存储器的概念和意义

存储器对计算机的意义是什么？

现代的计算机不仅能做运算，更能够自动执行某些既定的程序来实现一些控制或操作。计算机要能自动执行程序，所以程序——也就是既定的指令和数据，就必须有存储器来记忆，并且能够被译码器自动读取到。计算机要能自动的长时间的执行大量不同指令，就必须要有较大存储容量能记忆大量指令的存储器。译码器从存储器中自动的取到指令，术语叫寻址。寻址是计算机基础的一个要点，有些细节讲究在里面，后面再细讲。计算机要能自动取到数据源，并且自动保存计算结果，也就必须要有能存储大量数据的存储器。
如果想上电就能自动执行程序（计算机的程序包括指令和数据），就必须有掉电不丢失数据的存储器（术语叫非易失性存储器）来存储程序，并且能有一套机制在上电后把该存储器里的程序自动读出来最终给到译码器和运算器。
当存储器相对较小的时候，当然用起来就相对简单。当存储器相对较大的时候，当然用起来就相对复杂，多了很多需要考虑的问题。比如存储器的使用效率，得灵活使用不能有很多空间浪费；还有存储器的读写性能，如何优化；还有存储器是计算机读写指令的，是计算机系统中仅次于微处理器的第二核心部件，基本上也是系统离不开的，功耗也需要考虑。以上的这三点是现代先进存储器的提升重点，为此计算机系统设计了更多的软硬件来管理存储器。比如具备使用大容量RAM的微处理器都会多设计一套MMU（Memory
Manager Unit，内存管理单元），相应的软件也会开发一套MMU的驱动，以及基于MMU的内存管理功能。在软件范围内还会开发很多内存分配与回收整理的管理算法。对存储器的理解和管理是件费功夫且要求功夫深的事情，如果做的不好会有许多难缠的问题。

存储器是如何实现的？

存储器的简单定义是可稳定的保持某些状态的器件，而这些状态一定有快捷低成本的条件来转换为电压值，最终转换为数字电路意义上的0或1，常常也可以用电压来控制状态的改变。存储器种类很多，特性有多种差异，有能只能读，不能写；有的能写，但不能掉电保持；有的能掉电保持，但读写控制等有讲究。不同种类的存储器，实现方法各不相同，读写控制也各不相同。最早的存储器是利用磁原理做的磁带磁盘等，发展到后面有基于电原理的，最简单的存储器可以是电容，再有用MOS管搭的静态内存SRAM，再复杂点的就是利用浮栅封存电子来达到掉电保持数据的Flash（中文叫闪存）。各种新型的存储器仍然不断的在被研制出来，各种类型的存储器的基本原理也各有不同，即便原理类似，具体实现也有很多种，细节也各有繁简，单就某一小类存储器的细节都可以写成一本厚厚的书了。在存储器领域，专业设计或制造的公司都很多，有些小公司专攻某一小类存储器设计而做的风生水起的，也有某些大公司能制造各种存储器但常年亏本的。对一类如此博大精深的器件，显然在此只能简而言之，抛出概念以供读者了解。后续可能会考虑做大篇幅的存储器硬件入门简介，以及某一小类的重点细节介绍。
如果有兴趣看这方面的专业书籍，推荐《VLSI-Designof Non-Volatile Memories》。

程序员需要对存储器有怎样的理解？什么是最小寻址单位？

存储器是被动器件，只能由微处理器这种主动器件来控制。现代的微处理器（泛指拥有8位、16位、32位、64位能力运算器的微处理器）最小可寻址单位是字节，换句话说就是一个地址存储的数据就是一个字节（1Byte即8bit），读写某个地址必须以字节为最小存储单位。存储器作为被动器件，最小寻址单位只能大于或等于一个字节。若有的存储器最小寻址单位小于一个字节，则浪费了微处理器的读写效率。
存储器有两类常见概念：RAM（Random Access Memory）和 ROM（Read Only Memory），最早的两类存储器确实名如其实，但现在很多种的存储器早已模糊了或者说是扩展这两类概念。RAM引申为内存，可由微处理器自由读写，掉电即丢失数据。ROM引申为掉电保持数据存储器，不可由微处理器自由读或写。
严格来说，RAM是可以对每个存储单元随意读读写0或读写1的存储器，除此之外，任何不能对每个存储单元随意读写0或读写1的存储器都要归类到ROM。比如NORFlash虽然可以随意读到某个存储单元，但只能对某个存储单元写0，而从0写成1在NORFlash来看叫擦（erase），擦的最小单位是块，块大小要远远大于最小可读的存储单位，并且掉电能保持数据，所以NORFlash要归类到ROM，关于NORFlash请另外参见闪存的介绍。
一般而言，RAM是掉电丢失数据，ROM是掉电不丢失数据，但以此为概念又失之严谨。目前已经有种新型的存储器叫相变存储器，既能随意按最小寻址单位读写，也能掉电保持数据，这种存储器更应该归类到RAM，但掉电保持的特性又与传统的RAM不同，在RAM或ROM的归类上使人困惑。相变存储器利用硫化物在通电后的结晶态与非晶态的原理来实现，请另参见相变存储器的介绍。