掌握存儲器的特性

掌握存儲器的特性第一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三存儲器存儲器是計算機系統(tǒng)中具有記憶存儲功能的設(shè)備，負責(zé)程序、數(shù)據(jù)信息的存儲和管理。計算機主要采用半導(dǎo)體器件和磁性介質(zhì)來存儲信息。按照用途來分:主存儲器（內(nèi)存儲器，又簡稱為“內(nèi)存”）輔助存儲器（外存儲器，又簡稱為“外存”）主存儲器與CPU直接相連，用來存放正在執(zhí)行的程序和處理的數(shù)據(jù)輔助存儲器不與CPU直接相連，可以永久性地保存計算機中幾乎所有的信息，并且存儲容量比內(nèi)存儲器大，但速度相對內(nèi)存儲器慢。第二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三內(nèi)存與外存的關(guān)系及比較內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)存取速度快成本高、容量相對較小直接與CPU連接，CPU(指令)可以對內(nèi)存中的指令及數(shù)據(jù)進行讀、寫操作屬于揮發(fā)性存儲器(volatile)，用于臨時存放正在運行的程序和數(shù)據(jù)內(nèi)存儲器外存儲器CPU指令1指令2指令k指令n程序數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)m數(shù)據(jù)①任務(wù)啟動時，執(zhí)行該任務(wù)的程序和數(shù)據(jù)將從外存成批傳送到內(nèi)存②CPU從內(nèi)存中逐條讀取該程序的指令及相關(guān)的數(shù)據(jù)④將指令的運算處理結(jié)果送回內(nèi)存保存⑤任務(wù)完成后，將處理得到的全部結(jié)果成批傳送到外存以長久保存③逐條執(zhí)行指令，按指令要求完成對數(shù)據(jù)的運算和處理外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度慢成本低、容量很大不與CPU直接連接，計算機運行程序時，外存中的程序及數(shù)據(jù)必須先傳送到內(nèi)存，然后才能被CPU使用。屬于不揮發(fā)性存儲(Nonvolatile)，用于長久存放系統(tǒng)中幾乎所有的信息第三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三2.2.1內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器由稱為存儲器芯片的半導(dǎo)體集成電路組成，其特點是存取速度比較快，用來臨時存放正在運行的程序、可立即運行的程序以及相關(guān)數(shù)據(jù)，但是容量小、價格相對貴。半導(dǎo)體存儲芯片按照是否可以隨機的讀寫，可以分為兩大類：隨機存取存儲器（RAM）只讀存儲器(ROM)第四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三1.隨機存儲器隨機存儲器（RandomAccessMemory，RAM）也稱為可讀寫存儲器，對其可以進行讀寫操作，是一種易失性存儲器，在機器關(guān)閉或斷電后其中的信息會全部丟失。RAM目前多采用MOS型半導(dǎo)體集成電路芯片制成，根據(jù)其保存數(shù)據(jù)的機理又可分為DRAM和SRAM兩種：（1）DRAM(動態(tài)隨機存取存儲器)。芯片的電路簡單，集成度高，功耗小，成本較低，適合使用于內(nèi)存儲器的主體部分。但是它的速度較慢，一般要比CPU慢得多。（2）SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）。與DRAM相比，它的電路較復(fù)雜，集成度低，功耗較大，制造成本高，價格貴，但工作速度很快，適合用作高速緩沖存儲器cache。第五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三2.只讀存儲器只讀存儲器（ReadOnlyMemory，ROM），一般情況下，對其只能進行讀取操作，不能進行寫操作，是一種非易失性存儲器，能夠永久或半永久地保存信息，在機器關(guān)閉或斷電后，保存在ROM中的信息也不會丟失，所以也叫做非易失性存儲器。ROM根據(jù)內(nèi)容是否可以在線改寫，分為:不可在線改寫內(nèi)容的ROM，如PROM、EPROM等可在線改寫的FlashROM（快擦除ROM，或閃爍存儲器，簡稱為閃存），這是一種新型的非易失型存儲器，在低電壓情況下，存儲在其中的信息可讀不可寫，在高電壓情況下，存儲在其中的信息可以被修改或刪除，F(xiàn)lashROM在PC機中用于存儲BIOS程序，它還可使用在數(shù)碼相機和U盤中。第六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三半導(dǎo)體存儲器的類型半導(dǎo)體存儲器隨機存取存儲器RAM只讀存儲器ROM靜態(tài)隨機存儲器SRAM動態(tài)隨機存儲器DRAM不可在線改寫內(nèi)容的ROM快擦除存儲器（FlashROM）第七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三內(nèi)存內(nèi)存由許多的單元組成，每個內(nèi)存單元存放1個字節(jié)，每個存儲單元有一個編號，稱為內(nèi)存地址。存儲器的存儲容量就是指它所包含的存儲單元的總和。例題：計算機中地址線數(shù)目決定了CPU可直接訪問的存儲空間大小，若計算機地址線數(shù)目為32，則能訪問的存儲空間大小為232B=4GB。第八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三存儲器的存取時間存儲器的存取時間是指從CPU給出存儲器地址開始到存儲器讀出數(shù)據(jù)并送到CPU（或者是把CPU數(shù)據(jù)寫入存儲器）所需的時間。主存儲器存取時間的單位是ns第九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三內(nèi)存條PC機主存儲器由1～4個內(nèi)存條組成，內(nèi)存條是由若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成。內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插槽中才能使用，目前流行的是DDR2和DDR3內(nèi)存條，它們均采用雙列直插式，其觸點分布在內(nèi)存條的兩面，DDR2和DDR3均有240個引腳，但不可互換使用。PC機主板中一般都配備有2個或4個內(nèi)存條插槽。第十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三2.2.2外存儲器計算機傳統(tǒng)的外存儲器是軟盤、硬盤、磁帶等，它們已經(jīng)使用了幾十年。近十多年來，各種光盤、U盤、移動硬盤和存儲卡的普及應(yīng)用，為大容量信息存儲提供了更多的選擇。第十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三硬盤驅(qū)動器的選購1．硬盤的物理結(jié)構(gòu)2．硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)3．如何選購硬盤第十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三硬盤硬盤存儲器（HardDiscDrive），也就是硬盤，也稱為溫徹斯特盤(簡稱溫盤)。硬盤是計算機最重要的外存儲器，現(xiàn)代的計算機都可以安裝有一個或多個硬盤。硬盤由硬盤片、主軸、移動臂、磁頭、控制電路和接口等幾個部分組成。

第十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)（1）盤面和磁頭盤面號又稱磁頭號。（2）磁道磁盤在格式化時被劃分成許多同心圓，這些同心圓軌跡叫做磁道（Track）。磁道從外向內(nèi)從0開始順序編號（3）柱面所有盤面上的半徑相同的一組磁道構(gòu)成一個圓柱，通常稱做柱面（Cylinder），每個圓柱上的磁頭由上而下從“0”開始編號磁盤的柱面數(shù)與一個盤面上的磁道數(shù)是相等的（4）扇區(qū)操作系統(tǒng)以扇區(qū)（Sector）形式將信息存儲在硬盤上，硬盤每個扇區(qū)可以存放512個字節(jié)的信息第十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三硬盤的邏輯結(jié)構(gòu)因此，硬盤上的數(shù)據(jù)需要使用三個參數(shù)來定位：柱面號、扇區(qū)號、磁頭號。硬盤容量的計算公式如下：硬盤的容量=柱面數(shù)×磁頭數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B第十五頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三如何選購硬盤（1）容量：目前硬盤單碟容量約為幾百個GB（2）平均存取時間：在幾ms～幾十ms之間，由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定（3）緩存容量：原則上越大越好，通常為幾MB～幾十MB（4）數(shù)據(jù)傳輸速率外部傳輸速率指主機從（向）硬盤緩存讀出（寫入）數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口類型有關(guān)內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快

（5）與主機的接口：當前流行：串行ATA（SATA）接口第十六頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三使用硬盤注意事項①正在對硬盤讀寫時不能關(guān)掉電源；②保持使用環(huán)境的清潔衛(wèi)生，注意防塵；控制環(huán)境溫度，防止高溫、潮濕和磁場的影響；③防止硬盤受震動，工作時不要移動機器；④及時對硬盤內(nèi)容進行整理，包括目錄的整理、文件的清理、磁盤碎片整理等；⑤防止計算機病毒對硬盤的破壞，對硬盤定期進行病毒檢測；第十七頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三可移動存儲器目前廣泛使用的移動存儲器有U盤（閃存盤）、移動硬盤和存儲卡。第十八頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三U盤U盤(閃存盤或優(yōu)盤)是采用FlashMemory作為存儲器的移動存儲設(shè)備。優(yōu)盤具有斷電后其中數(shù)據(jù)不會丟失的特點重量輕，體積小，攜帶方便，容量與軟盤相比則大得多，可以達到8G以上無需外接電源，直接采用USB接口的電壓電源，支持即插即用U盤的使用讀寫速度快，數(shù)據(jù)保存時間長，對U盤可以進行百萬次以上的反復(fù)擦寫，使用壽命比較長。第十九頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三移動硬盤優(yōu)盤的的容量和軟盤相比有一定的優(yōu)勢，但是當需要存儲視頻、圖像等文件時，容量則遠遠不夠，需要使用大容量的存儲器移動硬盤。移動硬盤容量大，現(xiàn)在移動硬盤容量達500GB，最高可以達到4TB，它的速度快，其體積小，一般只有手掌大小，易于攜帶，使用也非常方便，支持即插即用，并且其安全性高，具有防震功能，在劇烈震動時盤片自動停止旋轉(zhuǎn)并將磁頭復(fù)位到安全區(qū)，防止磁片損壞。第二十頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三存儲卡存儲卡是閃存做成的固態(tài)存儲器，形狀為扁平的長方形或正方形，可插拔?，F(xiàn)在存儲卡的種類較多，如SD卡、CF卡、MS卡和MMC卡等，它們具有與U盤相同的多種優(yōu)點，但只有配置了讀卡器的PC機才能對這些存儲卡進行讀寫操作。第二十一頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三光盤存儲器光盤存儲器由光盤片和光盤驅(qū)動器兩個部分組成。光盤片用于存儲數(shù)據(jù)，其基片是一種耐熱的有機玻璃，直徑大多為120mm（約5英寸），用于記錄數(shù)據(jù)的是一條由里向外的連續(xù)的螺旋狀光道。光盤存儲數(shù)據(jù)的原理與磁盤不同，它通過在盤面上壓制凹坑的方法來記錄信息，凹坑的邊緣處表示“1”，而凹坑內(nèi)和凹坑外的平坦部分表示“0”，信息的讀出需要使用激光進行分辨和識別。第二十二頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三光盤驅(qū)動器自從光存儲技術(shù)誕生以來，光盤存儲器獲得迅速發(fā)展，形成了CD、DVD和BD三代光盤存儲器產(chǎn)品。

分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍光25GB第二十三頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三光驅(qū)的類型光盤驅(qū)動器按其信息讀寫能力分成：只讀光驅(qū)光盤刻錄機按其可處理的光盤片類型又進一步分成：CD只讀光驅(qū)CD刻錄機DVD只讀光驅(qū)DVD刻錄機DVD只讀光驅(qū)與CD刻錄機組合在一起的組合光驅(qū)（所謂的“康寶”）以及、BD只讀光驅(qū)和BD刻錄機 。第二十四頁，共二十六頁，編輯于2023年，星期三光盤片的類型光盤片是光盤存儲器的信息存儲載體按其存儲容量：CD盤片DVD盤片BD盤片按其信息讀寫特性又可進一步分成：只讀盤片一次可寫盤片可擦寫盤片第二十五頁，共二十六頁，編輯于2023年