記憶體的分類
ROM是「Read Only Memory」的簡稱,即使沒有供應記憶體電源,也能繼續保存資料,但只能讀取該筆資料。
另一方面,RAM是「Read Access Memory」的簡稱,不受限於位址的順序,能夠隨機指定位址,以讀取、寫入資料。有些人會以為「ROM和RAM」是相對的,但事實並非如此。
如上圖所示,與RAM相對的是SAM(Sequential AccessMemory),這是過去用於磁帶、磁鼓(magnetic drum),按照記憶體位址順序來讀寫的記憶體。與ROM相對的則是RWM(Read Write Memory)。
即使沒有供應電源,也能繼續保存寫入的資料,等到再次供應電源時,即可讀寫原資料的記憶體,稱為「非揮發性記憶體(Nonvolatile Memory)」。與此相對,停止供應電源(切斷電源),記憶資料便會消失的記憶體,稱為「揮發性記憶體(Volatile Memory)」。
最近,我們則稱揮發性記憶體為「RAM」;非揮發性記憶體為「ROM」。
◆ I/O埠與
若I/O(輸入、輸出)裝置沒有和CPU的暫存器、ALU連接,外部的輸入即無法傳遞到CPU。
外部的輸入不單指以鍵盤輸入的文字,還包括電力訊號。此外,若不將運算結果的電力訊號,以「閃爍LED」等方式輸出,電腦就無法和人類互動。
因此,與連接外部記憶體的原理相同,內部匯流排會藉由I/O埠(輸入、輸出埠),連接外部裝置。
我們平常使用的電腦輸出單元——電腦螢幕,其實大多沒有和運算中的CPU直接相連。
螢幕畫面是利用GPU(Graphics Processing Unit,圖形處理專用的運算IC),做出圖像並顯示出來。而內含GPU的大型系統專用CPU,即設有GPU專用的I/O埠。
除了電腦的大型系統,配備彩色LCD(液晶螢幕)顯示器的機器,CPU仍會經由I/O埠,將資料傳給LCD控制器,接著,LCD控制器與驅動器再輸出畫面。
◆ 時脈頻率與準確度
操作CPU當然需要電源。此外,「時脈(時脈頻率;Clock Frequency)」這種在一定週期內,重複H位準和L位準的訊號也是必要的。
順帶一提,「頻率」是指波(訊號)每秒重複的次數。
時脈訊號扮演著「CPU心臟脈搏」的角色,如要驅動CPU內部的電路(例如,將資料鎖存到ALU、推進程式計數器的區塊※),時脈訊號是不可或缺的。
※區塊是指為了實現某功能所集結的資料塊。
時脈的單位是Hz(赫茲),表示「每秒能夠重複幾次時脈動作」,例如,40MHz表示每秒重複四千萬次時脈動作。Hz值(時脈速度)與CPU的性能有很大的關係。CPU的每個時脈都能執行若干動作,所以Hz值越高,時脈速度越快,CPU的處理能力越優異。
另外,時脈動作的實際波數(訊號數)有多符合設定好的頻率,此正確性的程度,稱為「準確度」。
若你將電腦作為通訊裝置運用,而兩個通訊機器之間所連接的訊號線,用來當作基準的時脈不同時,即會發生時序(Timing)不合的情形。
◆ 時脈產生器
產生時脈的電路(振盪器),稱為「時脈產生器(Clock Generator)」。
一般來說,CPU的內部會有時脈產生器區塊,但也可以「由外部振動的時脈訊號」來輸入。
CPU內建的「電子振盪器(時脈產生器的放大器+石英振盪晶體+電容與電阻)」由多個零件組成,而不只是一個單獨的裝置,所以時脈準確度低。無法提升CPU臨界速度也沒關係的情況,或是不注重與其他裝置交換資料的裝置,才會使用時脈準確度底的電子振盪器。
而外部的振盪器因為不是由多個零件組成,而是一個完整的裝置,所以能夠產生高準確度的時脈訊號。因此,通訊機器等較要求通信訊號頻率準確度的情形,使用外部振盪器較合適。
〈石英振盪晶體是什麼?〉
時脈產生器是可將訊號放大的電路(放大器,Amplifier)。
它藉由連接石英振盪晶體、電容(儲存、放出電力的電子零件)等零件,產生一定週期的訊號。
石英振盪晶體內部裝有石英片(切自人工石英,薄而小的石英碎片)。
將石英片連接兩個電極,施加電壓,石英便會變形。石英在兩電極之間轉換電壓的方向,便能產生規律的振動,時間間隔準確。
石英振動晶體用於電腦、手機與時鐘等,需要準確時間間隔的裝置。
ROM是「Read Only Memory」的簡稱,即使沒有供應記憶體電源,也能繼續保存資料,但只能讀取該筆資料。
另一方面,RAM是「Read Access Memory」的簡稱,不受限於位址的順序,能夠隨機指定位址,以讀取、寫入資料。有些人會以為「ROM和RAM」是相對的,但事實並非如此。
如上圖所示,與RAM相對的是SAM(Sequential AccessMemory),這是過去用於磁帶、磁鼓(magnetic drum),按照記憶體位址順序來讀寫的記憶體。與ROM相對的則是RWM(Read Write Memory)。
即使沒有供應電源,也能繼續保存寫入的資料,等到再次供應電源時,即可讀寫原資料的記憶體,稱為「非揮發性記憶體(Nonvolatile Memory)」。與此相對,停止供應電源(切斷電源),記憶資料便會消失的記憶體,稱為「揮發性記憶體(Volatile Memory)」。
最近,我們則稱揮發性記憶體為「RAM」;非揮發性記憶體為「ROM」。
◆ I/O埠與
若I/O(輸入、輸出)裝置沒有和CPU的暫存器、ALU連接,外部的輸入即無法傳遞到CPU。
外部的輸入不單指以鍵盤輸入的文字,還包括電力訊號。此外,若不將運算結果的電力訊號,以「閃爍LED」等方式輸出,電腦就無法和人類互動。
因此,與連接外部記憶體的原理相同,內部匯流排會藉由I/O埠(輸入、輸出埠),連接外部裝置。
我們平常使用的電腦輸出單元——電腦螢幕,其實大多沒有和運算中的CPU直接相連。
螢幕畫面是利用GPU(Graphics Processing Unit,圖形處理專用的運算IC),做出圖像並顯示出來。而內含GPU的大型系統專用CPU,即設有GPU專用的I/O埠。
除了電腦的大型系統,配備彩色LCD(液晶螢幕)顯示器的機器,CPU仍會經由I/O埠,將資料傳給LCD控制器,接著,LCD控制器與驅動器再輸出畫面。
◆ 時脈頻率與準確度
操作CPU當然需要電源。此外,「時脈(時脈頻率;Clock Frequency)」這種在一定週期內,重複H位準和L位準的訊號也是必要的。
順帶一提,「頻率」是指波(訊號)每秒重複的次數。
時脈訊號扮演著「CPU心臟脈搏」的角色,如要驅動CPU內部的電路(例如,將資料鎖存到ALU、推進程式計數器的區塊※),時脈訊號是不可或缺的。
※區塊是指為了實現某功能所集結的資料塊。
時脈的單位是Hz(赫茲),表示「每秒能夠重複幾次時脈動作」,例如,40MHz表示每秒重複四千萬次時脈動作。Hz值(時脈速度)與CPU的性能有很大的關係。CPU的每個時脈都能執行若干動作,所以Hz值越高,時脈速度越快,CPU的處理能力越優異。
另外,時脈動作的實際波數(訊號數)有多符合設定好的頻率,此正確性的程度,稱為「準確度」。
若你將電腦作為通訊裝置運用,而兩個通訊機器之間所連接的訊號線,用來當作基準的時脈不同時,即會發生時序(Timing)不合的情形。
◆ 時脈產生器
產生時脈的電路(振盪器),稱為「時脈產生器(Clock Generator)」。
一般來說,CPU的內部會有時脈產生器區塊,但也可以「由外部振動的時脈訊號」來輸入。
CPU內建的「電子振盪器(時脈產生器的放大器+石英振盪晶體+電容與電阻)」由多個零件組成,而不只是一個單獨的裝置,所以時脈準確度低。無法提升CPU臨界速度也沒關係的情況,或是不注重與其他裝置交換資料的裝置,才會使用時脈準確度底的電子振盪器。
而外部的振盪器因為不是由多個零件組成,而是一個完整的裝置,所以能夠產生高準確度的時脈訊號。因此,通訊機器等較要求通信訊號頻率準確度的情形,使用外部振盪器較合適。
〈石英振盪晶體是什麼?〉
時脈產生器是可將訊號放大的電路(放大器,Amplifier)。
它藉由連接石英振盪晶體、電容(儲存、放出電力的電子零件)等零件,產生一定週期的訊號。
石英振盪晶體內部裝有石英片(切自人工石英,薄而小的石英碎片)。
將石英片連接兩個電極,施加電壓,石英便會變形。石英在兩電極之間轉換電壓的方向,便能產生規律的振動,時間間隔準確。
石英振動晶體用於電腦、手機與時鐘等,需要準確時間間隔的裝置。