計算機組成原理第四章

1、 4.1 概述 4.2 主存儲器 4.3 高速緩沖存儲器 4.4 輔助存儲器 本章重點 1、存儲器的分類 2、隨機存儲器、只讀存儲器、高速緩沖存儲器*3、存儲器與CPU的連接、存儲器芯片的擴展*4、存儲器的校驗第 四 章 存 儲 系統(tǒng)4.1 概 述 存儲器中存放信息的物理元件。 1） 半導體存儲器 用來存取數據，目前普遍采用。 特點：體積小，功耗低，速度快，。常用作主存（內存）。2） 磁表面存儲器 用構成的磁層來存取信息，磁層需要依附在某種基體上，常根據基體的形狀為磁表面存儲器取名。如：磁盤、磁帶等。 特點：，容量大，位價低，速度慢。常用作輔存（外存）。半導體 vs 磁表面速度容量成本功耗易失

2、性半導體快小高低掉電易失磁表面慢大低高掉電不易失3）光盤存儲器 用磁光材料作為存儲介質，用激光學原理進行讀/寫，基體為塑料圓盤。 特點：非電易失性，存儲容量大，耐用性好，可靠性高，速度比硬盤低，常用作硬盤的后備存儲器。2. 按存取方式分： 1） 隨機存取存儲器：半導體材質 Random Access Memory（RAM） 可讀可寫，任一存儲單元的內容都可隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關。廣泛用于主存。 其中： SRAM（靜態(tài)）：適用于cache； DRAM（動態(tài)）：適用于主存。2）只讀存儲器： （） 正常工作時，寫入操作需通過完成，其它特點同RAM。 ，可靠性高，常用于主存的。

3、可分為PROM、EPROM、EEPROM等。*3. 按在計算機系統(tǒng)中的作用分，可分為： 主存儲器（內部存儲器，MM）； 輔助存儲器（外部存儲器）； 緩沖存儲器 等。計算機系統(tǒng)常用存儲器分類圖： SRAM RAM DRAM 掩膜ROM（MROM） 主存儲器 PROM（一次性） ROM EPROM EEPROM FLASHROM（U盤）存儲器 磁盤 輔助存儲器 磁帶 光盤 高速緩存 Cache等 二、存儲系統(tǒng)的層次結構思考：你如何衡量存儲器的好壞？ 為什么要引入存儲系統(tǒng)的層次結構？ 1. 存儲器的重要性及要求： 重要性不言而喻。 使用者理想中的要求：盡可能快的讀寫速度，盡可能大的存儲容量，盡可能低

4、的成本費用。 實際情況：沒有任何一種存儲器能同時滿足上述三種要求。2. 解決方案： 選用成本不同的、存儲容量不同的、讀寫速度不同的多種存儲介質，按一定的層次結構組織成一個統(tǒng)一的存儲器系統(tǒng)，使每種介質充分發(fā)揮各自在速度、容量、成本方面的優(yōu)勢，從而達到綜合的最優(yōu)性能。 這樣一個存儲整體稱為“存儲系統(tǒng)”。 存儲系統(tǒng)結構框圖：寄存器寄存器Cache主主 存存外外存存磁磁 盤盤光盤光盤 1) 通用寄存器組： 2） 高速緩存（Cache）：其容量比通用寄存器組大得多，比主存小得多，速度接近CPU，位價介于寄存器與主存之間。3） 主存：主存只能做到容量比較大、速度比較快、位價適中，其容量比主存大得多，速度比

5、主存慢得多，但位價也便宜得多。4. 存儲系統(tǒng)的工作：程序運行的局部性原理：程序運行時的局部性原理表現在： 在一小段時間內，最近被訪問過的數據很可能再次被訪問在空間上， 這些被訪問的數據往往集中在一小片存儲區(qū) 在訪問順序上，順序執(zhí)行指令比轉移執(zhí)行可能性大 ( 約5:1 )通過合理的調度將當前使用最多的一小段程序和數據放在Cache中，這樣，從整體運行的效果分析，CPU訪存速度最快，接近于Cache的速度，而尋址空間（容量）和位價卻接近于主存。 主存輔存層次：虛擬存儲即將主存與輔存的一部分通過軟硬結合的技術組成虛擬存儲器，再由軟、硬件自動完成虛擬地址空間與主存實際物理空間的轉換透明的他所使用的存儲

6、器其容量和位價接近于輔存，而速度接近于主存。從整個存儲系統(tǒng)來看，就達到了速度快、容量大、位價低的優(yōu)化效果。4.2 主存儲器 一、概述 1. 主存的基本組成，如下圖：MAR、MDR邏輯結構上屬邏輯結構上屬MM，物理位置在物理位置在CPU芯芯片中。片中。CS主存儲器的讀寫過程 讀過程: 1）CPU給出地址 2）CPU給出片選與讀命令 3）主存送數據到數據總線 寫過程: 1）CPU給出地址 2）CPU給出片選與數據 3）CPU給出寫命令2. 主存與CPU的連接方式： 通過地址、數據、控制三類總線與 CPU等其他部件連通，如下圖：例如，例如，k= 28 位位n= 16 位位READYWRITEREAD

7、 MMAB k 位（給出地址）位（給出地址）DB n 位（傳送數據）位（傳送數據）MARMDRCPU地址總線 AB 的位數決定了可尋址的最大內存空間；數據總線 DB 的位數，決定一次處理的數據位數，等于機器字長；控制總線 CB 指出操作類型和本次入出操作完成的時刻。 3. 存儲單元地址分配：兩種方案：按字編址：字地址為高字節(jié)地址；按字節(jié)編址：字地址為低字節(jié)地址。字地址字地址0：481201234567891011HBLB1213 特點特點：字地址用該字：字地址用該字高高位字節(jié)地址表示，字地址不連位字節(jié)地址表示，字地址不連續(xù)，是續(xù)，是4的整數倍。的整數倍。例2：PDP11：字長16位，按字節(jié)編址

8、，如下圖：02461350246HBLB特點特點：字地址用該字：字地址用該字低低位字節(jié)地址表示，字地址不位字節(jié)地址表示，字地址不連續(xù)，是連續(xù)，是2的整數倍。的整數倍。4. 主存的技術指標：1）存儲容量2） 存取速度用來表征存儲器速度的指標常有下述兩種：存取時間：啟動一次存儲器操作（讀或寫）到操作完成所需時間。存取周期：存儲器進行連續(xù)兩次獨立的存儲器操作（讀或寫）所需的最小間隔時間。 存儲器帶寬：每秒從存儲器進出信息的最大數量（總二進制位數）。 單位：字/秒，字節(jié)/秒，位/秒存儲器帶寬 = 存取周期的倒數（存取頻率）字長 例：存取周期500ns，字長16位，求存儲器帶寬。 解： 存儲頻率=1/5

9、00ns 存儲器帶寬 = 2M字/秒 = 4M字節(jié)/秒 = 32M位/秒1. 半導體存儲芯片的基本結構：二、半導體RAM芯片簡介：2. 半導體芯片的基本結構：芯片內部框圖，如下圖：與主存框圖相比，除MAR、MDR之外，其它部分基本一樣。芯片外特性：由引腳界定。 主要引腳：三類四種 數據線：雙向； 地址線：單向； 控制線：控制信號和反饋信號。 讀/寫控制線：單向，（入）； 片選控制線：單向，（入）。 數據線位數：界定了芯片字長（位數）； 地址線位數：界定了芯片的字數； 數據線和地址線根數共同界定了片容量（=片字數 X 片字長）3. 半導體芯片的譯碼驅動方式：兩種 1） 線選法：（單譯碼結構）地址

10、譯碼直接選中一個存儲單元的所有位。 特點：N根譯碼線需n套驅動器，譯碼結構簡單、速度快，但成本太高，僅適合于高速小容量存儲器。例：CPU有n位地址線，采用線選法譯碼，需： 地址譯碼線數 = 2n根 2n套驅動器 當 n = 16位時，需64K根譯碼線， 64K套驅動器。線選法譯碼結構示意，如圖所示（圖中設容量為2n字，m位/字）0,00,10,m1,01,11,mAn-1A001D0D1Dm-1假如有16條地址線，需多少套設備？線選法譯碼過程，如下圖（圖中設容量為2n個單元，m位/單元）0,00,10,m1,01,11,mAn-1A001D0D1Dm-11,01,11,m2） 重合法：（矩陣譯

11、碼結構） 將地址分成行、列兩組（x，y），分別用兩套譯碼器譯碼，行、列譯碼的重合點即為所選存儲元。 特點：大大減少了譯碼輸出線根數，有效地降低了存儲器的成本，得到了廣泛采用。 例：n位地址，采用重合法譯碼，需： 地址譯碼線數 = 2n/2 +2n/2根。 當 n = 16位時，線選法需64K套驅動器， 而重合法僅需 256 + 256 = 512根譯碼線， 512套驅動器。重合法譯碼結構示意，如下圖（圖中設容量為2n字，1位/字）0,00,1A0An/2-102n/2-1An/2An-102n/2-1重合法譯碼過程，如圖（圖中設容量為2n字，1位/字）0,00,1A0An/2-102n/2-1

12、An/2An-102n/2-10,11. 存儲容量擴展技術：存儲容量擴展技術： 如何用多片存儲芯片組成完整的存儲器。如何用多片存儲芯片組成完整的存儲器。 1） 位擴展：位擴展： 解決：在設計存儲器時，所用芯片字數夠，解決：在設計存儲器時，所用芯片字數夠，位數不夠位數不夠，位需由多片組成。，位需由多片組成。 擴展方法：I、計算芯片用量： 片數 = 總存儲字長 / 片存儲字長 II、排列芯片矩陣： 為清楚起見，一般采用平面構圖。既芯片沿行向、列向排列成方陣，無重疊部分。 位擴展時，芯片按行向（水平方向）一維排列。III、片間連線： 以SRAM為例，需要對四種引腳線進行連接。位擴展時，Ai（地址線）

13、、WE（讀/寫控制）、CS（片選控制）線與CPU同名端對應相連；Di（數據）線各片按位引出并與CPU對應Di線相連。例1：多位芯片的位擴展： 用2114 1KX4 SRAM芯片組成1KX16位存儲器。 解：片數 = 16位 / 4位 = 4片組成邏輯圖如下：21141KX4SRAM21141KX4SRAM21141KX4SRAM21141KX4SRAM例2：16KX1 16KX816KX1SRAM(1)16KX1SRAM(2)16KX1SRAM(8)2） 字擴展：解決：在設計存儲器時，所用芯片位數夠，字數不夠，字需由多片組成。 擴展方法： I、計算芯片用量： 片數 = 總字數 / 片字數 II

14、、排列芯片矩陣：平面構圖，無重疊部分。 字擴展時，芯片仍按水平方向一維排列。III、片間連線：仍以SRAM為例，對四種引腳線進行連接。字擴展時，-WE（讀/寫控制線）、 Di（數據）線與CPU同名端對應相連；Ai（地址）線分兩部分：低位地址部分與各芯片同名端對應相連； 需設置片選地址譯碼器；高位地址部分各片的片選線分別接片選地址譯碼器的各輸出端。例3：1KX8 4KX8位片數 = 4K / 1K = 4片例3的地址空間A11A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0

15、 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11k1k1k1k組成邏輯圖如下： 1KX8SRAM 1KX8SRAM 1KX8SRAM 1KX8SRAMA10A11-CS3-CS2-CS1-CS03） 字、位擴展：解決：在設計存儲器時，所用芯片字、位數都不夠，需字、位向同時由多片組成。 擴展方法： I、計算芯片用量： 片數 = 總容量/片容量 II、排列芯片矩陣： 平面構圖，無重疊部分

16、。 字、位擴展時，芯片為二維矩陣排列。 III、片間連線： 仍以SRAM為例，對四種引腳線進行連接。 字、位擴展時： -WE（讀/寫控制）線與CPU同名端并連； Di（數據）線向CPU同名端并連引出； Ai（地址）線仍分兩部分： 低位地址部分與各芯片同名端并連； 需設置片選地址譯碼器； 高位地址部分接片選地址譯碼器輸入端； -CS（片選控制）線沿字向同名端并連引出，分別接片選地址譯碼器的各輸出端。例4：用 1KX4位 SRAM芯片組成4KX16位存儲器。 解：片數 = 4KX16 / 1KX4 = 4X4 = 16片 寫出地址空間，如下所示：A11A10 A9A8A7A6A5A4A3A2A1A

17、0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11k1k1k1k例例4的地址空間的地址空間構成的邏輯圖如下：-CS0-CS1-CS2-CS31KX41KX4-1KX41KX41KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4

18、SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAM1KX4SRAMCS總結：2. 存儲器與CPU的連接： MM與CPU一般通過總線相連。 1） SRAM連接方法： 地址線：CPU通過地址總線向存儲器發(fā)送地址，理論上地址總線的低位可直接與各存儲芯片的地址引腳相連，高位與片選譯碼器輸入端相連； 數據線： CPU通過數據總線與存儲器交換數據，因此存儲器的數據引出線與CPU的數據總線按位連通即可； 讀/寫控制線：CPU通過控制總線中的相應信號線向存儲器發(fā)讀/寫令，則存儲器的-WE線與CPU的控制總線中的讀/寫命令線連通即可； 片選時間控制：CPU控制總線中的-MR

19、EQ（訪存請求）信號與片選譯碼器使能輸入端相連即可。 與SRAM基本相同，但讀/寫控制線不連（ROM無-WE端）。例5： 95頁例4.2 設CPU有16根地址線，8根數據線，并用-MREQ作訪存控制信號（低電平有效），用-WR作讀/寫控制信號（高電平為讀，低電評為寫）。 現有下列存儲芯片：1KX4位SRAM；4KX8位SRAM；8KX8位SRAM；2KX8位ROM；4KX8位ROM；8KX8位ROM及74LS138譯碼器和各種門電路（下頁有圖），畫出CPU與存儲器的連接圖。要求主存的地址空間滿足下述條件：最小8K地址為系統(tǒng)程序區(qū)，與其相鄰的16K地址為用戶程序區(qū)，最大4K地址空間為系統(tǒng)程序工作

20、區(qū)。詳細畫出存儲芯片的片選邏輯并指出存儲芯片的種類及片數。譯碼器和門電路邏輯符號：G1、-G2A、-G2BC、B、A-Y7 -Y0 0000H 1FFFH 2000H 5FFFH 6000HF000HFFFFH36K 4、畫出、畫出CPU與存儲器連接邏輯圖及片選邏與存儲器連接邏輯圖及片選邏輯電路。輯電路。 六、存儲器的校驗： 為提高存/取可靠性而設。常用技術有： 1、奇偶校驗：僅能查錯； 2、海明校驗：既可查錯，也可糾錯。 存儲器校驗的實現方法： 1、在存儲器中設校驗碼生成、檢錯電路； 2、存儲字長按校驗碼寬度設計（奇偶校驗為n+1位，海明校驗為n+k位）；海明碼： 海明碼是一種可以糾正一位差

21、錯的校驗碼。假若欲檢測的信息位為n位，需增加k位檢測位，構成一個m=n+k位的碼字。它必須滿足以下關系式：12knk檢測位安插在2k位(k=0,1,2,3)即124816.位（從左往右數，依次為第1、2、3位等），負責檢測小組為：C1:1357C2:2367C4:4567C8:891011例6：欲傳遞信息為b4b3b2b10101,按配偶原則，求它的海明碼。 例7：接上題，若按偶配置收到的海明碼為1100101,用海明碼檢測哪位出錯（用檢測位Pi）。 例8：已知收到的海明碼為0110101(按配偶原則)，問欲傳送的信息是什么？CRC循環(huán)冗余校驗碼 差錯檢測原理： 收發(fā)雙方約定一個生成多項式G(

22、x)，發(fā)送方根據發(fā)送的數據和G(x)計算出CRC校驗和并把它添加在數據的末尾。接收方則用G(x)去除接收到的數據，若有余數，則傳輸有錯。 CRC校驗的關鍵是如何計算校驗和。求CRC碼的步驟： 1 1、 若生成多項式若生成多項式G G( (x x) )位數為位數為r r位，則需要在欲傳送的信位，則需要在欲傳送的信息后添加息后添加r r-1-1個個0 0，相當于，相當于左移左移r r-1-1位位。 2 2、用第一步生成的位串進行、用第一步生成的位串進行模模2 2除除法，得出余數，余數法，得出余數，余數即為檢測位。即為檢測位。 3 3、欲傳送的信息后、欲傳送的信息后添加余數添加余數就得到了就得到了C

23、RCCRC碼。碼。例9：已知有效信息為1100，試用生成多項式G(x)=1011將其編成CRC碼。例10：設有效信息為110，試用生成多項式G（x）=11011，將其編成循環(huán)冗余校驗碼。4. 3 高速緩沖存儲器（Cache)一、概述一、概述1. 問題的提出問題的提出A、內存很忙內存很慢，、內存很忙內存很慢， CPU “空等空等” B、提高并行、提高并行性性CPU 和主存存在速度差異和主存存在速度差異高速緩存高速緩存CPU 主存主存容量小容量小速度高速度高容量大容量大速度低速度低基于程序訪問的局部性原理基于程序訪問的局部性原理. Cache 的工作原理（按內容尋址）的工作原理（按內容尋址）（1）

24、主存和緩存的編址）主存和緩存的編址主存和緩存都按主存和緩存都按塊塊存儲，塊的大小相同。存儲，塊的大小相同。主存地址（主存地址主存地址（主存地址n位位=m+b） m 位位b位位字塊2c1字塊1字塊0標記標記標記標記標記標記主存字塊標記主存字塊標記 字塊內地址字塊內地址 m位位 b 位位Cache 存儲器存儲器字塊2m1字塊2c1字塊1 字塊0（若干連續(xù)單元） 主存儲器主存儲器（2）命中與未命中緩存共C塊，主存共M塊：MC命中：主存塊已調入緩存（在Cache中找到所需數據或指令）主存塊與緩存塊建立了對應關系未命中：主存塊未調入緩存（在Cache中未找到所需數據或指令）主存塊與緩存塊未建立對應關系（

25、3）cache的命中率cache的命中率是CPU欲訪問的信息在cache中的比率。命中率與Cache的容量與塊長有關二、二、Cache 主存的地址映射主存的地址映射1. 直接映象直接映象 字塊2m-1 字塊2c+1 字塊2c+11 字塊2c +1 字塊2c 字塊2c1 字塊1 字塊0主存儲體主存儲體 字塊 1 標記 字塊 0 標記字塊 2c-1標記Cache存儲體存儲體t位位01C1 字塊字塊地址 主存字 塊標記t 位位c 位位b 位位主存地址主存地址 比較器（比較器（t位）位）= 不命中不命中有效位有效位=1？*m位位 Cache內地址內地址否否是是命中命中每個緩存塊每個緩存塊 i 可以和可

26、以和 若干若干 個個 主存塊主存塊 對應對應每個主存塊每個主存塊 j 只能和只能和 一一 個個 緩存塊緩存塊 對應對應i = j mod C 字塊2c+1 字塊2c 字塊0 字塊 0優(yōu)點：實現簡單，查找數據或指令是否在cache中速度快。缺點：不夠靈活，每個主存塊固定對應某個緩存塊，使緩存容量不能充分利用，cache利用率低。2. 全相聯映象全相聯映象主存主存 中的中的 任一塊任一塊 可以映象到緩存中的可以映象到緩存中的任一塊任一塊字塊2m1字塊2c1字塊1 字塊0字塊2c1字塊1字塊0標記標記標記標記標記標記主存字塊標記主存字塊標記 字塊內地址字塊內地址主存地址主存地址m = t + c 位

27、位b位位m = t+cCache 存儲器存儲器主存儲器主存儲器 字塊0優(yōu)點：較靈活，塊可以任意存放，cache利用率高。缺點：所需邏輯電路多，成本高。某一某一主存塊主存塊 j 按按模模 Q 映射到映射到 緩存緩存 的的第第 i 組中的組中的 任一塊任一塊全相聯映象全相聯映象3. 組相聯映象組相聯映象字塊2m1字塊2c-r+1 字塊2c-r + 1 字塊2c-r字塊2c-r 字塊1 字塊0 字塊 3標記 字塊 1標記字塊 2c1標記 字塊 2標記 字塊 0標記字塊 2c2標記組組012c-r1Cache主存儲器主存儲器共共 Q 組組，每組內兩塊（，每組內兩塊（r = 2)1i = j mod Q

28、直接映象直接映象 字塊0 字塊 1 字塊 0 字塊2c-r 字塊2c-r+1 組相聯映象是直接映像和全相聯映像的折衷，組間是直接映象，組內是全相聯映象方式。當r=0時是直接映象方式，r=c時是全相聯映象方式。三、替換算法三、替換算法1. 先進先出先進先出 （ FIFO ）算法算法 2. 近期最少使用法（近期最少使用法（ LRU）算法算法小結小結某一某一 主存塊主存塊只能固定只能固定映射到映射到 某一某一 緩存塊緩存塊直接直接全相聯全相聯組相聯組相聯某一某一 主存塊主存塊能能映射到映射到 任一任一 緩存塊緩存塊某一某一 主存塊主存塊能能映射到映射到 某一某一 緩存緩存 組中的任一塊組中的任一塊不

29、靈活不靈活成本高成本高4.44.4 輔助存儲器一、概述： 特點：容量大，速度較慢，成本低，斷電后還能保存信息，屬于非易失性存儲器。二、輔助存儲器的分類與技術指標二、輔助存儲器的分類與技術指標（一）、輔助存儲器的分類（一）、輔助存儲器的分類 目前常用的輔助存儲器主要有兩類：目前常用的輔助存儲器主要有兩類：磁表面存儲器和光磁表面存儲器和光存儲器存儲器。 1、磁表面存儲器、磁表面存儲器 把磁性材料沉積在基體上形成記錄介質。把磁性材料沉積在基體上形成記錄介質。 工作原理工作原理：磁性材料沉積在基體上形成記錄介質，通：磁性材料沉積在基體上形成記錄介質，通過磁頭與記錄介質的相對運動來讀寫信息。過磁頭與記錄

30、介質的相對運動來讀寫信息。優(yōu)點優(yōu)點： 容量大，位價低容量大，位價低 記錄介質可重復使用記錄介質可重復使用 信息可長期保存甚至可脫機保存信息可長期保存甚至可脫機保存缺點缺點： 速度慢速度慢 對工作環(huán)境要求高對工作環(huán)境要求高2、光存儲器 記錄原理：用激光在具有感光特性的介質上非接觸地記錄高密度信息，以介質材料的光學性質的變化來表示0或1。 優(yōu)點：容量大，非易失性。 缺點：速度慢。（二） 輔助存儲器的技術指標 主要技術指標有存儲密度、存儲容量和尋址時間。 1、存儲密度 定義：單位長度或單位面積磁層表面所存儲的二進制信息量。對磁盤存儲器來說可以用道密度來表示。 道密度：沿磁盤半徑方向單位長度的磁道數，

31、單位是道/英寸或道/毫米。 位密度：單位長度磁道能記錄的二進制信息的位數，又叫線密度。單位是位/英寸或位/毫米。 2、存儲容量 定義：存儲器所能存儲的二進制信息總量。輔存容量一般以字節(jié)為單位。 磁盤存儲器有格式化和非格式化兩個容量，格式化容量指的是用戶可以使用的容量，一般為非格式化容量的80%。 格式化分高級格式化和低級格式化。 低級格式化低級格式化是將硬盤劃分出柱面和磁道，再是將硬盤劃分出柱面和磁道，再將磁道劃分為若干個扇區(qū)。將磁道劃分為若干個扇區(qū)。 低級格式化是高級格式化之前的一件工作，低級格式化是高級格式化之前的一件工作，每塊硬盤在出廠前都進行了低級格式化。每塊硬盤在出廠前都進行了低級格

32、式化。 低級格式化是一種損耗性操作，對硬盤壽命低級格式化是一種損耗性操作，對硬盤壽命有一定的負面影響。有一定的負面影響。三種文件系統(tǒng)：三種文件系統(tǒng)：FAT、FAT32和和NTFS。 FAT：文件分配表（文件分配表（File Allocation Table），是硬盤對其上文件分配管理的一種系），是硬盤對其上文件分配管理的一種系統(tǒng)，它記錄著硬盤的容量，哪些扇區(qū)己被數據統(tǒng)，它記錄著硬盤的容量，哪些扇區(qū)己被數據占用，哪些扇區(qū)沒有被占用占用，哪些扇區(qū)沒有被占用 。 FAT適用系統(tǒng)：適用系統(tǒng)：DOS FAT32 FAT32支持的文件大小可以達到4GB。 支持這一磁盤分區(qū)格式的操作系統(tǒng)有win 98和wi

33、n 2000、 win XP 。 NTFS 新技術文件系統(tǒng)，NTFS支持文件加密管理功能，可為用戶提供更高層次的安全保證。NTFS可以支持的文件大小可以達到64GB。 支持NTFS的系統(tǒng)有win 2000、win NT和win XP、win7等。3、尋址時間 磁盤存儲器用直接存取方式，尋址時間包括兩部分：磁頭尋找目標磁道所需的找道時間和找到磁道后磁頭等待所需要讀寫的區(qū)段旋轉到磁頭下方的等待時間。 平均尋址時間=平均找道時間+平均等待時間 平均等待時間與磁盤轉速有關，用磁盤旋轉一周所需時間的一半來表示。 例題：某軟盤有兩個記錄面，每面有80個磁道，每個磁道分15個扇區(qū)，每個扇區(qū)可記錄512字節(jié)的信息，轉速為360轉每分鐘，求此盤的容量及平均等待時間。 解：容量=512* *15 * * 80 * * 2=1.2MB 旋轉一圈需要的時間為：1/360*60=0.0028*60=