/输出设备,而很多云服务器通过SSH远程登录就可以访问,就不需要配显示器、鼠标、键盘这些东西,节省成本且方便维护。

5、硬盘,有了硬盘数据才能长久的保存下来,大部分还会给自己的机器配上机箱和风扇,解决灰尘和散热问题,不过这些也不是必须的,用纸板和电风扇替代也一样可以用。

计算机原理范文2

关键词:计算机辅助药物设计;药物设计;原理;应用

进入21世纪,现代科学和计算机技术的运用,不断改进药物发现的技术和方法;化学信息学和生物信息学,信息处理和转换的根本变革,分子生物学、细胞生物学、免疫学、遗传学、生物化学、药物化学、结构化学、药理化学、药理学的发展和交叉渗透,特别是与计算机科学的融合,产生了把计算机的模拟技术应用于新药的研究和开发的新型方法-计算机辅助药物设计。

1 在基于结构药物设计中的作用和意义

基于结构药物设计(SBDD)的基本出发点是针对药物作用靶点和药物分子的结构、功能及与药物作用方式,来设计作用专一、活性强、不良反应少的新药。计算机辅助药物设计将SBDD的思路以计算机方法加以实现,为药物设计提供了理论思维形象化的表达及强有力的基本工具和手段。

随着生物大分子结构测定和计算机技术的进步,SBDD得以快速发展,并且趋于定向化和合理化,减少了寻找新药的盲目性和偶然性,提高了药物设计的成功率,节省了新药开发工作的人力、物力和财力。

2 计算机辅助药物设计原理

随着理论计算技术、X射线晶体学、核磁共振等结构生物学测定技术的逐渐成熟,已经可以获得研究对象的三维结构信息。药物、生物大分子以及药物-生物大分子复合物的三维结构能以实验方法测得,也能以理论计算方法得到,并可以通过计算机模拟。计算机辅助药物设计用分子模拟软件分析受体大分子结合部位的结构性质,如静电场、疏水场、氢键作用位点分布等信息。考查配体小分子的化学结构特征,寻找和设计合理的药物分子,识别得到分子形状和理化性质与受体作用位点相匹配的分子,设计和优化并测试这些分子的生物活性,从而确定具有生物活性的目标化合物。经过多次循环,最终发现新的先导物。

3 利用计算机辅助药物设计原理进行虚拟筛选

发现全新结构的先导化合物是药物发现的目标,药物筛选是现代药物开发流程中检验和获取具有特定生理活性化合物的一个步骤,是指通过规范化的实验手段从大量化合物或者新化合物中选择对某一特定作用靶点具有较高活性的化合物的过程。随着计算机模拟技术的成熟,便产生了通过计算机的模拟手段进行虚拟筛选(virtual screening,VS)技术。虚拟筛选是针对重要疾病特定靶标生物大分子的三维结构或定量构效关系(QSAR)模型,从现有小分子数据库中,搜寻与靶标生物大分子结合或符合QSAR模型的化合物,进行实验筛选研究。虚拟筛选是将药物筛选过程在计算机上模拟,从上百万个分子中,发现有潜在的化合物,对化合物可能的活性作出预测,进而对有可能成为药物的化合物进行有针对性的实体筛选。虚拟筛选的对象是化合物数据库,这个数据是虚拟化的,避免了传统实验筛选带来的财力、精力、时间上的消耗,大大降低实验筛选化合物数量,缩小了药物研发的周期和投入,减少了药物开发成本。同时,在筛选过程中考虑化合物分子的药动力学性质和毒性等,使筛选具有更高的内涵。虚拟筛选被应用于药物活性化合物的发现及并行算法,实现了虚拟筛选的高通量化,进而对比较有可能成为药物的化合物进行有针对性的实体筛选。虚拟筛选技术已经成为当今药物研发的重要手段。

4 分子模拟(molecular modeling)

利用计算机图形学进行分子模拟的技术称为计算机分子模拟,简称分子模拟。通过分子模拟,可以进行直观、可视化的药物设计;通过对分子形状和方位进行运动操作,可观察药物与靶点的相互作用,判断靶点分子可能的结合位点,还能对药物分子进行整修,提出改善药物的药效学和动力学性质的改良方案。

5 计算机辅助药物设计的意义

计算机辅助药物设计作为分析工具(“数据挖掘”)和新想法的来源(“理性”分子设计),为药物发现提供了重要的依据和支撑;这种设计方式完全是在计算机上通过软件进行模拟计算,成为药物发现的新途径;完全打破传统的药物发现和设计依赖于大量的实验筛选、并行的化学合成的方式;计算机辅助药物设计的引入对整个研发过程都有一定的“辅助”作用,甚至成为推动药物研发或者决定药物研发成败的关键因素和主要途径。

6 计算机辅助药物设计的思路

作为探索新药开发的高效研究方法和有效的技术手段,计算机辅助药物设计通过虚拟筛选与分子对接技术,揭示药物与机体靶标的作用机制,探索药物靶点的空间结构,最终目标是设计具有显著生物活性的药物分子。即所设计分子能选择性地与某一靶标结合,或者能同时对多个靶标进行预期的活性的调节作用。

7 计算机辅助药物设计研究的方向

围绕药物研究的两大对象“药物和受体”,自20世纪80年代起,“计算机辅助药物设计”相关领域得到迅速发展,各种算法软件日新月异。根据受体是否已知和活性数据是否定量,所有研究均可以归属于虚拟小分子生成、大分子结构预测、定量构效关系、药效团模型、分子对接、全新药物设计和动态模拟(分子动力学/随机动力学/蒙特卡洛)等七大研究方向。

在虚拟筛选时,需要产生大量的候选分子,这个需求导致产生了“虚拟小分子生成”研究领域;受实验测定的限制,大量的受体结构信息需要利用计算机模拟的方法得到,这就催生了“大分子结构预测”研究领域;早期受体结构信息缺乏,但是围绕着同一受体或者疾病已经获得多个小分子活性信息,根据该活性信息是否为定量信息,分别发展出“定量的构效关系”和半定量的“药效团模型”两个研究领域;随着近年来受体结构信息逐渐增多,诞生了“分子对接”技术;与此同时,随着片断组织学及前面几个“计算机辅助药物设计”技术的成熟发展及改进,催生了“全新药物设计”技术;动态模拟(分子动力学/随机动力学/蒙特卡洛)是非常特殊的技术,尽管该方法不能直接判断出某分子是否为药物候选分子,但是在前面六个技术中需要都会用到该方法,特别是在含有大分子结构时,它是对整个分子体系进行优化使其达到某个“合理结构”状态不或缺的方法。

计算机辅助药物设计以其特有的高效便捷等特点,为药物设计提供新的思路和创新途径;为药物靶点的发现提供技术保障;也为先导化合物的优化和生物学验证提供了理论指导。通过药物设计软件可以从理论深度解释实验结果、验证实验数据的可靠性、得到实验无法得到的微观数据,并根据研究结论做出最佳决策,使药物发现更经济有效;增强对科学研究的深度,从而提高科研和论述水平;通过模拟计算、指导实验,避免实验的盲目性,从而节省实验经费的投入,并缩短研究周期。

参考文献

[1]Gisbert Schneider.药物分子设计[M].华东理工大学出版社,2012.

[2]朱瑞新.计算机辅助药物设计[M].大连理工大学出版社,2011.

[3]仇缀百.药物设计学(2版)[M].高等教育出版社,2008.

[4]高祖新.医药数理统计方法(4版)[M].人民卫生出版社,2007.

[5]李晓玲.医学信息检索与利用(4版)[M].复旦大学出版社,2009.

计算机原理范文3

关键词:计算机组成原理;教学水平;教学方法;课程改革

作者简介:向征(1980-),男,广东广州人,广东药学院医药信息工程学院,讲师;余华芳(1975-),女,广东广州人,广东药学院医药信息工程学院,讲师。(广东 广州 510006)

基金项目:本文系广东药学院校级优质课程项目(52159505)的研究成果。

中图分类号:G642.0?????文献标识码:A?????文章编号:1007-0079(2012)32-0061-02

“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业本科教学中的一门重要技术基础课。在计算机科学与技术专业的教学计划中占有重要的地位和作用。学好该课程对于提高学生的理论认识水平和实践能力将起到极为重要的作用,因此该课程的教学目标是使学生掌握计算机硬件各子系统的组成原理及实现技术,建立计算机系统的整体概念,对培养学生设计开发计算机系统的能力有重要作用。该课程为今后学习计算机体系结构、计算机网络、计算机容错技术、计算机并行处理、计算机分布式处理技术等课程打好基础。

对于该类课程,各高等院校都从自身条件与角度给出了该类课程的教学改革或教学方法。清华大学提出了自己的建设目标和步骤,按照研究型大学的教学理念进一步向研究型教学模式转化,全面深入地开展教学改革,将本课程建设成教学特色突出、教学效果优良、在全国有较强辐射作用的精品课,进一步增强和完善研究型教学的成效,力争使学生可以掌握本课程的主要专业知识,具备设计简单可用的计算机系统的工作能力,培养良好的团队精神和高度责任心,成为具有开创意识和一定创新能力的高素质人才。[1]

广东药学院医药信息工程学院是个年轻的学院,在建院伊始,为计算机科学与技术专业的学生开设了计算机组成原理的课程,但上课效果一直不是很好。一方面是教师自身水平的问题,一方面是教学辅助材料的问题,当然还有其他问题。为了进一步改进教学质量,有效培育学生,有必要对该课程的教学进行探讨。

一、“计算机组成原理”的课程特点

“计算机组成原理”是计算机科学与技术专业的核心课程,其重要性已经得到广泛认识。但怎样才能取得良好的教学效果,这一问题是每一个任课教师不得不面对的问题。要想破解该问题,必须首先全面把握该课程的特点。[2]经过长时间的研究与教学实践,笔者认为,该课程主要包含以下特点:

1.抽象性

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包括了很多对程序员来说是透明的硬件细节。例如,指令系统体现了机器的属性,这是属于计算机结构的问题。但指令的实现,即如何取指令、分析指令、取操作数、如何运算、如何送结果等等,这些都属于计算机组成问题。因此,当两台机器指令系统相同时,只能认为它们具有相同的结构。由于课程涉及到很多计算机体系的技术理论,而这些理论单纯理解的话比较晦涩难懂,因此在设计具体实现这些属性的架构过程中会出现很多理解性的问题,这就是人们经常说的抽象。在实际的上课中,这基本上是最大的问题。

2.关联性

计算机组成原理并不是一门独立的课程,其实要彻底学好弄明白这门课,必须学习其他很多课程,如操作系统、编译原理、计算机体系结构、汇编语言和微机原理等。只有把这些课程都学过之后才能在脑中有很清晰的概念或者框架,才能知道其所以然,不然总会有模糊不清的地方。另外,由于该课程的核心部分是CPU的设计,因此还要对CPU的发展历史以及指令集的演化有深入的了解,不然也可能只能观其一点而不得全貌。这些也间接导致了这门课的难度。

3.层次性

苏轼在《题西林壁》中有诗云:横看成岭侧成峰,远近高低各不同。对计算机的视野也一样,不同的人看计算机的时候可能看到的东西是不一样的。一万个人读哈姆雷特有一万种看法。从普通用户来看计算机就是一台电脑,是辅助做事情的,看不出计算机背后的东西;而从程序员的角度看,他可以把计算机分层。分层结构如图1所示。其中虚拟机器M4是高级语言机器,负责把高级语言程序翻译成汇编语言程序;虚拟机器M3是汇编语言机器,负责把汇编语言程序翻译成机器语言程序;虚拟机器M2是操作系统机器,负责用机器语言解释操作系统;传统机器M1用微程序解释机器指令;微程序机器M0由硬件直接执行微指令。从下层向上层发展反映了计算机系统逐级生成的过程,而从下层往上层观察则有助于了解应用计算机求解问题的过程。因此,“计算机组成原理”的教学必须体现这种层次性。

二、计算机组成原理的教材体系及其问题

目前最常见的计算机组成原理教材主要有唐朔飞和白中英版,两者各有特点。其中唐朔飞版采用从整体框架入手,自顶向下、由表及里、层层细化的叙述方法,通过对计算机系统概述、总线系统、存储系统、输入输出系统、中央处理器、控制单元的深入剖析和详细讲解,条理清晰,脉络鲜明,使读者能形象地理解计算机的基本组成和工作原理。[3]但经过学习之后感觉作为考试的复习书尚可,想要深入学习的人会发现教材中后面几章有关模型机的设计部分讲得太少,这不利于建立整机观念。如果只是把计算机的各个部分当成分立的器件来看待,那也就失去了学习组成原理的意义。

计算机原理范文4

【关键词】计算机 C语言 应用

在计算机信息化的21世纪,要掌握现代科学技术,培养新时代复合型人才,计算机是必要的工具,已经大众化的趋势在全球范围内推广使用。语言是计算机的核心,是计算机更新换代的重要载体。C语言是一种重要的计算机程序设计语言,其由贝尔实验室20世纪70年代研发而来,以其丰富的语言功能、强大的表达能力、广阔的应用领域和快速的目标程序效率等优点,伴随UNIX操作系统广泛使用并迅速推广至大、中、小计算机上。

1 C语言的特点

C语言除了作为工作系统设计语言外,还可应用于编写不依赖于计算机硬件的应用程序,兼具汇编语言和高级语言的特点,逐渐成为当今高级程序设计中较为流行的设计语言之一,其主要特点包括:

1.1 具有模块化思想

C语言基于模块化思想,在进行程序设计时,按功能原则分割较大程序为小的功能单一、便于理解、结构清晰的子模块,即小程序。

1.2 结构紧凑、语言简洁、使用方便

C语言在结构上紧凑匹配,语言上简洁明了,使用上便捷方便,其主要由34个运算符、32个关键字、9条控制语句组成,在计算机运算符号过程以其全面、方便、快捷、灵活的特点超越了其他各种语言程序,实现其他各种语言程序无法实现的运算操作功能。

1.3 十分丰富的数据结构

C语言数据结构包罗万象,十分丰富。兼具实型、整型、指针类型、字符型、结构体类型、数据类型、共同体类型等各种现代化语言的数据类型。

1.4 强大的可移植性

C语言具有很好的兼容性和强大的可移植性,可以不做任何修改广泛适用于各种型号不通的计算机和各种操作系统环境下。

1.5 灵活的可调试性

C语言较之其他高级语言,具有良好的可调试性,其可以直接调试系统功能,实现操作硬件的目的。

2 计算机原理中C语言的应用

在计算机普及的今天,C语言可以应用于编写计算机系统软件和二维、三维和动画的设计中。要实现C语言的应用,就要搞懂C语言在计算机原理中的应用,要全面了解C语言在计算机原理中的运用,就首先要认识C语言如下的基本知识:

2.1 C语言的指针

C语言中的指针将其与同时代高级语言区别开来。将“*”号放在一个相应变量声明前,说明其为一个指针型变量,表示这个变量有固定的存储地址,这个内存地址内存储着这个变量的内容。通常情况下,一个指针对应一个地址,一个变量。但也有特殊情况,一个指针变量对应不同代表变量的指针值。实质上,C语言中的指针一方面可以代表相应变量、数组、数组元素以及相应函数的地址,另一方面还代表与这些地址相对应的储存内容。另外,作为参数的指针,可以通过再次调用函数的过程获得一个以上不同于return(z)的返回值。

2.2 字符串

字符串实质上是一种以ASCII的UNL作为数组推出的chair型字符数组,表示的是text文本的字符系列。在计算机原理中,这些字符串的使用并不需要引用库,C标准库中包括一些函数,其可以对相应的字符串在一定程度上实施操作,最后使得这些函数更像是字符串而不是数组。但是值得注意的是,在使用这些函数时,一定记得在相应头文件下进行引用。

2.3 C语言结构的应用

C语言主要包括以下三种结构模式:顺序结构、选择结构、循环结构,以下分别逐一介绍各种结构:

2.3.1 顺序结构

是指按先后顺序依次进行操作,其可构建成一个机构相对简单,程序较为完整,运用相对独立的体系。顺序结构广泛应用于常见的输入、计算、输出程序等计算机运用原理中。例如,X=2,Y=4,若要交换X和Y的值,实际上就相当于两个杯子进行交换,假定第三个杯子是Z。可利用C语言编程为:Z=X;X=Y;Y=Z,执行的相应结果应该是:X=2,Y=Z=4。若打乱该顺序为:X=Y;Z=X;Y=Z,执行结果会变为:X=Y=Z=4。这与我们想要的结果大径相庭。

2.3.2 循环结构

主要应用于运算和处理过程中出现的许多具有规律性的重复,依靠程序中重复执行某些语句。其中,这些被重复执行的语句称为循环体。循环结构在语言中具有重要意义,一方面减少了反复书写相关源程序的工作量,便于记录重复执行某段算法出现的问题和具有规律性的重复运算,另一方面还可以简化程序,缩短程序长度。当前,C语言常用的循环语句包括“for”“while”“do-while”“goto”等,用来实现计算机原理中的循环结构。以上四种循环结构在一定程度上可以实施一定的替换,均可以对相同问题进行相关的处理。循环结构中以表达式判定循环。非0和0分别表示判定结果的真或假。

2.3.3 选择结构

是基于相关条件对应的执行路径进行选择,是对相关选择结构的执行。应用性较强的分支条件和与之相关的分析程序的相应流程是选择结构设计方法中的关键点。选择结构的语句主要由“if”和“if-else”来实现,另外,“switch case”语句是应用于多分支选择结构,这是因为选择结构中会有另外的选择结果的派生,出现多分支选择结构。

3 总结

C语言以其模块化思想、结构紧凑、语言简洁、使用方便、丰富的数据结构、强大的可移植性和灵活的可调试性成为广泛应用于计算机高级语言设计中。C语言的指针、字符串、C语言顺序结构、循环结构和选择结构是计算机原理中C语言的应用的重要元素,是其从众多高级语言中脱颖而出的主要原因,成为当今高级程序设计中较为流行的设计语言之一。

参考文献

计算机原理范文5

【关键词】实验教学;创新性;教学改革;FPGA

一、前言

计算机原理属于高等学校计算机学科的一门主干核心课程,是电子信息、信息管理等学科开设的重要计算机课程,也是学生最难学习和理解的重要课程。教学的目的在使学生掌握好计算机硬件核心部件组成知识与原理的理解,提高学生对计算机硬件应用、硬软件开发的能力和创新能力。本文基于FPGA技术对教学内容、实验教学方法等方面进行改革研究和实施,为创建具有课程多元化、多层次的综合设计创新型内容教学体系,提高学生学习的积极性和主动性,培养综合能力做出了很多的改革,进而提高了教学的质量。

二、目前教学存在的问题

实验课程是建立在理论教学的基础之上,是对理论知识巩固和延伸的教学环节,它对理论课有画龙点睛的作用。传统的计算机组成实验教学中的不足主要表现在内容陈旧,教学方法单一,教学仪器设备老化。随着近几年学校对动手能力的重视,实验室建设投入加大,问题有了一些好转,但还是有一些问题存在。(一)以验证理论的实验为主,忽视能力培养;实验教学仅作为验证巩固理论教学的附属,使实验教学缺乏设计性,综合性,学生依葫芦画瓢,忽略了学生能力的培养。(二)实验方法单一,缺乏思考和创新。传统的实验教学模式基本为“注入式”,学生对教师的依赖性很大,只注重实验的结果,不注重知识体系的理解,对各类实验缺乏兴趣,抄袭实验报告及实验结果现象时有发生。(三)轻视实验教学,难以培养能力。多数实验为“验证实验”,“示范教学”,“直观教学”模式,这种实验教学方式在一定程度上限制了学生主动性和积极性,不利于对学生创新能力的培养。(四)实验设备老化,对创新性,设计性实验支持不足,难以实现实验的多元化,多层次的综合设计实验。

三、基于FPGA技术,构建课程内容的新体系

在充分结合计算机原理课程的基础上,引入FPGA技术,对实验内容进行了调整。总体上将计算机组成实验内容分成四个层次:(一)验证性实验,它主要是以计算机中各部分功能模块的性能验证为主,根据实验目的,实验电路,功能的实现来验证计算机模块的功能的有关原理,从而进一步巩固所学的基础知识和基本理论,了解各部件的功能和使用;(二)提高性实验,它主要是根据基本的实验内容和基本元件,老师针对某一应用,讲解逻辑电路,讲解用VHDL编写的程序,带领学生在运用Quartus II软件调试,仿真程序,最后汇编成机器码下载到实验仪器上,在实验仪器上检验实验的正确性。(三)综合性实验和设计性实验,教师给出设计的目的,内容和目标,让学生设计相应的电路,用VHDL硬件描述语言编写程序,运行Quartus II 软件对程序进行调试;锁定FPGA芯片引脚,仿真;下载到存储芯片中,并通过运行结果分析,及时修改程序和电路,达到时间,空间上更满意的效果。培养独立思考和创新性思维能力。(四)研究性实验,结合现有的实验条件和仪器设备,开发和设计一些研究型实验课题,培养学生的综合能力和创新思维能力。通过对实验内容进行更新和改进,不断较少原理验证性实验的比重,增加学生自主设计实验的比重,将组成原理实验知识,实验技能,系统设计和FPGA技术有机地结合,真正形成“实验系列化,功能化”的特点。

四、改革教学方法,确保创新教育实施

以创新教育为价值目标的教学方法改革,必须结合相应的教学内容,树立“教师为主导,学生为主体,实验为主线,能力为目的”的教学模式,突出创新能力的培养。吸取现代科学方法论方面的优秀成果,突出创新素质的培养。

(一)学生为主体。学生课前自学实验理论,仪器操作方法及实验内容,独立完成实验,培养学生独立获取知识和应用已有知识进行开拓,发展,创造新知识的能力。

(二)教师为主导。课堂上教师辅导学生做实验,面对面,一对一。组成实验是在对各种硬件有了一定的基础上,指导老师要拓展学生的好奇心,开发学生的求知欲,开发学生的潜能,使学生探索能力增强,老师要善于激发学生标新立异的思维,及时抓住学生创造思维的火花给予鼓励,让学生充分展示自己的个性天赋。现在,重视学生个性发展和创新能力培养的思维已成广大实验指导教师的共识。

(三)实验为主线。实验过程两人一组,有助于学生的相互交流,培养学生团结合作,勤于思考的能力。并使得学生相互监督,相互探讨,提高教学的有效性。

(四)能力为目的。采取每次课程都考评的方法。全程考评,制定实验课程就的考评方法,严格考核制度,对实验不及格的学生进行重修,直至达到实验要求。全程考评有3个环节:预习抽查,现场操作,问题解答。

(五)采用启发式教学法。启发式教学法就是教师启发学生积极思维,使他们主动地掌握知识。为了达到完美的效果,我们在课前做了充分备课,一方面吃透计算机原理的基本理论,另一方面了解其最新发展和应用情况。在讲课过程中,我们注重把所讲知识用相应的思维方法连串起来、熟练地表达出来,使学生感到这些知识是从教师大脑思维中自然流出的.从而集中注意力,跟随教师的思维一起思考,掌握所学知识和相应的思维方法。

五、结束

教学改革是一个不断深化,完善的过程,计算机原理教学改革应该沿着教学内容,教学理念,教学手段等方面继续深入下去;结合最新技术,将计算机知识和最新技术结合起来,使得计算机教学质量提高到一个新水平,努力培养出社会需要的,具有创新能力的人才。

参考文献:

[1]黄白.运用启发式教学新探[J].当代教育科学, 200(9): 24-26.

[2]束长宝,李新兵,王永华,等.“电气控制与可编程控制器”教学改革初探[J].电气电子教学学报,2005,27(6)25-27.

计算机原理范文6

关键词:计算机存储器 原理

一、存储器按其所处的位置可以分为内存和外存

1.内存是在主机板上用来存放当前运行所需要的程序和数据,以便向中央处理机高速提供信息。其特点是容量小、速度较快,也叫做主存。内存为随机存储器,主要由五部分组成,地址寄存器用来存放由地址总线提供的将要访问的存储单元的地址码;存储体是内存放数据的场所;译码驱动器根据存放在地址寄存器中的地址码,在存储体中找到相应的存储单元;数据寄存器是用来存放要写入存储体的数据,或是从存储体中取出数据;时序控制线路根据该写命令,从时间上协调随机存储器的各部分,控制各部分完成相应的操作。

2.外存 计算机的外存储器一般有:软盘、硬盘、CD-ROM、可擦写光驱即CD-RW光驱还有USB接口的移动硬盘、光驱、或可擦写电子硬盘(优盘)等,这些存储器的存储原理将在后面的文章里有详细的介绍。

二、存储器根据工作方式可分为

1、读写存储器(read/write storage,RWS)这是一种既能存入数据,又能从中取出数据的存储器,半导体就可以制成这种存储器。

2、只读存储器,根据数据的写入方式,又可细分为如下5种:

(1)固定只读存储器(read only memory,ROM)这种存储器是在厂家出厂时就写好数据的,其内容只能读出,不能改变,不能再写。如果其存储内容在制造时是用掩模版写下来的,就叫掩模编程只读存储器(masked ROM,MROM)。

(2)可编程的只读存储器(programmable ROM,PROM)这是允许用户写入数据的存储器,但只能是一次性地写入,一旦写入便成为只读存储器。

(3)可擦洗的可编程的只读存储器(erasable programmable ROM,EPROM)这是允许用户写入数据还允许用户擦去已写入的数据,继而进行重写的只读存储器。可擦除只读存储器的优点是其内容可以擦除后重新写入数据,即使写错了也无所谓,但其缺点是其重新改写时须将存储器拆下来在专门的编程器来进行改写。

(4)电擦洗的可编程的只读存储器(electrically erasableprogrammableROM,EEPROM)EPROM是用紫外线照射其芯片窗口擦除掉数据,而EEPROM是用电擦除掉数据。电可擦除只读存储器是在EPROM的基础上开发出现的,其可以在加电的情况下擦除存储器的全部或某一部分内容,然后在电路上直接改写其擦除过的单元内容。

3、闪速存储器(flash memory)是在EPROM和EEPROM制造技术基础上发展起来的一种新型的电可擦除的存储器。它的特点是擦洗、重写的速度快。1兆位的芯片不到5秒钟就能擦洗和重写一遍;可擦洗和重写的次数多,目前的产品有的可以擦写一万次以上,存取时间小于90ns;与EEPROM的区别是只能整个芯片擦洗,不能逐个字节擦写。

4、MSM(磁表面存储)是用非磁性金属或塑料作基体,在其表面涂敷、电镀、沉积或溅射一层很薄的高导磁率、硬矩磁材料的磁面,用磁层的两种剩磁状态记录信息"0"和"1"。基体和磁层合称为磁记录介质。依记录介质的形状可分别称为磁卡存储器、磁带存储器、磁鼓存储器和磁盘存储器。硬盘属于MSM设备,硬盘存储器一般由多个盘片组成,每个盘面中相同磁道号的各个磁道构成一个柱面。

ODM(光盘存储)和MSM类似,也是将用于记录的薄层涂敷在基体上构成记录介质。不同的是基体的圆形薄片由热传导率很小,耐热性很强的有机玻璃制成。在记录薄层的表面再涂敷或沉积保护薄层,以保护记录面。记录薄层有非磁性材料和磁性材料两种,前者构成光盘介质,后者构成磁光盘介质。光盘设备是利用激光照射圆形盘体完成信息读写的设备。它的特点是存储密度高,容量大,非接触性读写,工作可靠性好,价格便宜,因此在当前的计算机系统中得到广泛的应用。目前被广泛应用的主要有3种类型的光盘。第一种是只读光盘,它上面的信息是由计算机厂家提供的,只供用执行读操作,称为CD-ROM(compact disk-ROM);第二种是写一次型光盘WROM(write once ,read many),它上面的信息可以由用户用写光盘机写入,写入后不能再修改,是备份数据的有效手段;第三种是可擦写型光盘,多是用激光照射特定的磁性材料介质实现的,它上面的信息可以被多次地写读。

三、存储器根据寻址方式可分为

1、随机存储器(random access memory , RAM)这种存储器可对任何存储单元存入或取出数据,故也叫读写存储器。用静态存储芯片组成的RAM,叫静态RAM,即:SRAM,用动态存储芯片组成的RAM,叫动态RAM,即:DRAM。RAM可以用来做计算机的主存,也就是说SRAM和DRAM都可以用来组成计算机的主存。

2、顺序存储器(sequentially addressed memory ,SAM)磁带是典型的顺序存储器,其上的信息是沿着磁带顺序存放,当要读取某部分信息块时,只能沿磁带顺序逐块查找,所以称顺序寻址存储器(或顺序存取存储器),简称顺序存储器。

3、直接存储器(direct addressed memory, DAM)磁盘属于直接存储器,它对磁道的寻址是随机的,而在一个磁道内,则是顺序寻址。不过通过盘面的旋转可以找到一个相当小的存储区域,即一个扇区,故称之为直接存取存储器,简称直接存储器。硬盘中由一组金属材料为基层的盘片组成,盘片上附着磁性涂层,靠硬盘本身转动和磁头的移动来读写数据的。

以上介绍了现今条件下的计算机内部存储器的种类,但是随着科技的进步存储器的种类以及分类的方法不断改进和更新,我们期待有体积更小、容量更大的存储器出现为我们是常使用带来更多的方便。

参考文献

[1] 王诚 《计算机组成原理》 清华大学出版社

[2] 白中英 《计算机组成原理》 科学出版社

[3]张基温 《计算机组成原理教程》 清华大学出版社