掌握存储器的特性

1、任务任务2 掌握存储器的特性掌握存储器的特性 2.2.1 内存储器内存储器 2.2.2 外存储器外存储器 存储器存储器 存储器是计算机系统中具有记忆存储功能的设备，存储器是计算机系统中具有记忆存储功能的设备， 负责程序、数据信息的存储和管理。负责程序、数据信息的存储和管理。 计算机主要采用半导体器件和磁性介质来存储信计算机主要采用半导体器件和磁性介质来存储信 息。息。 按照用途来分按照用途来分: l主存储器（内存储器，又简称为主存储器（内存储器，又简称为“内存内存”） l辅助存储器（外存储器，又简称为辅助存储器（外存储器，又简称为“外存外存”） 主存储器与主存储器与CPU直接相连，用来存放正在

2、执行的直接相连，用来存放正在执行的 程序和处理的数据程序和处理的数据 辅助存储器不与辅助存储器不与CPU直接相连，可以永久性地保直接相连，可以永久性地保 存计算机中几乎所有的信息，并且存储容量比内存计算机中几乎所有的信息，并且存储容量比内 存储器大，但速度相对内存储器慢。存储器大，但速度相对内存储器慢。 内存与外存的关系及比较内存与外存的关系及比较 内存储器内存储器(简称内存或主存简称内存或主存) l存取速度快存取速度快 l成本高、容量相对较小成本高、容量相对较小 l直接与直接与CPU连接，连接，CPU(指令指令)可以可以 对对内存中的指令及数据进行读、写操内存中的指令及数据进行读、写操 作作

3、 l属于挥发性存储器属于挥发性存储器( (volatile) )，用于，用于 临时存放正在运行的程序和数据临时存放正在运行的程序和数据 内存储器内存储器 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 程序程序 数据数据1 数据数据2 数据数据m 数据数据 任务启动时，执行任务启动时，执行 该任务的程序和数据该任务的程序和数据 将从外存成批传送到将从外存成批传送到 内存内存 CPU从内存中逐条从内存中逐条 读取该程序的指令及读取该程序的指令及 相关的数据相关的数据 将指令的运算处理将指令的运算处理 结果送回内存保存结果送回内存保存 任务完成后，将处任务完成后，将处 理

4、得到的全部结果成理得到的全部结果成 批传送到外存以长久批传送到外存以长久 保存保存 逐 条 执 行逐 条 执 行 指 令 ， 按 指指 令 ， 按 指 令 要 求 完 成令 要 求 完 成 对 数 据 的 运对 数 据 的 运 算和处理算和处理 外存储器外存储器(简称简称外存外存或辅存或辅存) l存取速度慢存取速度慢 l成本低、容量很大成本低、容量很大 l不与不与CPU直接连接，直接连接，计算机运行程序时，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外存中的程序及相关数据必须先传送到 内存，然后才能被内存，然后才能被CPU使用。使用。 l属于不挥发性存储器属于不挥发性存储器( (No

5、nvolatile) )， 用于长久存放系统中几乎所有的信息用于长久存放系统中几乎所有的信息 内存储器内存储器 内存储器由称为存储器芯片的半导体集成内存储器由称为存储器芯片的半导体集成 电路组成，其特点是存取速度比较快，用电路组成，其特点是存取速度比较快，用 来临时存放正在运行的程序、可立即运行来临时存放正在运行的程序、可立即运行 的程序以及相关数据，但是容量小、价格的程序以及相关数据，但是容量小、价格 相对贵。相对贵。 半导体存储芯片按照是否可以随机的读写，半导体存储芯片按照是否可以随机的读写， 可以分为两大类：可以分为两大类： l随机存取存储器（随机存取存储器（RAM） l只读存储器只读存

6、储器(ROM) 随机存储器随机存储器 随机存储器（随机存储器（Random Access Memory，RAM）也）也 称为可读写存储器，对其可以进行读写操作，是一种易失称为可读写存储器，对其可以进行读写操作，是一种易失 性存储器，在机器关闭或断电后其中的信息会全部丢失。性存储器，在机器关闭或断电后其中的信息会全部丢失。 RAM目前多采用目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成，根据型半导体集成电路芯片制成，根据 其保存数据的机理又可分为其保存数据的机理又可分为DRAM和和SRAM两种：两种： （1）DRAM(动态随机存取存储器动态随机存取存储器)。芯片的电路简单，。芯片的电路简单， 集成度高

7、，功耗小，成本较低，适合使用于内存储器的主集成度高，功耗小，成本较低，适合使用于内存储器的主 体部分。但是它的速度较慢，一般要比体部分。但是它的速度较慢，一般要比CPU慢得多。慢得多。 （2）SRAM（静态随机存取存储器）。与（静态随机存取存储器）。与DRAM相比，相比， 它的电路较复杂，集成度低，功耗较大，制造成本高，价它的电路较复杂，集成度低，功耗较大，制造成本高，价 格贵，但工作速度很快，适合用作高速缓冲存储器格贵，但工作速度很快，适合用作高速缓冲存储器cache。 只读存储器只读存储器 只读存储器（只读存储器（Read Only Memory，ROM），一般情），一般情 况下，对其只能

8、进行读取操作，不能进行写操作，是一种况下，对其只能进行读取操作，不能进行写操作，是一种 非易失性存储器，能够永久或半永久地保存信息，在机器非易失性存储器，能够永久或半永久地保存信息，在机器 关闭或断电后，保存在关闭或断电后，保存在ROM中的信息也不会丢失，所以中的信息也不会丢失，所以 也叫做非易失性存储器。也叫做非易失性存储器。 ROM根据内容是否可以在线改写，分为根据内容是否可以在线改写，分为: l不可在线改写内容的不可在线改写内容的ROM，如，如PROM、EPROM等等 l可在线改写的可在线改写的Flash ROM（快擦除（快擦除ROM，或闪烁存储器，或闪烁存储器， 简称为闪存），这是一种

9、新型的非易失型存储器，在低电压简称为闪存），这是一种新型的非易失型存储器，在低电压 情况下，存储在其中的信息可读不可写，在高电压情况下，情况下，存储在其中的信息可读不可写，在高电压情况下， 存储在其中的信息可以被修改或删除，存储在其中的信息可以被修改或删除，Flash ROM在在PC机机 中用于存储中用于存储BIOS程序，它还可使用在数码相机和程序，它还可使用在数码相机和U盘中。盘中。 半导体存储器的类型半导体存储器的类型 半导体存储器 随机存取存储器RAM 只读存储器ROM 静态随机存储器SRAM 动态随机存储器DRAM 不可在线改写内容的ROM 快擦除存储器（Flash ROM） 内存内存

10、 内存由许多的单元组成，每个内存单元存内存由许多的单元组成，每个内存单元存 放放1个字节，每个存储单元有一个编号，个字节，每个存储单元有一个编号， 称为内存地址。称为内存地址。 存储器的存储容量就是指它所包含的存储存储器的存储容量就是指它所包含的存储 单元的总和。单元的总和。 例题：计算机中地址线数目决定了例题：计算机中地址线数目决定了CPU可可 直接访问的存储空间大小，若计算机地址直接访问的存储空间大小，若计算机地址 线数目为线数目为32，则能访问的存储空间大小，则能访问的存储空间大小 为为232B=4GB。 存储器的存取时间存储器的存取时间 存储器的存取时间是指从存储器的存取时间是指从CP

11、U给出存储器给出存储器 地址开始到存储器读出数据并送到地址开始到存储器读出数据并送到CPU （或者是把（或者是把CPU数据写入存储器）所需的数据写入存储器）所需的 时间。时间。 主存储器存取时间的单位是主存储器存取时间的单位是ns 内存条内存条 PC机主存储器由机主存储器由14个内存条组成，内存条是由若干片个内存条组成，内存条是由若干片 DRAM芯片焊装在一小条印制电路板上制成。芯片焊装在一小条印制电路板上制成。 内存条必须插在主板上的内存条插槽中才能使用，目前流行内存条必须插在主板上的内存条插槽中才能使用，目前流行 的是的是DDR2和和DDR3内存条，它们均采用双列直插式，其触内存条，它们均

12、采用双列直插式，其触 点分布在内存条的两面，点分布在内存条的两面，DDR2 和和DDR3均有均有240个引脚，个引脚， 但不可互换使用。但不可互换使用。 PC机主板中一般都配备有机主板中一般都配备有2个或个或4个内存条插槽个内存条插槽 。 外存储器外存储器 计算机传统的外存储器是软盘、硬盘、磁计算机传统的外存储器是软盘、硬盘、磁 带等，它们已经使用了几十年。带等，它们已经使用了几十年。 近十多年来，各种光盘、近十多年来，各种光盘、U盘、移动硬盘盘、移动硬盘 和存储卡的普及应用，为大容量信息存储和存储卡的普及应用，为大容量信息存储 提供了更多的选择。提供了更多的选择。 软盘软盘 软盘是一种涂有磁

13、性物质的聚酯塑料薄膜圆盘。软盘是一种涂有磁性物质的聚酯塑料薄膜圆盘。 为了防止软盘被损伤，则将盘片封装在一个方形为了防止软盘被损伤，则将盘片封装在一个方形 保护套中。保护套中。 软盘的尺寸有多种，目前常见的是软盘的尺寸有多种，目前常见的是3.5英寸软盘。英寸软盘。 在软盘上有两个重要的部分：在软盘上有两个重要的部分： l一是读写窗口，软盘驱动器的读写磁头通过此完成数一是读写窗口，软盘驱动器的读写磁头通过此完成数 据的读写操作；据的读写操作； l二是写保护口，这是软盘上的一个数据保护装置，主二是写保护口，这是软盘上的一个数据保护装置，主 要用于防止数据被误删除或病毒的侵入。要用于防止数据被误删除

14、或病毒的侵入。 软盘软盘 软盘盘片表面由里向外分成许多同心圆，称为磁软盘盘片表面由里向外分成许多同心圆，称为磁 道，每个磁道都有对应的编号称为磁道号，最外道，每个磁道都有对应的编号称为磁道号，最外 道为道为0磁道，磁道号从外向内越来越大；磁道，磁道号从外向内越来越大； 每条磁道还被分割成若干扇形称为扇区，每个扇每条磁道还被分割成若干扇形称为扇区，每个扇 区的容量通常为区的容量通常为512字节。字节。 而磁道和扇区的划分是在对磁盘格式化时完成的，而磁道和扇区的划分是在对磁盘格式化时完成的， 以产生固定大小的磁盘容量。以产生固定大小的磁盘容量。 软盘在出厂时就已经格式化完成，并且一般是产软盘在出厂

15、时就已经格式化完成，并且一般是产 生生80个磁道，每个磁道有个磁道，每个磁道有18个扇区，有正反两个扇区，有正反两 面，其容量为面，其容量为1.44MB。 硬盘硬盘 硬盘存储器（硬盘存储器（Hard Disc Drive），也就是硬盘，也称为温彻），也就是硬盘，也称为温彻 斯特盘斯特盘(简称温盘简称温盘)。硬盘是计算机最重要的外存储器，现代的。硬盘是计算机最重要的外存储器，现代的 计算机都可以安装有一个或多个硬盘。硬盘由硬盘片、主轴、计算机都可以安装有一个或多个硬盘。硬盘由硬盘片、主轴、 移动臂、磁头、控制电路和接口等几个部分组成。移动臂、磁头、控制电路和接口等几个部分组成。 硬盘的主要性能指

16、标硬盘的主要性能指标 存储容量存储容量 平均存取时间平均存取时间 数据传输速率数据传输速率 缓存容量缓存容量 与主机的接口与主机的接口 硬盘故障表现硬盘故障表现 能进入能进入Windows系统，但是运行程序系统，但是运行程序 出错，同时运行磁盘扫描也不能通过，经出错，同时运行磁盘扫描也不能通过，经 常在扫描时候缓慢停滞甚至死机。这种现常在扫描时候缓慢停滞甚至死机。这种现 象可能是硬盘的问题；象可能是硬盘的问题； 能进入能进入Windows，运行磁盘扫描程序，运行磁盘扫描程序 直接发现错误甚至是坏道；直接发现错误甚至是坏道； 在在BIOS里突然无法识别硬盘，或是能里突然无法识别硬盘，或是能 识别

17、硬盘但无法用操作系统找到硬盘，这识别硬盘但无法用操作系统找到硬盘，这 是最严重的故障。是最严重的故障。 使用硬盘注意事项使用硬盘注意事项 正在对硬盘读写时不能关掉电源；正在对硬盘读写时不能关掉电源； 保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环 境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响；境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响； 防止硬盘受震动，工作时不要移动机器；防止硬盘受震动，工作时不要移动机器； 及时对硬盘内容进行整理，包括目录的整理、及时对硬盘内容进行整理，包括目录的整理、 文件的清理、磁盘碎片整理等；文件的清理、磁盘碎片整理等； 防止计算机病毒对硬盘的破坏，对

18、硬盘定期进防止计算机病毒对硬盘的破坏，对硬盘定期进 行病毒检测；行病毒检测； 可移动存储器可移动存储器 目前广泛使用的移动存储器有目前广泛使用的移动存储器有U盘（闪存盘（闪存 盘）、移动硬盘和存储卡。盘）、移动硬盘和存储卡。 U盘盘 U盘盘(闪存盘或优盘闪存盘或优盘)是采用是采用Flash Memory作为存储器的作为存储器的 移动存储设备。优盘具有断电后其中数据不会丢失的特点移动存储设备。优盘具有断电后其中数据不会丢失的特点 重量轻，体积小，携带方便，容量与软盘相比则大得多，可重量轻，体积小，携带方便，容量与软盘相比则大得多，可 以达到以达到8G以上以上 无需外接电源，直接采用无需外接电源，

19、直接采用USB接口的电压电源，支持即插即接口的电压电源，支持即插即 用用 U盘的使用读写速度快，数据保存时间长，对盘的使用读写速度快，数据保存时间长，对U盘可以进行盘可以进行 百万次以上的反复擦写，使用寿命比较长。百万次以上的反复擦写，使用寿命比较长。 移动硬盘移动硬盘 优盘的的容量和软盘相比有一定的优势，但是当需要存储视优盘的的容量和软盘相比有一定的优势，但是当需要存储视 频、图像等文件时，容量则远远不够，需要使用大容量的存频、图像等文件时，容量则远远不够，需要使用大容量的存 储器移动硬盘。储器移动硬盘。 移动硬盘容量大，现在移动硬盘容量达到移动硬盘容量大，现在移动硬盘容量达到500GB，最

20、高可，最高可 以达到以达到4TB，它的速度快，其体积小，一般只有手掌大小，它的速度快，其体积小，一般只有手掌大小， 易于携带，使用也非常方便，支持即插即用，并且其安全性易于携带，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，在剧烈震动时盘片自动停止旋转并将磁高，具有防震功能，在剧烈震动时盘片自动停止旋转并将磁 头复位到安全区，防止磁片损坏。头复位到安全区，防止磁片损坏。 存储卡存储卡 存储卡是闪存做成的固态存储器，形状为扁平的长方形或正存储卡是闪存做成的固态存储器，形状为扁平的长方形或正 方形，可插拔。方形，可插拔。 现在存储卡的种类较多，如现在存储卡的种类较多，如SD卡、卡、

21、CF卡、卡、MS卡和卡和MMC卡卡 等，它们具有与等，它们具有与U盘相同的多种优点，但只有配置了读卡器盘相同的多种优点，但只有配置了读卡器 的的PC机才能对这些存储卡进行读写操作。机才能对这些存储卡进行读写操作。 光盘光盘 自从光存储技术诞生以来，光盘存储器获得迅速发自从光存储技术诞生以来，光盘存储器获得迅速发 展，形成了展，形成了CD、DVD和和BD三代光盘存储器产品。三代光盘存储器产品。 分代分代年代年代名称名称激光类型激光类型存储容量存储容量 第第1 1代代19821982CDCD光盘存储器光盘存储器红外光红外光650MB650MB 第第2 2代代19951995DVDDVD光盘存储器光

22、盘存储器红光红光4.7GB4.7GB 第第3 3代代20062006BDBD光盘存储器光盘存储器蓝光蓝光25GB25GB 光盘存储器的结构与原理光盘存储器的结构与原理 光盘存储器由光盘片和光盘驱动器两个部分组成。光盘存储器由光盘片和光盘驱动器两个部分组成。 光盘片用于存储数据，其基片是一种耐热的有机光盘片用于存储数据，其基片是一种耐热的有机 玻璃，直径大多为玻璃，直径大多为120mm（约（约5英寸），用于英寸），用于 记录数据的是一条由里向外的连续的螺旋状光道。记录数据的是一条由里向外的连续的螺旋状光道。 光盘存储数据的原理与磁盘不同，它通过在盘面光盘存储数据的原理与磁盘不同，它通过在盘面 上压制凹坑的方法来记录信息，凹坑的边缘处表上压制凹坑的方法来记录信息，凹坑的边缘处表 示示