第2章2.3 存储器.ppt

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1、2.3 PC机的主机2.3.1 存储器概述 2.3.2 内存储器2.3.3 外存储器同方2010专转本1 音箱音箱 5 CPU 2 调制解调器调制解调器 6 键盘键盘3 麦克风麦克风 7 鼠标器鼠标器 4 内存条内存条 8 CD驱动器驱动器9 软驱软驱10 硬盘驱动器硬盘驱动器11 打印机打印机12 I/O接口接口13 CRT显示器显示器14 扩展卡扩展卡同方2010专转本2.3.1 存储器概述同方2010专转本内存与外存的关系及比较n内存储器(简称内存或主存)q存取速度快q成本高、容量相对较小q直接与CPU连接，CPU(指令)可以对内存中的指令及数据进行读、写操作q属于挥发性存储器(vola

2、tile)，用于临时存放正在运行的程序和数据内内存存储储器器外存储器外存储器CPU指令指令1指令指令2指令指令k指令指令n程程序序数据数据1数据数据2数据数据m数数据据任任务务启启动动时时，执执行行该该任任务务的的程程序序和和数数据据将将从从外外存存成成批批传传送送到到内存内存CPU从从内内存存中中逐逐条条读读取取该该程程序序的的指指令令及及相关的数据相关的数据将将指指令令的的运运算算处处理理结果送回内存保存结果送回内存保存任任务务完完成成后后，将将处处理理得得到到的的全全部部结结果果成成批批传传送送到到外外存存以以长长久久保存保存逐逐 条条 执执 行行指指令令，按按指指令令要要求求完完成成对

3、对数数据据的的运运算和处理算和处理n外存储器(简称外存或辅存)q存取速度慢q成本低、容量很大q不与CPU直接连接，计算机运行程序时，外存中的程序及相关数据必须先传送到内存，然后才能被CPU使用。q属于不挥发性存储器(Nonvolatile)，用于长久存放系统中几乎所有的信息同方2010专转本 工作过程：工作过程：1）CPU运行时，需要的操作数大部分来自寄存器运行时，需要的操作数大部分来自寄存器2）如需要从）如需要从(向向)存储器中取存储器中取(存存)数据时，先访问数据时，先访问cache，如在，取自如在，取自cache3）如操作数不在）如操作数不在cache，则访问，则访问RAM，如在，如在R

4、AM中，则取中，则取自自RAM4）如操作数不在）如操作数不在RAM，则访问硬盘，操作数从硬盘中读出，则访问硬盘，操作数从硬盘中读出RAM cache同方2010专转本2.3.2 内存储器同方2010专转本内存储器的分类及应用n内存由半导体存储器芯片组成，芯片有多种类型：半导体半导体存储器存储器只只 读读存储器存储器(ROM)随机存取随机存取存储器存储器(RAM)静态随机存取存储器静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器动态随机存取存储器DRAM 不可在线改写内容的不可在线改写内容的ROM快擦除存储器（快擦除存储器（Flash ROM）（用作（用作Cache存储器存储器）（用作（用作主存储器

5、）主存储器）比比DRAM更快，也更贵更快，也更贵 每每10-100 ms必须刷新一次必须刷新一次 比比SRAM慢，但便宜慢，但便宜（用作（用作BIOS存储器）存储器）(图形卡、硬盘控制器图形卡、硬盘控制器)同方2010专转本PC机主存储器的物理结构n主存储器由若干内存条组成n内存条的组成：把若干片DRAM芯片焊装在一小条印制电路板上制成n内存条必须插在主板上的内存条插槽中才能使用n目前流行的是DDR和DDR2内存条：q均采用双列直插式，其触点分布在内存条的两面qDDR条有184个引脚，DDR2有240个引脚qPC机主板中一般都配备有2个或4个DIMM插槽 同方2010专转本2.3.3 外存储器

6、同方2010专转本1、软盘存储器=软驱+软盘片信息的存储介质信息的存储介质3.5英寸软盘片英寸软盘片信息的读写装置信息的读写装置软盘驱动器软盘驱动器(软驱软驱)优点：存储介质（软盘片）可更换、携带方便、价格便宜优点：存储介质（软盘片）可更换、携带方便、价格便宜缺点：容量太小缺点：容量太小(安装在台式安装在台式PC的机架上的机架上)同方2010专转本软盘片的结构n目前主要使用3.5英寸软盘写保护孔写保护孔轴盘连轴盘连接孔接孔软盘片软盘片是两面是两面涂涂满了满了磁性材磁性材料一张料一张圆形软圆形软塑料片塑料片盘片被盘片被封封装在一个装在一个硬塑料保护壳中硬塑料保护壳中读写窗读写窗(快门快门)是可移

7、动的金是可移动的金属套，软盘工属套，软盘工作时才打开作时才打开移动翼片，露出写保护口，信移动翼片，露出写保护口，信息就无法记录到盘片，从而实息就无法记录到盘片，从而实现了写保护现了写保护同方2010专转本磁磁 道道扇扇 区区磁盘的磁道和扇区磁盘表面被磁盘表面被分为许多同分为许多同心圆，每个心圆，每个同心圆称为同心圆称为一个磁道。一个磁道。每个磁道都每个磁道都有一个编号，有一个编号，最外面的是最外面的是0磁道磁道 每个磁道被每个磁道被划分为若干划分为若干段（段又叫段（段又叫扇区），每扇区），每个扇区的存个扇区的存储容量均为储容量均为512字节。字节。每个扇区都每个扇区都有一个编号有一个编号 注：

8、所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区，注：所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程并在扇区中填写扇区号等信息的过程同方2010专转本3.5英寸软盘片存储容量的计算n容量：共 2个记录面（双面记录）每个记录面 80个磁道(编号:0-79)每个磁道划分为 18个扇区 (编号:1-18)每个扇区的存储容量为 512字节所以，每张盘片的总存储容量为存储容量=2 80 18 512=1.44MBn读写最小单位：扇区n为文件分配存储区的单位：簇（2-8个扇区）同方2010专转本2、硬盘存储器n作用：长期保存各类信息n特点：可读可写 容量很大 成本极低（

9、110GB/100元）技术持续很快，容量将更大，成本会更低同方2010专转本 硬盘存储器的结构移动臂移动臂控制电路控制电路主轴主轴硬盘片硬盘片磁头磁头接口接口同方2010专转本信息的平均存取时间n已知要读写的扇区地址：1.磁头号，所在记录面2.柱面号，所在磁道3.扇区号，所在扇区n磁盘上的信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为：T=寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间q寻道时间磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms)q旋转等待时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约46ms)(转速：4200/5400/7200/10000rpm)q数据传输时间(大约0.01ms/扇区)同方2010专转本

10、硬盘存储器的性能指标（1）容量：以）容量：以GB为单位，目前硬盘单碟容量约为为单位，目前硬盘单碟容量约为40100GB（2）平均存取时间：在几）平均存取时间：在几ms几十几十ms之间，由硬盘的旋转速度、磁之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定头寻道时间和数据传输速率所决定（3）缓存）缓存cache容量：原则上越大越好，通常为容量：原则上越大越好，通常为2MB8MB（4）数据传输速率）数据传输速率q外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，与采用的接口类型有关与采用的接口类型有关q内部传输速率指硬盘在盘片

11、上读写数据的速度，转速越高内部传内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部传输速率越快输速率越快（5）与主机的接口：）与主机的接口：q前些年使用：并行前些年使用：并行ATA（IDE）接口）接口q当前流行：当前流行：串行串行ATA（SATA）接口）接口同方2010专转本CD光盘的信息记录原理(1)CD光盘的光盘的螺旋形光道螺旋形光道凹坑的边缘凹坑的边缘用来表示用来表示“1”，而，而凹坑和非凹凹坑和非凹坑的平坦部坑的平坦部分表示分表示“0”同方2010专转本3、光盘存储器n优点：成本低；存储密度高；容量大；可靠性高；不易受损；长期保存数据n缺点：速度慢同方2010专转本n按存储容量分：

12、qCD光盘：大约650MBqDVD光盘：(单面单层)大约4.7GBn按存储特性分：qCD-ROM/DVD-ROM:可读、不可写qCD-R /DVD-R:可读、可写，但不能改写qCD-RW/DVD-RW:可读、可写，且可以改写n按应用分：qCD唱片；VCD影碟；CD-ROM和CD-RW(计算机用)qDVD影碟；DVD-ROM和DVD-RW(计算机用)光盘分类：光盘分类：同方2010专转本为什么DVD容量比CD大得多？1)更小的凹点长度(2.08x),2)数据轨道间隔更紧密(2.16x),3)采用较短波长的635nm或650nm的红色激光,使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力.4)数据区域稍大一点(1.02x),5)更有效的信道比特调制(1.06x),6)更有效的纠错码(1.32x),7)较少的段开销(1.06x).