計算機組成原理(羅克露)第4章存儲器

1、第四章第四章 存儲子系統(tǒng)存儲子系統(tǒng) 本章需解決的主要問題：本章需解決的主要問題： （1）存儲器如何存儲信息？）存儲器如何存儲信息？ （2）在實際應(yīng)用中如何用存儲芯片組成具）在實際應(yīng)用中如何用存儲芯片組成具 有一定容量的存儲器？有一定容量的存儲器？ 第一節(jié)第一節(jié) 概述概述 存儲器的分類情況存儲器的分類情況 1.1.按存儲器在系統(tǒng)中的作用分類按存儲器在系統(tǒng)中的作用分類 （1 1）主存）主存（內(nèi)存）（內(nèi)存） 主要存放主要存放CPUCPU當(dāng)前使用的程序和數(shù)據(jù)。當(dāng)前使用的程序和數(shù)據(jù)。 速度快速度快 容量有限容量有限 （2 2）輔存）輔存 （外存）（外存） 存放大量的后備程序和數(shù)據(jù)。存放大量的后備程序和數(shù)

2、據(jù)。 速度較慢速度較慢 容量大容量大 （3 3）高速緩存）高速緩存 存放存放CPUCPU在當(dāng)前一小段時間內(nèi)多次使用的程序在當(dāng)前一小段時間內(nèi)多次使用的程序 和數(shù)據(jù)。和數(shù)據(jù)。速度很快 速度很快 容量小容量小 CPU CPU Cache Cache 主存主存 外存外存 2.2.按存儲介質(zhì)分類按存儲介質(zhì)分類 （1 1）半導(dǎo)體存儲器）半導(dǎo)體存儲器 利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲信息利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲信息 （動態(tài)存儲器除外）。（動態(tài)存儲器除外）。 信息易失信息易失 速度快，速度快，非破壞性讀出非破壞性讀出 （單管動態(tài)存儲器除外），（單管動態(tài)存儲器除外）， （只讀存儲器除外）。（只讀存儲器除外）。 作主存、高速緩存

3、。作主存、高速緩存。 （2 2）磁表面存儲器）磁表面存儲器 容量大，容量大，長期保存信息，長期保存信息， 3.3.按存取方式分類按存取方式分類 （3 3）光盤存儲器）光盤存儲器 利用磁層上不同方向的磁化區(qū)域表示信息。利用磁層上不同方向的磁化區(qū)域表示信息。 速度慢。速度慢。 隨機存?。弘S機存?。?非破壞性讀出，非破壞性讀出， 可按地址訪問存儲器中的任一單元，可按地址訪問存儲器中的任一單元， 作外存。作外存。 （2 2）磁表面存儲器）磁表面存儲器 速度慢。速度慢。 利用光斑的有無表示信息。利用光斑的有無表示信息。 容量很大，容量很大，非破壞性讀出，非破壞性讀出， 長期保存信息，長期保存信息， 作外

4、存。作外存。 （1 1）隨機存取存儲器）隨機存取存儲器 訪問時間與單元地址無關(guān)。訪問時間與單元地址無關(guān)。 RAMRAM： 存取周期存取周期或或讀讀/ /寫周期寫周期 固存：固存： （2 2）順序存取存儲器（）順序存取存儲器（SAMSAM） （nsns） 可讀可寫可讀可寫 ROMROM： 只讀不寫只讀不寫 PROMPROM： 用戶不能編程用戶不能編程 用戶可一次編程用戶可一次編程 EPROMEPROM： 用戶可多次編程用戶可多次編程 （紫外線擦除）（紫外線擦除） EEPROMEEPROM：用戶可多次編程用戶可多次編程 （電擦除）（電擦除） 速度指標(biāo)：速度指標(biāo)： 作主存、高速緩存。作主存、高速緩存

5、。 訪問時讀訪問時讀/ /寫部件按順序查找目標(biāo)地址，訪問寫部件按順序查找目標(biāo)地址，訪問 時間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)。時間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)。 Flash MemoryFlash Memory 等待操作等待操作 （3 3）直接存取存儲器（）直接存取存儲器（DAMDAM） 平均等待時間平均等待時間 讀讀/ /寫操作寫操作 兩步操作兩步操作 訪問時讀訪問時讀/ /寫部件先直接指向一個小區(qū)域，再在寫部件先直接指向一個小區(qū)域，再在 該區(qū)域內(nèi)順序查找。訪問時間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)。該區(qū)域內(nèi)順序查找。訪問時間與數(shù)據(jù)位置有關(guān)。 速度指標(biāo)速度指標(biāo) （msms） 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率（字節(jié)（字節(jié)/ /秒秒） 三步操作三步操作 定位

6、（尋道）操作定位（尋道）操作 等待（旋轉(zhuǎn)）操作等待（旋轉(zhuǎn)）操作 讀讀/ /寫操作寫操作 速度指標(biāo)速度指標(biāo) 平均定位（平均尋道）時間平均定位（平均尋道）時間 平均等待（平均旋轉(zhuǎn)）時間平均等待（平均旋轉(zhuǎn)）時間 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率 （msms） （msms） （位（位/ /秒秒） 第二節(jié)第二節(jié) 半導(dǎo)體存儲器半導(dǎo)體存儲器 工藝工藝 雙極型雙極型 MOSMOS型型 TTLTTL型型 ECLECL型型 速度很快、速度很快、功耗大、功耗大、 容量小容量小 電路結(jié)構(gòu)電路結(jié)構(gòu) PMOSPMOS NMOSNMOS CMOSCMOS 功耗小、功耗小、 容量大容量大 工作方式工作方式 靜態(tài)靜態(tài)MOSMOS 動態(tài)動態(tài)

7、MOSMOS 存儲信存儲信 息原理息原理 靜態(tài)存儲器靜態(tài)存儲器SRAMSRAM 動態(tài)存儲器動態(tài)存儲器DRAMDRAM （雙極型、靜態(tài)（雙極型、靜態(tài)MOSMOS型）：型）： 依靠雙穩(wěn)態(tài)電路內(nèi)部交叉反饋的機依靠雙穩(wěn)態(tài)電路內(nèi)部交叉反饋的機 制存儲信息。制存儲信息。 （動態(tài)（動態(tài)MOSMOS型）：型）： 依靠電容存儲電荷的原理存儲信息。依靠電容存儲電荷的原理存儲信息。 功耗較大功耗較大, ,速度快速度快, ,作作CacheCache。 功耗較小功耗較小, ,容量大容量大, ,速度較快速度較快, ,作主存作主存。 （靜態(tài)（靜態(tài)MOSMOS除外）除外） 4.2.1 4.2.1 靜態(tài)靜態(tài)MOSMOS存儲單元

8、與存儲芯片存儲單元與存儲芯片 1.1.六管單元六管單元 （1 1）組成）組成 T1T1、T3T3：MOSMOS反相器反相器 VccVcc 觸發(fā)器觸發(fā)器 T3T3 T1T1 T4T4 T2T2 T2T2、T4T4：MOSMOS反相器反相器 T5T5T6T6 T5T5、T6T6：控制門管：控制門管 Z Z Z Z：字線，：字線，選擇存儲單元選擇存儲單元 位線，位線，完成讀完成讀/ /寫操作寫操作 W WW W W W、W W： （2 2）定義）定義 “0”“0”：T1T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2T2截止；截止； “1”“1”：T1T1截止，截止，T2T2導(dǎo)通。導(dǎo)通。 （3 3）工作）工作 T5T5、T6T

9、6Z Z：加高電平，加高電平， 高、低電平，寫高、低電平，寫1/01/0。 （4 4）保持）保持 只要電源正常，保證向?qū)ü芴峁╇娏鳎隳芫S持一管導(dǎo)只要電源正常，保證向?qū)ü芴峁╇娏鳎隳芫S持一管導(dǎo) 通，另一管截止的狀態(tài)不變，通，另一管截止的狀態(tài)不變，稱稱靜態(tài)靜態(tài)。 VccVcc T3T3 T1T1 T4T4 T2T2 T5T5T6T6 Z Z W WW W 導(dǎo)通，選中該單元。導(dǎo)通，選中該單元。 寫入：寫入：在在W W、W W上分別加上分別加 讀出：讀出：根據(jù)根據(jù)W W、W W上有無上有無 電流，讀電流，讀1/01/0。 Z Z：加低電平，加低電平， T5T5、T6T6截止，該單元未選中，保持

10、原狀態(tài)。截止，該單元未選中，保持原狀態(tài)。 2.2.存儲芯片存儲芯片 例例.SRAM.SRAM芯片芯片21142114（1 1K K4 4位）位） 外特性：外特性： 靜態(tài)單元是非破壞性讀出，讀出后不需重寫。靜態(tài)單元是非破壞性讀出，讀出后不需重寫。 地址端：地址端： 21142114（1K1K4 4） 1 19 9 10101818 A6 A5 A4 A3 A0 A1 A2 CS GNDA6 A5 A4 A3 A0 A1 A2 CS GND VccVcc A7 A8 A9 D0 D1 D2 D3 WE A7 A8 A9 D0 D1 D2 D3 WE A9A9A0A0（入）（入） 數(shù)據(jù)端：數(shù)據(jù)端：

11、D3D3D0D0（入（入/ /出）出） 控制端：控制端： 片選片選CSCS = 0 = 0 選中芯片選中芯片 = 1 = 1 未選中芯片未選中芯片 寫使能寫使能WEWE = 0 = 0 寫寫 = 1 = 1 讀讀 電源、地電源、地 4.2.2 4.2.2 動態(tài)動態(tài)MOSMOS存儲單元與存儲芯片存儲單元與存儲芯片 1.1.四管單元四管單元 （1 1）組成）組成 T1T1、T2T2：記憶管：記憶管 C1C1、C2C2：柵極電容：柵極電容 T3T3、T4T4：控制門管：控制門管 Z Z：字線：字線 位線位線W W、W W： （2 2）定義）定義 “0”“0”：T1T1導(dǎo)通，導(dǎo)通，T2T2截截 止止

12、“1”“1”：T1T1截止，截止，T2T2導(dǎo)通導(dǎo)通 T1T1 T2T2 T3T3T4T4 Z Z W WW W C1C1C2C2 （C1C1有電荷，有電荷，C2C2無電荷）；無電荷）； （C1C1無電荷，無電荷，C2C2有電荷）。有電荷）。 （3 3）工作）工作 Z Z：加高電平，加高電平，T3T3、T4T4導(dǎo)通，選中該單元。導(dǎo)通，選中該單元。 2.2.單管單元單管單元 （1 1）組成）組成 （4 4）保持）保持 T1T1 T2T2 T3T3T4T4 Z Z W WW W C1C1C2C2 寫入：寫入：在在W W、W W上分別加上分別加 高、低電平，寫高、低電平，寫1/01/0。 讀出：讀出：

13、W W、W W先預(yù)充電至先預(yù)充電至 再根據(jù)再根據(jù)W W、W W上有無電流，上有無電流， 高電平，斷開充電回路，高電平，斷開充電回路， 讀讀1/01/0。 Z Z：加低電平，加低電平，T3T3、T4T4截止，該單元未選中，保持原狀態(tài)。截止，該單元未選中，保持原狀態(tài)。 需定期向電容補充電荷（動態(tài)刷新），需定期向電容補充電荷（動態(tài)刷新），稱稱動態(tài)動態(tài)。 四管單元是非破壞性讀出，讀出過程即實現(xiàn)刷新。四管單元是非破壞性讀出，讀出過程即實現(xiàn)刷新。 C C：記憶單元：記憶單元 C C W W Z Z T T T T：控制門管：控制門管 Z Z：字線：字線W W：位線：位線 3.3.存儲芯片存儲芯片 （2 2

14、）定義）定義 （4 4）保持）保持 寫入：寫入：Z Z加高電平，加高電平，T T導(dǎo)通，導(dǎo)通，在在W W上加高上加高/ /低電平，寫低電平，寫1/01/0。 讀出：讀出：W W先預(yù)充電，先預(yù)充電， 根據(jù)根據(jù)W W線電位的變化，讀線電位的變化，讀1/01/0。 斷開充電回路。斷開充電回路。 Z Z：加低電平，加低電平，T T截止，該單元未選中，保持原狀態(tài)。截止，該單元未選中，保持原狀態(tài)。 單管單元是破壞性讀出，讀出后需重寫。單管單元是破壞性讀出，讀出后需重寫。 “0”“0”：C C無電荷，電平無電荷，電平V0V0（低）（低） C C W W Z Z T T 外特性：外特性： “1”“1”：C C有

15、電荷，電平有電荷，電平V1V1（高）（高） （3 3）工作）工作 Z Z加高電平，加高電平，T T導(dǎo)通，導(dǎo)通， 例例.DRAM.DRAM芯片芯片21642164（6464K K1 1位）位） 地址端：地址端： 21642164（64K64K1 1） 1 18 8 9 91616 GND CAS Do A6 A3 A4 A5 A7GND CAS Do A6 A3 A4 A5 A7 A7A7A0A0（入）（入） 數(shù)據(jù)端：數(shù)據(jù)端： DiDi（入）（入） 控制端：控制端： 片選片選 寫使能寫使能WEWE = 0 = 0 寫寫 = 1 = 1 讀讀 電源、地電源、地 空閑空閑/ /刷新刷新 Di WE

16、RAS A0 A2 A1 VccDi WE RAS A0 A2 A1 Vcc 分時復(fù)用，提供分時復(fù)用，提供1616位地址。位地址。 DoDo（出）（出） 行地址選通行地址選通RASRAS 列地址選通列地址選通CASCAS ：=0=0時時A7A7A0A0為行地址為行地址 高高8 8位地址位地址 ：=0=0時時A7A7A0A0為列地址為列地址 低低8 8位地址位地址 1 1腳未用，或在新型號中用于片內(nèi)自動刷新。腳未用，或在新型號中用于片內(nèi)自動刷新。 4.2.3 4.2.3 半導(dǎo)體存儲器邏輯設(shè)計半導(dǎo)體存儲器邏輯設(shè)計 需解決：需解決：芯片的選用、芯片的選用、 例例1.1.用 用21142114（1K1

17、K4 4）SRAMSRAM芯片組成容量為芯片組成容量為4K4K8 8 的存儲器。地址總線的存儲器。地址總線A15A15A0A0（低）（低）, ,雙向數(shù)據(jù)雙向數(shù)據(jù) 總線總線D7D7D0D0（低）（低）, ,讀讀/ /寫信號線寫信號線R/WR/W。 給出芯片地址分配與片選邏輯給出芯片地址分配與片選邏輯, ,并畫出并畫出M M框圖?？驁D。 1.1.計算芯片數(shù)計算芯片數(shù) 動態(tài)動態(tài)M M的刷新、的刷新、 （1 1）先擴展位數(shù)，再擴展單元數(shù)。）先擴展位數(shù)，再擴展單元數(shù)。 主存的組織主存的組織涉及：涉及： 主存的校驗。主存的校驗。 地址分配與片選邏輯、地址分配與片選邏輯、 信號線的連接。信號線的連接。 2

18、2片片1K1K4 4 1K1K8 8 4 4組組1K1K8 8 4K4K8 8 8 8片片 M M的邏輯設(shè)計、的邏輯設(shè)計、 存儲器尋址邏輯存儲器尋址邏輯 2.2.地址分配與片選邏輯地址分配與片選邏輯 （2 2）先擴展單元數(shù)，再擴展位數(shù)。）先擴展單元數(shù)，再擴展位數(shù)。 4 4片片1K1K4 4 4K4K4 4 2 2組組4K4K4 4 4K4K8 8 8 8片片 芯片內(nèi)的尋址系統(tǒng)芯片內(nèi)的尋址系統(tǒng)( (二級譯碼二級譯碼) ) 芯片外的芯片外的地址分配地址分配與與片選邏輯片選邏輯 為芯片分配哪幾位地址，為芯片分配哪幾位地址， 以便尋找片內(nèi)的存儲單以便尋找片內(nèi)的存儲單 元元 由哪幾位地址形由哪幾位地址形

19、 成芯片選擇邏輯，成芯片選擇邏輯， 以便尋找芯片以便尋找芯片 存儲空間分配：存儲空間分配： 4KB4KB存儲器在存儲器在1616位地址空間（位地址空間（64KB64KB）中占據(jù)）中占據(jù) 任意連續(xù)區(qū)間。任意連續(xù)區(qū)間。 64KB64KB 1K1K4 41K1K4 4 1K1K4 41K1K4 4 1K1K4 41K1K4 4 1K1K4 41K1K4 4 需需1212位地址位地址 尋址：尋址： 4KB4KB A A1515A A1212A A1111A A1010A A9 9A A0 0 A11A11A0A0 0 0 0 0 0 0 0 0 任意值任意值 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0

20、 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 片選片選 芯片地址芯片地址 低位地址分配給芯片，高位地址形成片選邏輯。低位地址分配給芯片，高位地址形成片選邏輯。 芯片芯片 芯片地址芯片地址 片選信號片選信號 片選邏輯片選邏輯 1K1K 1K1K 1K1K 1K1K A9A9A0A0 A9A9A0A0 A9A9A0A0 A9A9A0A0 CS0CS0 CS1CS1 CS2CS2 CS3CS3 A A1111A A1010 A A1111A A1010 A A111

21、1A A1010 A A1111A A1010 3.3.連接方式連接方式 （1 1）擴展位數(shù)）擴展位數(shù) 4 1K4 1K4 4 10 1K4 1K4 4 10 1K4 1K4 4 10 4 1K4 1K4 4 10 44 A9A0 D7D4 D3D0 4 4 R/W A11 A10 CS3 A11 A10 CS0 A11 A10 CS1 A11 A10 CS2 （2 2）擴展單元數(shù)）擴展單元數(shù) （3 3）連接控制線）連接控制線 （4 4）形成片選邏輯電路）形成片選邏輯電路 某半導(dǎo)體存儲器，按字節(jié)編址。其中，某半導(dǎo)體存儲器，按字節(jié)編址。其中， 0000H0000H 07FFH07FFH為為ROM

22、ROM區(qū)，選用區(qū)，選用EPROMEPROM芯片芯片 （2KB/2KB/片）；片）；0800H0800H13FFH13FFH為為RAMRAM區(qū)，選用區(qū)，選用 RAMRAM芯片（芯片（2KB/2KB/片和片和1KB/1KB/片）。地址總線片）。地址總線 A15A15A0A0（低）。給出地址分配和片選邏輯（低）。給出地址分配和片選邏輯。 例例2.2. 1.1.計算容量和芯片數(shù)計算容量和芯片數(shù) ROMROM區(qū)：區(qū)：2KB 2KB RAMRAM區(qū)：區(qū)：3KB 3KB 存儲空間分配：存儲空間分配： 2.2.地址分配與片選邏輯地址分配與片選邏輯 先安排大容量芯片（放地址先安排大容量芯片（放地址 低端），再安

23、排小容量芯片。低端），再安排小容量芯片。 便于擬定片選邏輯。便于擬定片選邏輯。 共共3 3片片 A A1515A A1414A A1313A A1212A A1111A A1010A A9 9A A0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 00 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 0 00 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 低位地址分配給芯片，高位地址形成片選邏輯。低位地址分配

24、給芯片，高位地址形成片選邏輯。 芯片芯片 芯片地址芯片地址 片選信號片選信號 片選邏輯片選邏輯 2K2K 2K2K 1K1K A10A10A0A0 A10A10A0A0 A9A9A0A0 CS0CS0 CS1CS1 CS2CS2 A A1212A A1111 A A1212A A1111 A A1212A A1111 5KB5KB 需需1313 位地位地 址尋址尋 址：址： ROMROM A12A12A0A0 64KB64KB 1K1K 2K2K 2K2K RAMRAM A A1010 A A1515A A1414A A1313為全為全0 0 4.2.4 4.2.4 動態(tài)存儲器的刷新動態(tài)存儲器

25、的刷新 1.1.刷新定義和原因刷新定義和原因 定定義：義： 刷新。刷新。 動態(tài)存儲器依靠電容電荷存儲信息。平時無電源動態(tài)存儲器依靠電容電荷存儲信息。平時無電源 供電，時間一長電容電荷會泄放，需定期向電容供電，時間一長電容電荷會泄放，需定期向電容 補充電荷，以保持信息不變。補充電荷，以保持信息不變。 定期向電容補充電荷定期向電容補充電荷 原因：原因： 注意注意刷新刷新與與重寫重寫的區(qū)別。的區(qū)別。 破壞性讀出破壞性讀出后重寫，以恢復(fù)原來的信息。后重寫，以恢復(fù)原來的信息。 2.2.最大刷新間隔最大刷新間隔 在此期間，必須對所有動態(tài)單元刷新一遍。在此期間，必須對所有動態(tài)單元刷新一遍。 非破壞性讀出非破

26、壞性讀出的動態(tài)的動態(tài)M M，需補充電荷以保持原來的信息。，需補充電荷以保持原來的信息。 2ms2ms。 3.3.刷新方法刷新方法 按行讀。按行讀。 刷新一行所用的時間刷新一行所用的時間刷新周期刷新周期 （存取周期）（存取周期） 刷新一塊芯片所需的刷新一塊芯片所需的刷新周期數(shù)刷新周期數(shù)由芯片矩陣的由芯片矩陣的行數(shù)行數(shù)決定。決定。 對主存的訪問對主存的訪問 由由CPUCPU提供行、列地址，提供行、列地址， 隨機訪問。隨機訪問。 2ms2ms內(nèi)集中安排所有刷新周期。內(nèi)集中安排所有刷新周期。 CPUCPU訪存：訪存： 4.4.刷新周期的安排方式刷新周期的安排方式 死區(qū)死區(qū) 用在實時要用在實時要 求不高

27、的場求不高的場 合。合。 動態(tài)芯片刷新：動態(tài)芯片刷新： 由刷新地址計數(shù)器由刷新地址計數(shù)器 提供行地址，定時刷新。提供行地址，定時刷新。 （1 1）集中刷新）集中刷新 R/WR/W刷新刷新R/WR/W刷新刷新 2ms2ms 50ns50ns （2 2）分散刷新）分散刷新 各刷新周期分散安排在存取周期中。各刷新周期分散安排在存取周期中。 R/WR/W刷新刷新R/WR/W刷新刷新 100ns100ns 用在低速系用在低速系 統(tǒng)中。統(tǒng)中。 2ms2ms （3 3）異步刷新）異步刷新 例例. . 各刷新周期分散安排在各刷新周期分散安排在2ms2ms內(nèi)。內(nèi)。 用在大多數(shù)計算機中。用在大多數(shù)計算機中。 每隔

28、一段時間刷新一行。每隔一段時間刷新一行。 128128行行 15.6 15.6 微秒微秒 每隔每隔15.615.6微秒提一次刷新請求，微秒提一次刷新請求， 刷新一行；刷新一行；2 2毫秒內(nèi)刷新完所有毫秒內(nèi)刷新完所有 行。行。 R/WR/W刷新刷新R/WR/W刷新刷新R/WR/WR/WR/WR/WR/W 15.6 15.6 微秒微秒15.6 15.6 微秒微秒15.6 15.6 微秒微秒 刷新請求刷新請求刷新請求刷新請求 （DMADMA請求）請求）（DMADMA請求）請求） 第三節(jié)第三節(jié) 磁表面存儲器磁表面存儲器 4.3.1 4.3.1 存儲原理與技術(shù)指標(biāo)存儲原理與技術(shù)指標(biāo) 1.1.讀寫原理讀寫

29、原理 存儲介質(zhì)：存儲介質(zhì)：磁層磁層 讀讀/ /寫部件：寫部件：磁頭磁頭 （1 1）寫入）寫入 在磁頭線圈中加入磁化電流（在磁頭線圈中加入磁化電流（寫電流寫電流），并），并 使磁層移動，在磁層上形成連續(xù)的小段磁化使磁層移動，在磁層上形成連續(xù)的小段磁化 區(qū)域（區(qū)域（位單元位單元）。）。演示演示 （2 2）讀出）讀出 磁頭線圈中不加電流，磁層移動。當(dāng)位單元的磁頭線圈中不加電流，磁層移動。當(dāng)位單元的 轉(zhuǎn)變區(qū)轉(zhuǎn)變區(qū)經(jīng)過磁頭下方時，在線圈兩端產(chǎn)生經(jīng)過磁頭下方時，在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)感應(yīng) 電勢電勢。 讀出信號讀出信號 磁通變化的區(qū)域磁通變化的區(qū)域 2.2.技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo) 道密度：道密度： （1 1）記錄密度

30、）記錄密度 （2 2）存儲容量）存儲容量 位密度：位密度： 單位長度內(nèi)的磁道數(shù)。單位長度內(nèi)的磁道數(shù)。 磁道上單位長度內(nèi)的磁道上單位長度內(nèi)的 二進(jìn)制代碼數(shù)。二進(jìn)制代碼數(shù)。 非格式化容量：非格式化容量： 格式化容量：格式化容量： 總位數(shù)總位數(shù) 用位密度計算。用位密度計算。 有效位數(shù)有效位數(shù) 用扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)塊用扇區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)塊 長度計算。長度計算。 （3 3）速度指標(biāo)）速度指標(biāo) 平均存取時間平均存取時間 帶：帶：平均等待時間平均等待時間 盤：盤：平均定位、平均旋轉(zhuǎn)時間平均定位、平均旋轉(zhuǎn)時間 衡量查找速度衡量查找速度 msms 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率衡量讀衡量讀/ /寫速度寫速度 b/sb/s、B/sB/

31、s 4.3.2 4.3.2 磁盤存儲器磁盤存儲器 適用于調(diào)用較頻繁的場合，常作為主存的直適用于調(diào)用較頻繁的場合，常作為主存的直 接后援。接后援。 磁盤磁盤 磁盤控制器磁盤控制器 磁盤驅(qū)動器磁盤驅(qū)動器 + + 接口接口磁盤適配器磁盤適配器 盤片、磁頭盤片、磁頭 定位系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)定位系統(tǒng)、傳動系統(tǒng) 1.1.組成組成 （1 1）軟盤信息分布與尋址信息）軟盤信息分布與尋址信息 1 1）信息分布）信息分布 盤片：盤片： 單片，雙面記錄。單片，雙面記錄。 磁道：磁道： 盤片旋轉(zhuǎn)一周，磁頭的作用區(qū)域。盤片旋轉(zhuǎn)一周，磁頭的作用區(qū)域。 扇區(qū)：扇區(qū)： 磁道上長度相同的區(qū)段。磁道上長度相同的區(qū)段。存放數(shù)據(jù)塊。存放

32、數(shù)據(jù)塊。 各道容量相同各道容量相同, ,各道位密度不同各道位密度不同, ,內(nèi)圈位密度最高。內(nèi)圈位密度最高。 非格式化容量非格式化容量 = =內(nèi)圈位密度內(nèi)圈位密度內(nèi)圈周長內(nèi)圈周長道數(shù)道數(shù)/ /面面面數(shù)面數(shù) 驅(qū)動器號、磁頭號、磁道號、扇區(qū)號、扇區(qū)數(shù)驅(qū)動器號、磁頭號、磁道號、扇區(qū)號、扇區(qū)數(shù) 2 2）尋址信息）尋址信息 盤組：盤組： 多個盤片，雙面記錄。多個盤片，雙面記錄。 各記錄面上相同序號的磁道構(gòu)成一圓柱各記錄面上相同序號的磁道構(gòu)成一圓柱 面。面。 圓柱面：圓柱面： 扇區(qū)（定長記錄格式）扇區(qū)（定長記錄格式） 格式化容量格式化容量 = =字節(jié)數(shù)字節(jié)數(shù)/ /扇區(qū)扇區(qū)扇區(qū)數(shù)扇區(qū)數(shù)/ /道道道數(shù)道數(shù)/ /面面面數(shù)面數(shù) （2 2）硬盤信息分布與尋址信息）硬盤信息分布與