存儲器及其接口PPT課件

1、存儲器概述及分類存儲器概述及分類 數(shù)據(jù)在存儲器中的存儲都以二進制形式存在。數(shù)據(jù)在存儲器中的存儲都以二進制形式存在。第1頁/共126頁存儲器的計量單位v位：一個cell，記做bitv字節(jié)：8bit，記做Bytev1KB=1024Byte v1MB=1024KBv1GB=1024MB v1TB=1024GBv1PB=1024TB 存儲器概述及分類第2頁/共126頁按存儲介質(zhì)分類1半導(dǎo)體存儲器以二極管、晶體管或MOS管等半導(dǎo)體器件作為存儲元件。如內(nèi)存。2磁存儲器采用磁性材料作為存儲介質(zhì)。如磁芯、磁帶、磁盤等。常用的磁存儲器是磁帶、磁盤等磁表面存儲器，如硬盤、軟盤。3光存儲器采用激光技術(shù)在記錄介質(zhì)上進

2、行讀寫的存儲器。如只讀光盤（CD-ROM）、可讀寫光盤（MO）等。存儲器概述及分類第3頁/共126頁按存取方式分類隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、串行訪問存儲器SAM1隨機存儲器RAM（RandomAccessMemory）按地址存取，存取時間與存儲單元的物理位置無關(guān)?？煞譃殡p極型和MOS型。雙極型存儲器：存取速度快，功耗大，集成度小，一般作為容量較小的高速緩沖存儲器。MOS型存儲器：按MOS工藝制成，分為靜態(tài)存儲器（SRAM）和動態(tài)存儲器（DRAM）。動態(tài)存儲器的存儲內(nèi)容需定時刷新。存儲器概述及分類第4頁/共126頁2只讀存儲器ROM（ReadOnlyMemory）按制作工藝和使用特性可

3、分為：固定只讀存儲器（ROM）、可編程只讀存儲器（PROM）、可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）和電擦除可編程只讀存儲器（EEPROM）。 ROM：內(nèi)容一般是在生產(chǎn)時事先寫入，計算機工作時只能讀出，而不能寫入。 PROM：內(nèi)容是在使用時由用戶寫入的，一旦寫入不能更改。 EPROM和EEPROM：可進行多次寫入操作。3串行訪問存儲器SAM（SequentialAccessMemory）讀寫操作需按物理位置的先后順序?qū)ふ业刂?。如磁帶。存儲器概述及分類?頁/共126頁按在計算機中的作用分類主存儲器、輔助存儲器、緩沖存儲器、閃速存儲器（FlashMemory）1.主存儲器簡稱主存、內(nèi)存，通過內(nèi)存總

4、線與CPU聯(lián)接，用來存放正在執(zhí)行的程序和處理的數(shù)據(jù)?？梢院虲PU直接交換信息。主要類型：（1）FPM：快速頁面模式內(nèi)存（2）EDO：擴展數(shù)據(jù)輸出內(nèi)存（3）DDRSDRAM：同步雙倍速率傳輸動態(tài)隨機存儲器，主流內(nèi)存規(guī)范。（4）RDRAM：Rambus（開發(fā)公司名字），運行頻率比SDRAM和DDRSDRAM要高了許多，從300MHz到600MHz。存儲器概述及分類第6頁/共126頁2輔助存儲器輔存、外存，需通過專門的接口電路與主機聯(lián)接，不能和CPU直接交換信息，用來存放暫不執(zhí)行或還不被處理的程序或數(shù)據(jù)。3緩沖存儲器緩沖存儲器簡稱緩存（Cache），在兩個速度不同的部件，如CPU與主存之間，以解決數(shù)

5、據(jù)傳送速度不匹配問題。4閃速存儲器（FlashMemory）快擦寫存儲器，可在不加電的情況下長期保存信息，具有非易失性，能在線進行快速擦除與重寫，兼具有EEPROM和SRAM的優(yōu)點。其集成度與位價格接近EPROM，是代替EPROM和EEPROM的理想器件，也是未來小型磁盤的替代品。存儲器概述及分類第7頁/共126頁存儲器內(nèi)部存儲器（內(nèi)存、主存）外部存儲器（外存、輔存）緩沖存儲器閃速存儲器隨機存儲器（RAM）只讀存儲器（ROM）磁盤磁帶光盤硬盤軟盤MOS型靜態(tài)（SRAM）動態(tài)（DRAM）掩模型ROM（MROM）可編程ROM（PROM）可擦除PROM（EPROM）電可擦除PROM（EEPROM）雙

6、極型存儲器概述及分類第8頁/共126頁一、靜態(tài)RAM的組成由存儲體、地址譯碼電路、讀/寫驅(qū)動電路、控制電路、地址寄存器和數(shù)據(jù)緩沖器組成。隨機存取存儲器RAM第9頁/共126頁1存儲體存儲信息的實體，由若干個能存儲一位二進制數(shù)的位存儲單元構(gòu)成。上圖中的存儲體是一個由6464=4096個六管靜態(tài)存儲電路組成的存儲矩陣。2譯碼電路對來自CPU的地址碼進行譯碼，以選擇地址碼所指定的存儲單元。有單譯碼方式和雙譯碼方式。3I/O電路讀/寫信息。I/O電路還有對讀出的信息進行放大的作用。隨機存取存儲器RAM第10頁/共126頁5地址寄存器接收來自CPU的地址碼，繼而送到行、列地址譯碼器進行地址譯碼。6數(shù)據(jù)緩

7、沖器控制存儲器與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線之間的數(shù)據(jù)輸入/輸出。 4控制電路對存儲芯片進行選擇及對選中的存儲單元進行讀/寫控制。芯片選擇是通過片選信號控制完成的，一般由地址碼的高位譯碼產(chǎn)生。對于選中的芯片的存儲單元的讀/寫操作，由讀/寫控制信號R/確定，高電平信號為讀操作，低電平信號為寫操作。CSW隨機存取存儲器RAM第11頁/共126頁二、靜態(tài)RAM的讀/寫過程1讀出過程 （1）地址碼A0A11加到RAM芯片的地址輸入端，經(jīng)X與Y地址譯碼器譯碼，產(chǎn)生行選與列選信號，選中某一存儲單元，該單元中存儲的代碼，經(jīng)一定時間，出現(xiàn)在I/O電路的輸入端。I/O電路對讀出的信號進行放大、整形，送至輸出緩沖寄存器。緩沖寄存

8、器一般具有三態(tài)控制功能，在門控信號無效時，所存數(shù)據(jù)還不能送到數(shù)據(jù)總線DB上。（2）在送上地址碼的同時，還要送上讀/寫控制信號（R或、）和片選信號（）。讀出時，使R=1，=0，這時，輸出緩沖寄存器的三態(tài)門將被打開，所存信息送至DB上。于是，存儲單元中的信息被讀出。WRDWRCSWCS隨機存取存儲器RAM第12頁/共126頁2寫入過程（1）地址碼加在RAM芯片的地址輸入端，選中相應(yīng)的存儲單元，使其可以進行寫操作。（2）將要寫入的數(shù)據(jù)放在DB上。（3）加上片選信號=0及寫入信號R0。這兩個有效控制信號打開三態(tài)門使DB上的數(shù)據(jù)進入輸入電路，送到存儲單元的位線上，從而寫入該存儲單元。CSW隨機存取存儲器

9、RAM第13頁/共126頁動態(tài)隨機存儲器（DRAM）一、DRAM基本存儲電路1. 結(jié)構(gòu)：由一個MOS管和一個電容組成2. 原理：靠電容來存儲信息的，電容充有電荷表示存儲信息“1”，沒有電荷表示存儲信息“0”。當行、列選擇線都為高電平時，存儲元被選中，VT1、VT2管導(dǎo)通。寫操作：寫1，數(shù)據(jù)線上為高電平，對電容C充電；寫0，數(shù)據(jù)線上為低電平，電容上的電荷很快被釋放掉。列選擇信號行選擇信號刷新放大器數(shù)據(jù)線VT1VT2C隨機存取存儲器RAM第14頁/共126頁讀操作：電容上的電荷被泄露掉，是一種破壞性讀出，因此在讀操作后要立即重新寫入原有的信息，以保證所存儲的信息不變。刷新：由于電容上存儲的電荷總存

10、在著泄露，時間一長信息就會丟失，所以需要每隔一定時間（一般2ms）對電容進行一次充電，以補充泄漏掉的電荷，稱為存儲器“刷新”或“再生”。刷新操作是逐行進行的。3.優(yōu)點：內(nèi)部線路簡單，集成度高，功耗小，價格較便宜。4.缺點：需要刷新電路，外部電路復(fù)雜。隨機存取存儲器RAM第15頁/共126頁二、DRAM的結(jié)構(gòu)特點1.由許多基本存儲元排列組成的二維存儲矩陣。2.為了保證足夠高的集成度，減少芯片對外封裝引腳數(shù)目和便于刷新，DRAM的結(jié)構(gòu)具有兩個特點：芯片一般都設(shè)計成位結(jié)構(gòu)形式，即每個存儲單元只有一個數(shù)據(jù)位，一個芯片上含有若干字，如8K1b、16K1b、64K1b或256K1b等。芯片引腳上的地址線是

11、復(fù)用的，地址總是分成行地址和列地址兩部分，芯片內(nèi)部設(shè)置有行地址鎖存器和列地址鎖存器。在對DRAM進行訪問時，先由行地址選通信號把行地址打入行地址鎖存器，隨后再由列地址選通信號把列地址打入列地址鎖存器，訪問地址分兩次打入，使DRAM芯片的對外地址線引腳大大減少，僅需與行地址相同即可。RASCAS隨機存取存儲器RAM第16頁/共126頁三、DRAM控制電路DRAM工作時，除了正常的讀/寫操作之外，還要定時刷新，因而需要設(shè)置專門的控制電路DRAM控制器來管理DRAM芯片的工作。DRAM控制器是CPU和DRAM芯片之間的接口電路，它將CPU的信號變換成適合DRAM芯片的信號。CPU刷新地址計數(shù)器地址多

12、路開關(guān)刷新定時器仲裁電路時序發(fā)生器DRAM地址總線地址讀/寫RASCASWE隨機存取存儲器RAM第17頁/共126頁地址多路開關(guān)：把CPU輸出的內(nèi)存地址轉(zhuǎn)換成行地址和列地址，在和信號的控制下，分兩次送入DRAM芯片，實現(xiàn)行、列地址的分時打入。刷新定時器：控制DRAM芯片的刷新定時時間。刷新地址計數(shù)器：提供逐行刷新時的刷新地址。仲裁電路：當來自CPU的讀寫請求和來自刷新定時器的刷新請求同時到來時，由仲裁電路對二者的優(yōu)先權(quán)進行裁決。時序發(fā)生器：產(chǎn)生行地址選通信號、列地址選通信號、寫信號。RASCASRASCASWE隨機存取存儲器RAM第18頁/共126頁一、掩模式只讀存儲器（MROM，Masked

13、ROM）由生產(chǎn)廠家根據(jù)用戶提供的程序和數(shù)據(jù)，先把要存儲的信息制作成掩模，再經(jīng)過兩次光刻而制成的，一旦制成后，信息就不能更改。適于大批量生產(chǎn)，成本低，但靈活性差。存儲元可用二極管、MOS管、雙極型晶體管構(gòu)成。MOS型只讀存儲器功耗小、速度慢，適用于一般微機系統(tǒng)；而雙極型只讀存儲器功耗大、速度快，適用于速度要求較高的微機系統(tǒng)。只讀存儲器ROM第19頁/共126頁44位MOS型只讀存儲器：地址碼A1A0譯碼后輸出4條字選擇線，分別選中4個單元；每個單元有4位數(shù)據(jù)（D3D0）輸出。在行和列的交叉點上有MOS管的存儲單元的信息是1，沒有MOS管的存儲單元信息為0。地址譯碼器UDD單元0單元1單元2單元3

14、D3D2D1D000011011A1A0單元0的內(nèi)容為0100單元1的內(nèi)容為1001單元2的內(nèi)容為0111單元3的內(nèi)容為1010只讀存儲器ROM第20頁/共126頁二、可編程只讀存儲器（PROM，ProgrammableROM）出廠時是空白的，允許用戶可以根據(jù)自己的需要確定ROM中的內(nèi)容。有兩種常見的結(jié)構(gòu)：用二極管作為存儲元的結(jié)破壞型和用雙極型晶體管作為存儲元的熔絲型。雙極型晶體管組成的熔絲型PROM：每個晶體管的發(fā)射極上串一個熔絲，出廠時所有管子上的熔絲是全部接通的，表示存儲的信息全部為1。用戶編程時，對需要寫0的位通過較大的電流使熔絲熔斷，即該位存入了信息0，熔絲未被熔斷的位仍為1。熔絲一

15、旦燒斷再無法恢復(fù)，所以PROM只允許編程一次。熔絲行選擇線Di列選擇線UDD只讀存儲器ROM第21頁/共126頁結(jié)構(gòu)原理：存儲元由一個浮柵管和一個MOS管串接起來。由于柵極周圍被二氧化硅絕緣層包圍成為浮柵，所以原始狀態(tài)的浮柵不帶電荷，浮柵管不導(dǎo)通，位線上是高電平，即存儲的信息為1。當在浮柵管的漏極D和源極S之間加上25 V的高電壓和編程脈沖時，D、S間被瞬時雪崩擊穿，大量電子通過絕緣層注入到浮柵，使浮柵管處于導(dǎo)通狀態(tài)，即存儲的信息為0。由于浮柵被絕緣層包圍，注入的電子不會泄露，保存的信息也就不會丟失。三、可擦除可編程只讀存儲器（EPROM，ErasablePROM）UDD選擇線Di浮柵管只讀存

16、儲器ROM第22頁/共126頁擦除原理：當用紫外線照射EPROM芯片上的石英玻璃窗口時，所有存儲元電路中浮柵管浮柵上的電荷會形成光電流泄露，使電路又恢復(fù)成原始狀態(tài)，從而擦除了所有信息，擦除后的EPROM還可以重新編程。優(yōu)點：可以進行多次編程。缺點：不能在線編程。擦除重寫時，必須從系統(tǒng)中拆下來，在紫外線燈下照射20分鐘，擦除原有信息后，再用專門的編程器重新寫入新的程序或數(shù)據(jù)。EPROM芯片中的信息不能實現(xiàn)部分內(nèi)容的修改。只讀存儲器ROM第23頁/共126頁四、電擦除可編程只讀存儲器（E2PROM，ElectricallyEPROM）采用加高電壓的方法來擦除芯片中的原有信息?？稍诰€編程和擦除。擦除

17、和編程以字節(jié)為單位，可方便地改寫其中的任一部分內(nèi)容。既可以在斷電的情況下保持信息不丟失，又可以像RAM那樣隨機地進行改寫，因而兼有RAM和ROM的功能特點，使用起來十分方便。EPROM并不能用來代替RAM，它在正常工作方式中一般是只讀不寫的，擦除一個單元雖然比EPROM要快得多，但與RAM的寫入速度仍相差甚遠。只讀存儲器ROM第24頁/共126頁五、閃速存儲器（FlashMemory）在EPROM的基礎(chǔ)上增加了電擦除和可重復(fù)編程能力的設(shè)計，采用電來擦除，但只能擦除整個區(qū)或整個器件。比E2PROM的成本更低，密度和可靠性更高。目前價格已低于DRAM，容量已接近于DRAM。是唯一具有大容量、非易失

18、性、低價格、可在線改寫和高速度等特性的存儲器。現(xiàn)階段，它除了取代EPROM和E2PROM來存放主板和顯卡的BIOS以外，還廣泛應(yīng)用于便攜式計算機的PC卡存儲器，成為代替磁盤的一種理想工具。只讀存儲器ROM第25頁/共126頁存儲器芯片的擴展每一個存儲器芯片的存儲容量有限，實際的存儲器需由若干個芯片進行相應(yīng)的連接、擴展而成的。存儲器擴展分為3種情況： 字擴展：存儲芯片容量不能滿足存儲器的要求。如用2K8b的存儲芯片構(gòu)成16K8b的存儲器。 位擴展：存儲芯片的位數(shù)不能滿足存儲器的要求。如用8K8b的存儲芯片構(gòu)成8K16b的存儲器。 字、位同時擴展：存儲芯片的容量和位數(shù)都不能滿足存儲器的要求。如用2

19、K4b的存儲芯片構(gòu)成8K8b的存儲器。存儲器的容量擴充第26頁/共126頁 (1) (1) 位擴展：位擴展：進行存儲器位數(shù)的擴充進行存儲器位數(shù)的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，數(shù)據(jù)端單獨引出。數(shù)據(jù)端單獨引出。例：將16K*1位的存儲芯片擴展為16K*8位的存儲器CSWEI/OCSWEA0A13D0A0A13存儲器的容量擴充第27頁/共126頁 (1)(1)位擴展：位擴展：進行存儲器位數(shù)的擴充進行存儲器位數(shù)的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀

20、寫控制端并聯(lián)，數(shù)據(jù)端單獨引出。數(shù)據(jù)端單獨引出。CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13I/OCSWED0D1A0A13例：將16K*1位的存儲芯片擴展為16K*8位的存儲器存儲器的容量擴充第28頁/共126頁 (1)(1)位擴展：位擴展：進行存儲器位數(shù)的擴充進行存儲器位數(shù)的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，數(shù)據(jù)端單獨引出。數(shù)據(jù)端單獨引出。CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OCSWEA0A13D0D1D2A0A13例：將16K*1位的存儲芯片擴展為16K*8位的存儲器存儲器的容量

21、擴充第29頁/共126頁 (1)(1)位擴展：位擴展：進行存儲器位數(shù)的擴充進行存儲器位數(shù)的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制端并聯(lián)，數(shù)據(jù)端單獨引出。數(shù)據(jù)端單獨引出。CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSA0A13D0D1D2D3D4D5D6D7WE例：將16K*1位的存儲芯片擴展為16K*8位的存儲器m位n位，需n/m片存儲器的容量擴充第30頁/共126頁 (2)

22、(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數(shù)達不到地址范圍要求，則增加字數(shù) 連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，片選端單獨引出。片選端單獨引出。存儲器的容量擴充第31頁/共126頁 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數(shù)達不到地址范圍要求，則增加字數(shù) 連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，片選端單獨引出。片選端單獨引出。CSWEI/OA0A13例：由16K*8位擴充成64K*8位的存儲器存儲器的容量擴充第32頁/共126頁 (

23、2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數(shù)達不到地址范圍要求，則增加字數(shù) 連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，片選端單獨引出。片選端單獨引出。CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13例：由16K*8位擴充成64K*8位的存儲器存儲器的容量擴充第33頁/共126頁 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數(shù)達不到地址范圍要求，則增加字數(shù) 連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，片選端單獨引出。片選端單獨引出。CSWEI/

24、OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13例：由16K*8位擴充成64K*8位的存儲器存儲器的容量擴充第34頁/共126頁 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數(shù)達不到地址范圍要求，則增加字數(shù) 連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，片選端單獨引出。片選端單獨引出。CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13WEA0-A13D0 D7例：由16K*8位擴充成64K*8位的存儲器存儲器的容量擴充第35頁/共126頁 (2)(2)字擴展：字擴

25、展：達不到地址范圍要求，則增加字數(shù)達不到地址范圍要求，則增加字數(shù) 連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，連接方式：將各個芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制端并聯(lián)，片選端單獨引出。片選端單獨引出。CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13CSWEI/OA0A13WEA0-A13D0 D7譯碼器A14A15例：由16K*8位擴充成64K*8位的存儲器mknk，需n/m組芯片，每組一片存儲器的容量擴充第36頁/共126頁 (3)(3)字位擴展：字位擴展：字向和位向同時進行擴展。字向和位向同時進行擴展。 使用使用L字字K位芯片擴充成位芯片擴充成M字字N位存儲器

26、位存儲器,需需(M/L)(N/k)片芯片，分片芯片，分M/L組，每組組，每組N/K片芯片片芯片存儲器的容量擴充第37頁/共126頁CSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WECSA0 | A9I/O1-4WEG2A G2B Y3 G1 Y2 C Y1 B Y0 A74138D0 D7A0-A9A14 A13 A12 A11 A10MREQA15WRCPU1K4擴展為4K8存儲器的容量擴充第38頁/共12

27、6頁存儲器擴展的基本步驟：1根據(jù)存儲器容量和芯片容量，確定應(yīng)采用的芯片數(shù)。芯片數(shù)=存儲器容量/芯片容量。2根據(jù)芯片的引腳，確定存儲芯片與CPU的連接方式，包括數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫信號、片選信號的連接。連接的原則：地址線對應(yīng)連。位擴展時，數(shù)據(jù)線并行連接；字擴展時，數(shù)據(jù)線對應(yīng)連接。讀/寫信號對應(yīng)連接。位擴展時，各芯片共用片選信號；字擴展時各芯片分用片選信號。片選信號可通地址碼高位部分譯碼獲得。3地址分配，確定各芯片的存儲地址范圍。存儲器的容量擴充第39頁/共126頁【例】用6116芯片構(gòu)成8K8b的存儲器。分析：6116芯片的地址線為11根，數(shù)據(jù)線位數(shù)為8根，為2K8b的存儲芯片。構(gòu)成8K8b的

28、存儲器需進行字擴展。6116芯片的讀控制信號為，寫控制信號為，片選信號為，三個控制信號都為低電平有效。OEWECS存儲器的容量擴充第40頁/共126頁解：（1）確定芯片數(shù)。芯片數(shù)=8K8b/2K8b=4片（2）確定與CPU的連接。 各芯片的8個數(shù)據(jù)引腳D0D7對應(yīng)連于數(shù)據(jù)總線的D0D7上。 地址引腳A0A10連接到地址總線A0A10上，由地址碼的高位A12、A11通過2線-4線譯碼器譯碼得到4個不同的低電平片選信號送到各芯片的片選端，讀/寫信號 和 直接與CPU的讀信號 和寫信號 連接。OEWERDWR存儲器的容量擴充第41頁/共126頁存儲器的容量擴充第42頁/共126頁第一片2K第二片2K

29、第三片2K第四片2KA12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0地址范圍（3）存儲地址分配00000000000000000H001111111111107FFH01000000000000800H01111111111110FFFH10000000000001000H101111111111117FFH11000000000001800H11111111111111FFFH存儲器的容量擴充第43頁/共126頁內(nèi)存的主要性能指標內(nèi)存的主要性能指標 容量 每個時期內(nèi)存條的容量都分為多種規(guī)格，比如早期的30線內(nèi)存條有256KB、1MB、4MB等容量，后來72線的EDO內(nèi)存有4MB、8

30、MB、16MB等容量，目前流行的168線內(nèi)存常見的內(nèi)存容量有128MB、256MB、512MB。 數(shù)據(jù)寬度和帶寬 內(nèi)存的數(shù)據(jù)寬度是指內(nèi)存同時傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，以位（bit）為單位。內(nèi)存帶寬指內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸速率。內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第44頁/共126頁 內(nèi)存的“線”數(shù) 就是指內(nèi)存條與主板插接時有多少個接觸點，這些接觸點就是“金手指”，有30線、72線和168線。30線內(nèi)存條的數(shù)據(jù)寬度為8bit；72線內(nèi)存條的數(shù)據(jù)寬度為32bit；168線內(nèi)存條的數(shù)據(jù)寬度為64bit。 內(nèi)存電壓 早期的FPM內(nèi)存和EDO內(nèi)存均使用5V電壓，而SDRAM使用3.3V電壓，DDR SDRAM和RDRAM使用2.5 V電壓。DD

31、R內(nèi)存工作電壓從DDR的2.5V降到1.8V。內(nèi)存的主要性能指標內(nèi)存的主要性能指標內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第45頁/共126頁 時鐘頻率f、時鐘周期TCK 時鐘頻率代表了DRAM所能穩(wěn)定運行的最大頻率，支持時鐘頻率越高的內(nèi)存，其性能也越出眾。 對于SDRAM而言，可分為PC66、PC100、PC133規(guī)范，分別表示可在66-133MHz的時鐘頻率下穩(wěn)定運行。DDR內(nèi)存的基準時鐘頻率為200MHz、266MHz，333MHz、400 MHz、533 MHz。RDRAM基準時鐘頻率為600MHz、700MHz和800MHz。 內(nèi) 存 的 時 鐘 周 期 TC K 由 時 鐘 頻 率 決 定 ， TC K =

32、1 / f ， 例 如 對 于100MHz的系統(tǒng)來說，一個系統(tǒng)時鐘周期為10ns。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展內(nèi)存的主要性能指標內(nèi)存的主要性能指標第46頁/共126頁 SPD SPD (Serial Presence Detect) 是1個8針的EEPROM芯片，容量為256字節(jié)，里面主要保存了該內(nèi)存條的相關(guān)資料，如容量、芯片的廠商、內(nèi)存模組的廠商、工作速度、是否具備ECC校驗等。SPD的內(nèi)容一般由內(nèi)存模組制造商寫入。支持SPD的主板在啟動時自動檢測SPD中的資料，并以此設(shè)定內(nèi)存的工作參數(shù)，使之以最佳狀態(tài)工作，更好地確保系統(tǒng)的穩(wěn)定。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展內(nèi)存的主要性能指標內(nèi)存的主要性能指標第47頁/共126頁 EC

33、C ECC(Error Checking and Correcting) 功能，指內(nèi)存具備錯誤修正碼的功能。它使得內(nèi)存在傳輸數(shù)據(jù)的同時，在每筆資料上增加一個檢查位，以確保資料的正確性，若有錯誤發(fā)生，還可以將它加以修正并繼續(xù)傳輸，這樣不至于因為錯誤而中斷。 奇偶校驗（Parity） 非奇偶校驗內(nèi)存的每個字節(jié)只有8位，若它的某一位存儲了錯誤的值，就會使其中存儲的數(shù)據(jù)發(fā)生改變而導(dǎo)致應(yīng)用程序發(fā)生錯誤。而奇偶校驗內(nèi)存在每一字節(jié)（8位）外又額外增加了一位作為錯誤檢測之用。那些Parity檢測到錯誤的地方，ECC可以糾正錯誤。內(nèi)存技術(shù)發(fā)展內(nèi)存的主要性能指標內(nèi)存的主要性能指標第48頁/共126頁4.1.3主流

34、內(nèi)存主流內(nèi)存 486和早期Pentium時代普遍使用的內(nèi)存是FPM (Fast Page Mode RAM，快速頁面模式隨機存取存儲器)，它每隔3個時鐘脈沖周期傳送一次數(shù)據(jù)，72線、5V電壓、32bit數(shù)據(jù)寬度，速度基本都在60ns以上。（1988-1990） 后來使用EDO (Extended Data Out RAM，擴展數(shù)據(jù)輸出隨機存取存儲器) 內(nèi)存，EDO內(nèi)存每隔兩個時鐘脈沖周期傳輸一次數(shù)據(jù)，大大地縮短了存取時間，使存取速度提高30%。EDO內(nèi)存有72線和168線之分，速度達到60ns。EDO內(nèi)存多用于早期的Pentium主板上。（1991-1995） 現(xiàn)在市場上用于個人電腦的內(nèi)存主要

35、有三大類，一種是SDRAM，一種是目前主流的DDR內(nèi)存，還有一種是RDRAM。這三種內(nèi)存都是DRAM。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第49頁/共126頁 SDRAM SDRAM（Synchronous DRAM 同步動態(tài)隨機存儲器）是現(xiàn)在常見的內(nèi)存之一。其工作速度與系統(tǒng)總線速度是同步的。SDRAM內(nèi)存是根據(jù)其性能來進行標稱的，比如PC100和PC133就是依據(jù)SDRAM內(nèi)存的運行頻率來進行劃分的。單位都是MHz (兆赫茲)。SDRAM的主流規(guī)范是PC133，也就是說這是運行在133MHz的SDRAM。意味著每秒運行133百萬次，那么每次的運行時間就是差不多7.5ns，即內(nèi)存的時鐘周期為7.5ns。加快內(nèi)存的時

36、鐘頻率也就是縮短了內(nèi)存的時鐘周期，比如平時需要兩個周期才能完成的工作，現(xiàn)在雖然還是要兩個時鐘周期，但由于內(nèi)存時鐘頻率的加快，所花費的時間就少了很多了，我們直接能感受到的就是計算機的運行速度變快了。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展 第50頁/共126頁v DDR SDRAM DDR SDRAM (Double Date Rate SDRAM，雙倍速率SDRAM)?？疵志椭繢DR其實也是SDRAM的一種。DDR內(nèi)存采用了雙時鐘差分信號等技術(shù)，使其在單個時鐘周期內(nèi)的上、下沿都能進行數(shù)據(jù)傳輸，所以具有比SDRAM多一倍的傳輸速率和內(nèi)存帶寬。 可以通過內(nèi)存條的金手指的“缺口”進行辨別，DDR只有一個缺口，而SDRAM

37、有兩個缺口。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第51頁/共126頁v DDR的標稱和SDRAM一樣采用頻率?，F(xiàn)在DDR運行頻率主要有100MHz、133MHz、166MHz、200MHz四種，由于DDR內(nèi)存具有雙倍速率傳輸數(shù)據(jù)的特性，因此在DDR內(nèi)存的標識上采用了工作頻率2的方法，也就是DDR200、DDR266、DDR333和DDR400。DDR2 有DDR2 400、DDR2 533、DDR2 667、DDR2 800v DDR內(nèi)存的標稱還可以用其帶寬來表示。內(nèi)存帶寬嚴格地說應(yīng)該分為內(nèi)存理論帶寬和內(nèi)存實際帶寬這兩種，這里討論的是內(nèi)存的理論帶寬，它的計算公式是：內(nèi)存帶寬內(nèi)存運行頻率8Byte (64bit)。那

38、么DDR266的內(nèi)存就可以換算為2668Byte2128MB/s，所以DDR266通常也被稱為PC2100，同理DDR200是PC1600，而DDR333是PC2700。用內(nèi)存的帶寬來表示比用運行頻率表示更能體現(xiàn)內(nèi)存的性能，但是這里提及的都是理論帶寬。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第52頁/共126頁v 3RDRAM RDRAM存儲器總線式動態(tài)隨機存取存儲器，也就是Rambus內(nèi)存。RDRAM的運行頻率比SDRAM和DDR要高了許多，從300MHz、600MHz、800MHz到10660MHz。因為其比較高的工作頻率發(fā)熱量自然不會小，因此RDRAM內(nèi)存表面都貼上金屬散熱片。如圖4-3所示，這就是我們在市場上常

39、看到的RDRAM的樣子。內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第53頁/共126頁vRDRAM常見的型號是PC600、PC700、PC800三種，RDRAM可以像DDR一樣在時鐘信號的上下沿都可以傳輸信息，但其數(shù)據(jù)通道接口帶寬較低，只有16位。RDRAM和SDRAM、DDR相比最大優(yōu)勢在于可以提供更大的內(nèi)存帶寬。這里以PC800為例，它的實際運行頻率為400MHz，而內(nèi)存帶寬為8002Byte1.6GB/s?，F(xiàn)在RDRAM還支持雙通道技術(shù)，也就是說我們可以用兩根同等容量和速度的RDRAM配對使用，形成雙通道架構(gòu)，這樣雙通道的PC800 RDRAM的帶寬就成了3.2GB/s了，這也是在Intel 850主板上RDRAM內(nèi)

40、存需要兩條RDRAM內(nèi)存同時使用的原因。vRDRAM因為其高頻率可以獲得更大的帶寬，但它還是有它不足的地方。和SDRAM、DDR相比，RDRAM比較大的延遲又在很大程度上削弱了它的優(yōu)勢。所以在需要大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊?，RDRAM因為其帶寬的優(yōu)勢，其性能更為優(yōu)越；而在普通應(yīng)用場合，因為零散數(shù)據(jù)比較多，潛伏周期較短的DDR SDRAM性能則占上風(fēng)。 內(nèi)存技術(shù)發(fā)展第54頁/共126頁計算機系統(tǒng)的外存儲器主要有磁盤、磁帶和光盤。磁盤存儲器又分為硬磁盤和軟磁盤兩種，分別簡稱為硬盤和軟盤。硬盤、軟盤均屬于磁表面存儲器。磁表面存儲器是在不同形狀的載體上，涂有磁性材料層。工作時，載磁體高速運動，磁頭在磁層上進行

41、讀寫操作。信息被記錄在磁層上，這些信息的軌跡就是磁道。磁盤的磁道是一個個同心圓環(huán)，磁帶的磁道是沿磁帶長度方向的條型區(qū)域。外存儲器磁盤第55頁/共126頁在存儲數(shù)據(jù)之前，磁表面上的顆粒磁向是隨機的讀寫磁頭磁化磁表面的顆粒。顆粒的正極指向磁頭負極 讀寫磁頭可以翻轉(zhuǎn)磁表面顆粒的磁向。磁表面顆粒的磁向排列記錄了數(shù)據(jù)磁表面存儲器的讀寫圖示外存儲器磁盤第56頁/共126頁一、軟盤（FD，F(xiàn)loppyDisk）可移動磁盤存儲器，早期在PC機中作為文件和應(yīng)用軟件復(fù)制的主要載體。特點：與硬盤相比，容量小、速度低、可靠性差。1.發(fā)展：已不作為PC機的基本配置，逐漸被移動硬盤、U盤等取代。2.分類按盤片大小分：5.

42、25英寸軟盤和3.5英寸軟盤。按軟盤的容量可分為：高密度軟盤（1.44MB）和低密度軟盤（720KB）。目前，720KB的低密度軟盤已很少使用。3.構(gòu)成PC機軟盤系統(tǒng)由軟盤片、軟盤控制器、軟盤驅(qū)動器（磁頭位于其上）組成。外存儲器磁盤第57頁/共126頁4.物理外觀：寫保護缺口索引孔（定位孔）磁頭讀寫窗中心軸孔磁頭讀寫窗寫保護口中心軸孔外存儲器磁盤第58頁/共126頁5軟盤驅(qū)動器由磁頭、磁頭定位系統(tǒng)、讀寫系統(tǒng)、主軸驅(qū)動系統(tǒng)和狀態(tài)檢測部件等構(gòu)成。軟驅(qū)控制電路板主軸電機外存儲器磁盤第59頁/共126頁二、硬盤（HardDisk，也簡稱HD）“溫徹斯特硬盤”：1973年，IBM公司推出。工作時，磁頭懸

43、浮在高速轉(zhuǎn)動的盤片上方，而不與盤片直接接觸，磁頭沿高速旋轉(zhuǎn)的盤片上做徑向移動。硬盤及驅(qū)動器：由固定面板、控制電路板、磁頭組、盤片組、主軸電機、接口及其它附件組成。磁頭組和盤片組件是構(gòu)成硬盤的核心，它們被封裝在硬盤的凈化腔體內(nèi)，包括浮動磁頭組件、磁頭驅(qū)動機構(gòu)、盤片組、主軸驅(qū)動裝置及讀寫控制電路幾個部分。外部結(jié)構(gòu)：接口、控制電路板、固定面板三部分。內(nèi)部結(jié)構(gòu)：盤片組、磁頭驅(qū)動機構(gòu)、磁頭組、主軸電機等部分。外存儲器磁盤第60頁/共126頁產(chǎn)品標簽安裝螺絲透氣孔外存儲器磁盤第61頁/共126頁0磁道一個柱面磁道扇區(qū)盤片之間絕對平行，都固定在一個稱為盤片主軸的旋轉(zhuǎn)軸上。每個盤片的存儲面上都有一個磁頭，與盤

44、片之間的距離只有0.10.3m。所有的磁頭連在一個磁頭控制器上，由磁頭控制器負責(zé)各個磁頭的運動。磁頭沿盤片作經(jīng)向運動，盤片以每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)的速度高速旋轉(zhuǎn)，磁頭對盤片上的指定位置進行數(shù)據(jù)的讀/寫操作。外存儲器磁盤空氣過濾片主軸音圈馬達永磁鐵磁頭臂磁頭磁盤第62頁/共126頁1盤片組（1）盤片是存儲數(shù)據(jù)的載體，采用鋁金屬薄膜材料制成。（2）盤片組一般是由一片或幾片圓形盤片疊加而成，不同容量的硬盤盤片數(shù)是不同的。每個盤片有兩個面，每個面都可以記錄數(shù)據(jù)。（3）盤片分為面、磁道、扇區(qū)、柱面和著陸區(qū)。面：按照磁盤面的多少，依次稱為0面、1面、2面等。于每個面對應(yīng)一個讀寫磁頭，稱為0磁頭（head）、1磁頭、

45、2磁頭等。磁頭數(shù)和盤面數(shù)相同。磁道：盤片表面上以盤片圓心為中心的同心圓環(huán)。從外向內(nèi)編號。柱面：不同盤片相同半徑的磁道組成的空心圓柱體稱為柱面。柱面數(shù)等于每個面的磁道數(shù)。外存儲器磁盤第63頁/共126頁格式化過的磁盤被分成很多圓形的磁道磁道上的一個扇區(qū)可以存儲512字節(jié)的數(shù)據(jù)。小于或等于512字節(jié)的文件存儲在一個扇區(qū)中。大的文件分割存儲在多個扇區(qū)中磁道被分成楔形的扇區(qū)磁盤的外部邊緣和內(nèi)部邊緣不存儲數(shù)據(jù)5.5 外存儲器 磁道和扇區(qū)的概念外存儲器磁盤第64頁/共126頁扇區(qū)：每個磁道劃分成若干段，每段稱為一個扇區(qū)。一個扇區(qū)存放512B的數(shù)據(jù)。硬盤上每個磁道上的扇區(qū)數(shù)相同，這樣硬盤存儲容量計算公式為：

46、硬盤容量=柱面數(shù)磁頭數(shù)每道扇區(qū)數(shù)512B著陸區(qū)：硬盤不工作時磁頭停放位置的區(qū)域，通常指定一個靠近主軸的內(nèi)層柱面作為著陸區(qū)。著陸區(qū)不存儲數(shù)據(jù)，可以避免硬盤受到震動時以及在開、關(guān)電源瞬間磁頭緊急降落時所造成的數(shù)據(jù)丟失。硬盤在電源關(guān)閉時會自動將磁頭停在著陸區(qū)內(nèi)。外存儲器磁盤第65頁/共126頁2主軸組件主軸組件包括軸承和驅(qū)動電機等。驅(qū)動電機又可分為滾珠軸承電機和液態(tài)軸承電機兩種。滾珠軸承馬達工作時溫度高，噪聲大，磨損嚴重，轉(zhuǎn)速相對較慢，但價格較低。液態(tài)軸承馬達以解決了滾珠軸承馬達上的問題同時還有很好的抗震能力，使硬盤壽命延長。3磁頭驅(qū)動機構(gòu)作用是在硬盤尋道時移動磁頭。一般由電磁線圈電機、磁頭驅(qū)動小車

47、、防震動裝置構(gòu)成。4磁頭組件是硬盤中最精密的部件之一，是由讀寫磁頭、傳動手臂、傳動軸三個部分組成。采用了非接觸式磁頭結(jié)構(gòu)，加電后磁頭在高速旋轉(zhuǎn)的磁盤表面移動，磁頭與盤片之間的間隙只有0.10.3m，這樣可以獲得很好的數(shù)據(jù)傳輸率、較高的信噪比和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。外存儲器磁盤第66頁/共126頁1容量 格式化后硬盤的容量由3個參數(shù)決定：硬盤容量=磁頭數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)512 (字節(jié))。硬盤的容量以兆字節(jié)（MB）或千兆字節(jié)（GB）為單位，1GB=1024MB。但硬盤廠商在標稱硬盤容量時通常取1G=1000MB，因此在BIOS中或在格式化硬盤時看到的容量會比廠家的標稱值要小。2單碟容量 單碟容量就是硬盤盤

48、體內(nèi)每張磁碟的最大容量。每塊硬盤內(nèi)部有若干張盤片，所有盤片的容量之和就是硬盤的總?cè)萘俊蔚萘吭酱?，實現(xiàn)大容量硬盤也就越容易，尋找數(shù)據(jù)所需的時間也相對少一點。同時，單碟容量越大，硬盤的檔次越高，性能越好，其故障率也越低，當然價格也越貴。 硬盤的性能指標外存儲器磁盤第67頁/共126頁硬盤的性能指標3硬盤的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速是指硬盤盤片每分鐘轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，單位是rpm.。轉(zhuǎn)速是決定硬盤內(nèi)部傳輸率的決定因素之一，它的快慢在很大程度上決定了硬盤的速度，同時也是區(qū)別硬盤檔次的重要標志。硬盤的轉(zhuǎn)速多為5400rpm、7200rpm和10000rpm。7200rpm的硬盤已經(jīng)逐步取代5400rpm的硬盤成為主流，10

49、000rpm的硬盤多是面對高檔用戶的。外存儲器磁盤第68頁/共126頁4平均訪問時間 平均訪問時間（Average Access Time）是指磁頭從起始位置到達目標磁道位置，并且從目標磁道上找到要讀寫的數(shù)據(jù)扇區(qū)所需的時間。平均訪問時間體現(xiàn)了硬盤的讀寫速度，它包括了硬盤的尋道時間和等待時間，即：平均訪問時間=平均尋道時間+平均等待時間。 硬盤的平均尋道時間（Average Seek Time）是指硬盤的磁頭移動到盤面指定磁道所需的時間。目前主流硬盤的平均尋道時間通常在9ms左右。 硬盤的等待時間，又叫潛伏期（Latency），是指磁頭已處于要訪問的磁道，等待所要訪問的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)至磁頭下方的時間。

50、對圓形的硬盤來說，潛伏時間最多是轉(zhuǎn)一圈所需的時間，最少則為0（不用轉(zhuǎn)），轉(zhuǎn)速540O rpm（或 7200 rpm），故其Average Latency Time約等于（1/5400）6010002=5.6 ms，其余依此類推。硬盤轉(zhuǎn)速7200 RPM,潛伏時間4.2 ms。 平均訪問時間通常在11ms到18ms之間。 硬盤的性能指標外存儲器磁盤第69頁/共126頁5傳輸速率 傳輸速率是指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位為兆字節(jié)每秒（MB/s）。硬盤數(shù)據(jù)傳輸速度包括了內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率和外部數(shù)據(jù)傳輸率。 內(nèi)部傳輸率也稱為持續(xù)傳輸率，指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率，一般取決于硬盤的盤片轉(zhuǎn)速和盤片數(shù)據(jù)線性

51、密度 (指同一磁道上的數(shù)據(jù)間隔度)。這項指標中常常使用Mb/S或Mbps為單位，這是兆位/秒的意思，如果需要轉(zhuǎn)換成MB/s（兆字節(jié)/秒），就必須將Mbps數(shù)據(jù)除以8。例如最大內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率為131Mbps，但如果按MB/S計算就只有16.37MB/s。數(shù)據(jù)傳輸速度實際上達不到33MB/s，更達不到66MB/s。因此硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率就成了整個系統(tǒng)瓶頸中的瓶頸，只有硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率提高了，再提高硬盤的接口速度才有實在的意義。 外部傳輸率（External Transfer Rate）也稱為突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率（Burst Data Transfer Rate）或接口傳輸率，它標稱的是系統(tǒng)總線與硬

52、盤緩沖區(qū)之間的數(shù)據(jù)傳輸率，外部數(shù)據(jù)傳輸率與硬盤接口類型和硬盤緩存的大小有關(guān)。目前采用Ultra DMA133技術(shù)的硬盤，外部數(shù)據(jù)傳輸率可達133MB/s。硬盤的性能指標外存儲器磁盤第70頁/共126頁 由于內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率才是系統(tǒng)真正的瓶頸，因此在購買時我們要分清這兩個概念。一般來講，硬盤的轉(zhuǎn)速相同時，單碟容量大的內(nèi)部傳輸率高；在單碟容量相同時，轉(zhuǎn)速高的硬盤的內(nèi)部傳輸率高。應(yīng)該清楚的是只有內(nèi)部傳輸率向外部傳輸率接近靠攏，有效地提高硬盤的內(nèi)部傳輸率才能對磁盤子系統(tǒng)的性能有最直接、最明顯的提升。目前各硬盤生產(chǎn)廠家努力提高硬盤的內(nèi)部傳輸率，除了改進信號處理技術(shù)、提高轉(zhuǎn)速以外，最主要的就是不斷地提高單碟

53、容量以提高線性密度。由于單碟容量越大的硬盤線性密度越高，磁頭的尋道頻率與移動距離可以相應(yīng)減少，從而減少了平均尋道時間，內(nèi)部傳輸速率也就提高了。硬盤的性能指標外存儲器磁盤第71頁/共126頁6 緩存 緩存（Cache）的大小也是影響硬盤性能的一個重要指標。當硬盤接收到CPU指令控制開始讀取數(shù)據(jù)時，硬盤上的控制芯片會控制磁頭把正在讀取的簇的下一個或者數(shù)個簇中的數(shù)據(jù)讀到緩存中（因為硬盤上數(shù)據(jù)存儲時是比較連續(xù)的，所以讀取的命中率是很高的），當CPU指令需要讀取下一個或者幾個簇中的數(shù)據(jù)的時候，磁頭就不需要再次去讀取數(shù)據(jù)，而是直接把緩存中的數(shù)據(jù)傳輸過去就行了，由于緩存的速度遠遠高于磁頭的速度，所以能夠達到

54、明顯改善性能的目的。顯然緩存容量越大，硬盤性能越好。目前，主流硬盤的緩存一般是2MB。 硬盤的性能指標外存儲器磁盤第72頁/共126頁7 盤表面溫度 指硬盤工作時產(chǎn)生的溫度使硬盤密封殼溫度上升的情況。這項指標廠家并不提供，一般只能在各種媒體的測試數(shù)據(jù)中看到。硬盤工作時產(chǎn)生的溫度過高將影響磁頭的數(shù)據(jù)讀取靈敏度，因此硬盤工作表面溫度較低的硬盤有更穩(wěn)定的數(shù)據(jù)讀、寫性能。8 MTBF (連續(xù)無故障時間) 指硬盤從開始運行到出現(xiàn)故障的最長時間，單位是小時。一般硬盤的MTBF至少在30000小時以上。這項指標在一般的產(chǎn)品廣告或常見的技術(shù)特性表中并不提供，需要時可專門上網(wǎng)到具體生產(chǎn)該款硬盤的公司網(wǎng)址中查詢。

55、 硬盤的性能指標外存儲器磁盤第73頁/共126頁常見硬盤接口1、IDE IDE的英文全稱為“Integrated Drive Electronics”，即“電子集成驅(qū)動器”，它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅(qū)動器。 時至今日這一接口技術(shù)仍在不斷地發(fā)展，隨著其接口技術(shù)的飛速發(fā)展，引入了許多新技術(shù)，使這一IDE接口標準得到了質(zhì)的飛躍，通常不再以IDE標稱，而是以諸如ATA、Ultra ATA、DMA、Ultra DMA等標注。 IDE接口經(jīng)歷過ATA、ATA33、ATA66、ATA100、ATA133等幾種速度規(guī)格，后面的數(shù)字可以標明這種接口的傳輸速率，比如ATA100接口就

56、可以達到100MB/s的速度。 外存儲器磁盤第74頁/共126頁外存儲器磁盤常見硬盤接口第75頁/共126頁外存儲器外存儲器磁盤磁盤常見硬盤接口第76頁/共126頁2、SATA SATA（串行）接口為新一代硬盤傳輸規(guī)范。 外存儲器外存儲器磁盤磁盤常見硬盤接口第77頁/共126頁 SATA（串行）與IDE（并行）傳輸接口相比，SATA擁有更多的技術(shù)優(yōu)勢。 . 高數(shù)據(jù)傳輸率 第一代Serial ATA的數(shù)據(jù)傳輸率為150MB/s ，而在已經(jīng)發(fā)布的Serial ATA2.0和Serial ATA3.0規(guī)范中將達到最高300MB/s及600MB/s的傳輸率。 . 無需復(fù)雜設(shè)置 在并行硬盤的時代主板上的

57、一個IDE接口上同時可以安裝兩個IDE硬盤，這時就必須設(shè)置主/從（Master/Slave）選項。但是SATA接口使用點對點傳輸協(xié)議，也就是說每個通信道都只能單獨安裝一個設(shè)備，并且獨享帶寬，這種工作模式在實際應(yīng)用中更容易被管理。 外存儲器外存儲器磁盤磁盤常見硬盤接口第78頁/共126頁 . 支持熱拔插功能 SATA接口是允許進行熱拔插的。就好像我們現(xiàn)在用的移動硬盤一樣。 . 數(shù)據(jù)線可以更長 傳統(tǒng)的IDE接口為40針結(jié)構(gòu)，其線纜的長度被限制在了45cm之內(nèi)。而SATA數(shù)據(jù)線采用點對點傳輸，最長距離可以擴展到1米以上。 外存儲器外存儲器磁盤磁盤常見硬盤接口第79頁/共126頁 . 接口注重人性化

58、IDE接口在連接時用戶必須區(qū)分數(shù)據(jù)線安裝時的反正。SATA硬盤則采用了L形接口，根本不存在接反的可能。但SATA接口線纜設(shè)計有先天缺陷，L形的接口不允許用戶多次拔插，否則就會引發(fā)接觸不良的問題。外存儲器外存儲器磁盤磁盤常見硬盤接口第80頁/共126頁3 、SCSI SCSI(Small Computer System Interface，小型計算機系統(tǒng)接口)接口是一種系統(tǒng)級接口，一條SCSI總線最多可以連接15塊硬盤外存儲器外存儲器磁盤磁盤常見硬盤接口第81頁/共126頁硬盤的主要生產(chǎn)廠商 邁拓(Maxtor) 三星(Samsung) 希捷(ST，Seagate) 昆騰(Quantum) 西部

59、數(shù)據(jù)(WD)外存儲器磁盤第82頁/共126頁、Seagate（希捷）公司的硬盤命名方式為：（希捷）公司的硬盤命名方式為：“首位首位+盤片尺寸盤片尺寸+容量容量+盤片數(shù)盤片數(shù)+轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速+接口類型接口類型”例：例：Seagate酷魚酷魚代代IDE硬盤硬盤ST330630A為例為例 ST：首位，希捷公司硬盤均用：首位，希捷公司硬盤均用ST開頭開頭 3：盤片尺寸為：盤片尺寸為3.5英寸英寸 306：容量為：容量為30.6GB 3：盤片數(shù)為：盤片數(shù)為3片片 0：表示為：表示為7200r/min（0以外為以外為5400r/min) A：接口類型：接口類型 A為為ATA UDMA/66或或UDMA/100（

60、AG為為筆記本專用、筆記本專用、W、N為為SCSI專用專用 外存儲器磁盤命名第83頁/共126頁2、Maxtor（邁拓）公司的硬盤命名方式為：（邁拓）公司的硬盤命名方式為：“系列號系列號+此系列硬盤最大容量此系列硬盤最大容量+首位首位+容量容量+接口類型接口類型+磁頭數(shù)磁頭數(shù)”例：金鉆四代例：金鉆四代DiamondMax Plus40 53073U6DiamondMax Plus：代表硬盤是金鉆系列：代表硬盤是金鉆系列 40：代表此系列硬盤的最大容量為：代表此系列硬盤的最大容量為40GB 5：用于說明一段時間，最新的金鉆系列硬盤都是：用于說明一段時間，最新的金鉆系列硬盤都是5 3073：代表容