第五章_存儲器

1、5.1.1 5.1.1 分級存儲器結(jié)構(gòu)分級存儲器結(jié)構(gòu)5.1.2 5.1.2 虛擬存儲器結(jié)構(gòu)虛擬存儲器結(jié)構(gòu)5 5.1 .1 現(xiàn)代高檔微機(jī)系統(tǒng)的存儲器體系結(jié)構(gòu)現(xiàn)代高檔微機(jī)系統(tǒng)的存儲器體系結(jié)構(gòu)5 5.1.1 .1.1 分級存儲器結(jié)構(gòu)分級存儲器結(jié)構(gòu)分級存儲器結(jié)構(gòu)示意圖分級存儲器結(jié)構(gòu)示意圖CPUCPU內(nèi)內(nèi)部部寄寄存存器器高速緩沖存高速緩沖存儲器儲器( (Cache)Cache)內(nèi)內(nèi)存存儲儲器器外外存存儲儲器器容量增容量增速度、位價格減速度、位價格減高速緩存高速緩存的引入，把的引入，把慢速的內(nèi)存當(dāng)高速內(nèi)慢速的內(nèi)存當(dāng)高速內(nèi)存來使用。存來使用。 虛擬存儲器技術(shù)虛擬存儲器技術(shù)是在內(nèi)存是在內(nèi)存與外存之間引入相應(yīng)的

2、硬件與外存之間引入相應(yīng)的硬件和軟件，把大容量的外存當(dāng)和軟件，把大容量的外存當(dāng)大容量的內(nèi)存來使用。大容量的內(nèi)存來使用。 1 CPU內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器 第一級存儲器，由高速邏輯電路構(gòu)成，第一級存儲器，由高速邏輯電路構(gòu)成，速度最高的一級，讀寫通常只需一個時鐘速度最高的一級，讀寫通常只需一個時鐘周期。數(shù)量較少，十幾個到幾十個。周期。數(shù)量較少，十幾個到幾十個。 2 高速緩沖存儲器（高速緩沖存儲器（Cache） 第二級存儲器，由存取速度較高第二級存儲器，由存取速度較高(存取時存取時間小于間小于20ns)的的SRAM存儲芯片構(gòu)成。早期存儲芯片構(gòu)成。早期Cache只有幾百至幾千字節(jié)，目前已達(dá)兆字節(jié)。只有幾百

3、至幾千字節(jié)，目前已達(dá)兆字節(jié)。 3 內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器 第三級存儲器，由存取速度較慢（存取第三級存儲器，由存取速度較慢（存取時間時間60ns100ns）的）的DRAM存儲芯片構(gòu)成。內(nèi)存儲芯片構(gòu)成。內(nèi)存容量一般在幾百兆字節(jié)以上，甚至幾個到幾存容量一般在幾百兆字節(jié)以上，甚至幾個到幾十個吉字節(jié)。十個吉字節(jié)。 4 外存儲器外存儲器 第四級存儲器，由磁帶、軟盤、硬盤、光第四級存儲器，由磁帶、軟盤、硬盤、光盤及其驅(qū)動器等組成。存取速度比內(nèi)存慢很多，盤及其驅(qū)動器等組成。存取速度比內(nèi)存慢很多，但容量大，達(dá)幾百到幾千吉字節(jié)。但容量大，達(dá)幾百到幾千吉字節(jié)。5.1.2 虛擬存儲器結(jié)構(gòu)虛擬存儲器結(jié)構(gòu) 虛擬存儲器技術(shù)是在內(nèi)

4、存與外存之間引入相應(yīng)虛擬存儲器技術(shù)是在內(nèi)存與外存之間引入相應(yīng)的硬件（存儲管理部件）和軟件的硬件（存儲管理部件）和軟件(操作系統(tǒng)操作系統(tǒng))，把大容，把大容量的外存當(dāng)大容量的內(nèi)存來使用。量的外存當(dāng)大容量的內(nèi)存來使用。 存儲管理部件的作用是將虛地址轉(zhuǎn)換為物理地存儲管理部件的作用是將虛地址轉(zhuǎn)換為物理地址。址。 操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將程序或數(shù)據(jù)由外存調(diào)入內(nèi)存操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)將程序或數(shù)據(jù)由外存調(diào)入內(nèi)存（同時，可能將一部分程序或數(shù)據(jù)由內(nèi)存調(diào)入外（同時，可能將一部分程序或數(shù)據(jù)由內(nèi)存調(diào)入外存。）存。） 5-105-11 ROM的類型的類型 RAM的類型的類型掩模掩模ROM PROM EPROM E2PROMFlash RO

5、MSRAM DRAMIRAMNVRAM半導(dǎo)體存儲半導(dǎo)體存儲器從器從功能和功能和應(yīng)用應(yīng)用角度主角度主要有兩大類要有兩大類: :Flash Memory的特點(diǎn)的特點(diǎn):兼具有兼具有EEPROM、SRAM和和DRAM的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)： 速度高、密度大；非易失；速度高、密度大；非易失； 內(nèi)含命令、狀態(tài)寄存器，可在線編程；內(nèi)含命令、狀態(tài)寄存器，可在線編程； 可整片可整片/ /按扇區(qū)按扇區(qū)/ /按頁面按頁面/ /按字節(jié)擦寫；按字節(jié)擦寫； 有數(shù)據(jù)保護(hù)、保密能力。有數(shù)據(jù)保護(hù)、保密能力。Flash Memory應(yīng)用：應(yīng)用： 主板、顯卡主板、顯卡BIOSBIOS 移動存儲器移動存儲器 MP3MP3播放器播放器 數(shù)碼相

6、機(jī)、攝像機(jī)存儲卡數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)存儲卡 嵌入式、便攜式系統(tǒng)電子盤嵌入式、便攜式系統(tǒng)電子盤基本存儲電基本存儲電路按照規(guī)則路按照規(guī)則排列成的存排列成的存儲陣列儲陣列譯碼方式：譯碼方式：單譯碼和雙單譯碼和雙譯碼譯碼存儲信息流存儲信息流動的通道動的通道控制整個芯控制整個芯片是否被選片是否被選通和控制存通和控制存儲信息流動儲信息流動的方向的方向單譯碼雙譯碼1.1.各類存儲器芯片的通用引腳各類存儲器芯片的通用引腳 從與從與CPUCPU接口的特性看，各類存儲器芯片除電源線和地接口的特性看，各類存儲器芯片除電源線和地線外，一般都有以下四類外部引腳信號線：線外，一般都有以下四類外部引腳信號線： 用于選擇存儲用于

7、選擇存儲器存儲單元器存儲單元 用于向存用于向存儲器芯片寫入儲器芯片寫入或從存儲器芯或從存儲器芯片讀出數(shù)據(jù)片讀出數(shù)據(jù)用于選擇存用于選擇存儲器芯片儲器芯片用于控制存儲用于控制存儲器芯片中數(shù)據(jù)器芯片中數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭氲淖x出或?qū)懭?存儲器芯片的通用引腳存儲器芯片的通用引腳A A0 0A A1 1A An nD D0 0D D1 1D Dm m地址線地址線 OE OE WEWE數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)線線讀允許讀允許片選片選寫允許寫允許 CSCSA0A23BHE80286D0D15地址地址鎖存器鎖存器A1A23A0BHE地址總線地址總線D0D7D8D15數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線偶數(shù)存儲體偶數(shù)存儲體奇數(shù)存儲體奇數(shù)存儲體Penti

8、um A3A31D0D63地址地址鎖存器鎖存器存儲體0存儲體1存儲體2存儲體7數(shù)據(jù)收數(shù)據(jù)收/ /發(fā)驅(qū)動器發(fā)驅(qū)動器A3A31D0D7D16D23D56D63D8D15D0D63BE7BE2BE1BE01.1. ROM與與RAM的選用的選用3.3. ROM類型的選用類型的選用4.4. 芯片型號的選用芯片型號的選用掩模掩模ROMPROMEPROM E2PROMFlash ROM4 4個層面?zhèn)€層面2.2. RAM類型的選用類型的選用SRAMDRAM 內(nèi)存條內(nèi)存條 單片存儲器芯片的容量有限或數(shù)據(jù)寬度不單片存儲器芯片的容量有限或數(shù)據(jù)寬度不足，不符合實(shí)際存儲系統(tǒng)的要求，需要用多片足，不符合實(shí)際存儲系統(tǒng)的要求

9、，需要用多片組配在一起，以滿足存儲系統(tǒng)容量和數(shù)據(jù)寬度組配在一起，以滿足存儲系統(tǒng)容量和數(shù)據(jù)寬度的要求。的要求。 存儲器芯片的選配包括芯片的選擇和組配存儲器芯片的選配包括芯片的選擇和組配兩方面。其中，存儲器芯片的組配又包括：兩方面。其中，存儲器芯片的組配又包括：芯片不足芯片不足8 8位，通過位擴(kuò)展，滿足（位，通過位擴(kuò)展，滿足（8 8位）字長要位）字長要求。求。例如，用例如，用1K1位芯片組成位芯片組成1KB存儲器存儲器的的位擴(kuò)展設(shè)計如下：位擴(kuò)展設(shè)計如下：地地址址總總線線A0A91K1位位76543210DDDD7D6D5DDDD4D3D2D1D0DDA0A9CSWE數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線 地址、片選、讀

10、地址、片選、讀/ /寫控制線并連寫控制線并連 數(shù)據(jù)線分連數(shù)據(jù)線分連等效的等效的1 1K K8 8位位芯片芯片 位位 擴(kuò)擴(kuò) 展展 字字 擴(kuò)擴(kuò) 展展 字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展 n例例5.1 用用1K4b的的SRAM芯片芯片Intel2114組成組成1KB的存儲器。的存儲器。 解：解： 1KB的存儲器其容量為的存儲器其容量為1K，字長為，字長為8位。位。而而1片片Intel2114的容量為的容量為1K,容量滿足要求，但容量滿足要求，但數(shù)據(jù)寬度只有數(shù)據(jù)寬度只有4位，需進(jìn)行位擴(kuò)展。用位，需進(jìn)行位擴(kuò)展。用2片即可片即可組成組成8位存儲器，且容量恰好為位存儲器，且容量恰好為1K。 示意圖：示意圖：地址范圍確定：綜合

11、考慮片內(nèi)地址線（地址范圍確定：綜合考慮片內(nèi)地址線（A9 A0 ）和片選線和片選線A10以及其他高位地址線（假設(shè)全以及其他高位地址線（假設(shè)全0） 位位 擴(kuò)擴(kuò) 展展 字字 擴(kuò)擴(kuò) 展展 字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展 芯片為芯片為8 8位，但容量不足，通過字?jǐn)U展，滿足字位，但容量不足，通過字?jǐn)U展，滿足字?jǐn)?shù)（地址單元數(shù)）要求。數(shù)（地址單元數(shù)）要求。 例如例如，用，用1 1K K8 8位的芯片（或芯片組）構(gòu)成的位的芯片（或芯片組）構(gòu)成的4 4KBKB存儲器的字?jǐn)U展設(shè)計如下：存儲器的字?jǐn)U展設(shè)計如下： 字?jǐn)U展方法：字?jǐn)U展方法： 地址線、數(shù)據(jù)線、讀地址線、數(shù)據(jù)線、讀/ /寫等控制線并連寫等控制線并連 片選線分連片選線分連C

12、S Y0 Y1 Y2 Y3譯碼器譯碼器 WE D07810A09A10A114K8位芯片位芯片D07 WE A09 CS 1K8位位(3#)D07 WE A09 CS 1K8位位(2#)D07 WE A09 CS 1K8位位(1#)D07 WE A09 CS 1K8位位(0#) 位位 擴(kuò)擴(kuò) 展展 字字 擴(kuò)擴(kuò) 展展 字位擴(kuò)展字位擴(kuò)展 當(dāng)存儲芯片的字長和存儲單元數(shù)均不當(dāng)存儲芯片的字長和存儲單元數(shù)均不能滿足存儲器系統(tǒng)的要求時，就需要進(jìn)行能滿足存儲器系統(tǒng)的要求時，就需要進(jìn)行字位全擴(kuò)展。字位全擴(kuò)展。包括兩方面設(shè)計：包括兩方面設(shè)計： 位擴(kuò)展設(shè)計位擴(kuò)展設(shè)計 字?jǐn)U展設(shè)計字?jǐn)U展設(shè)計n例例5.3 用用1K4b的的

13、RAM芯片芯片2114設(shè)計容量為設(shè)計容量為2KB的的8位單體存儲器。位單體存儲器。 實(shí)際上就是要解決存儲器同實(shí)際上就是要解決存儲器同CPUCPU三大總線的正三大總線的正確連接與時序匹配問題。而重點(diǎn)又是在地址分配確連接與時序匹配問題。而重點(diǎn)又是在地址分配的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)地址譯碼。的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)地址譯碼。1.1.存儲器片選控制方法存儲器片選控制方法2.2.存儲器接口設(shè)計舉例存儲器接口設(shè)計舉例 線選法線選法 局局 部部 譯碼法譯碼法 全全 局局 譯碼法譯碼法 低位地址線直接接片內(nèi)地址，將余下的高位低位地址線直接接片內(nèi)地址，將余下的高位地址線分別作為芯片的片選信號。地址線分別作為芯片的片選信號。1.1.存儲

14、器存儲器片選控制片選控制方法方法A0A10 2KB(0)11A0A10A11A0A10 2KB(1)A0A10 2KB(3)A0A10 2KB(2)A12A13A14CSCSCSCSA15 用于片選的地址線用于片選的地址線( (A A1414A A1111) )在每次尋址時在每次尋址時只能有一位有效，不允許同時有多位有效，因只能有一位有效，不允許同時有多位有效，因此，存儲空間的利用率低。此，存儲空間的利用率低。 存儲空間利用率的舉例說明存儲空間利用率的舉例說明 假設(shè)有假設(shè)有2片存儲芯片，片內(nèi)地址線有片存儲芯片，片內(nèi)地址線有3位位A2 A1 A0，用用A3選第選第1片，片， A4選第選第2片。有

15、效和無效地址如下：片。有效和無效地址如下：譯譯碼碼器器A0A10 2KB(0)11A0A10A0A10 2KB(1)A0A10 2KB(7)A11A15中任中任三根三根CSCSCS 部分高端地址線未參與譯碼，也存在地址重部分高端地址線未參與譯碼，也存在地址重疊和地址不連續(xù)問題，一般在線選法不夠用，而疊和地址不連續(xù)問題，一般在線選法不夠用，而又不需要全部地址空間時使用，以簡化譯碼電路。又不需要全部地址空間時使用，以簡化譯碼電路。 對余下高位地址總線中的一部分進(jìn)行譯碼，對余下高位地址總線中的一部分進(jìn)行譯碼，譯碼輸出作為各存儲器芯片的片選控制信號。譯碼輸出作為各存儲器芯片的片選控制信號。 線選法線選

16、法 局局 部部 譯碼法譯碼法 全全 局局 譯碼法譯碼法1.1.存儲器存儲器片選控制片選控制方法方法5 5. .3 3.3 .3 存儲器接口設(shè)存儲器接口設(shè)計計 關(guān)于地址重疊和地址不連續(xù)問題關(guān)于地址重疊和地址不連續(xù)問題 有效地址見下表（有效地址見下表（ A13 A12 A11譯碼后作片選譯碼后作片選 ） 假設(shè)還有兩位高位地址線假設(shè)還有兩位高位地址線A15 A14，則，則0000H、4000H、 8000H、 C000H都能訪問都能訪問1#芯片的芯片的0號單元，這是地號單元，這是地址重疊。址重疊。 如果用如果用A15 A13 A11 譯碼后片選，則存在地址不譯碼后片選，則存在地址不連續(xù)的問題，空間利

17、用率就下降。連續(xù)的問題，空間利用率就下降。 與前兩種譯碼方法相比，存儲空間利用率最高且譯出的與前兩種譯碼方法相比，存儲空間利用率最高且譯出的地址連續(xù)，不存在地址重疊問題，但譯碼電路最復(fù)雜。地址連續(xù)，不存在地址重疊問題，但譯碼電路最復(fù)雜。 對余下高位地址總線全部譯碼，譯碼輸出作為對余下高位地址總線全部譯碼，譯碼輸出作為各存儲器芯片的片選控制信號。各存儲器芯片的片選控制信號。 線選法線選法 局局 部部 譯碼法譯碼法 全全 局局 譯碼法譯碼法 無論是局部譯碼還是全譯碼，譯碼方案既可采用無論是局部譯碼還是全譯碼，譯碼方案既可采用門電門電路路譯碼、譯碼、譯碼器芯片譯碼器芯片譯碼，還可采用譯碼，還可采用P

18、ROMPROM芯片芯片譯碼等。譯碼等。1.1.存儲器存儲器片選控制片選控制方法方法5 5. .3 3.3 .3 存儲器接口設(shè)計存儲器接口設(shè)計譯譯碼碼器器A0A12 8KB(0)13A0A12A0A12 8KB(1)A0A12 8KB(3)A13A15CSCSCSY0Y1Y3Y4Y7 例例5 5.1 .1 試用試用27322732EPROMEPROM芯片為某芯片為某8 8位微機(jī)系統(tǒng)位微機(jī)系統(tǒng)( (地址總線寬度為地址總線寬度為2020位位) )構(gòu)建一個構(gòu)建一個3232KBKB的程序存儲的程序存儲器，要求存儲器地址范圍為器，要求存儲器地址范圍為F8000HF8000H至至FFFFFHFFFFFH。

19、分析：分析：27322732為為4 4K K8 8位的位的EPROMEPROM芯片。此例不必芯片。此例不必進(jìn)行位擴(kuò)展，但要進(jìn)行字?jǐn)U展進(jìn)行位擴(kuò)展，但要進(jìn)行字?jǐn)U展, ,即用即用8 8片片27322732芯片將芯片將存儲器字?jǐn)?shù)擴(kuò)展到存儲器字?jǐn)?shù)擴(kuò)展到3232K K個。個。 關(guān)鍵是在地址分配的基礎(chǔ)上確定譯碼方案關(guān)鍵是在地址分配的基礎(chǔ)上確定譯碼方案習(xí)題舉例習(xí)題舉例解：（解：（1 1）根據(jù)要求列出存儲器地址分配表）根據(jù)要求列出存儲器地址分配表外譯碼外譯碼( (選片選片) )譯碼譯碼允許允許譯碼譯碼輸入輸入內(nèi)譯碼內(nèi)譯碼( (選單元選單元) )A19 A18 A17 A16 A15 A19 A18 A17 A1

20、6 A15 A14 A13 A12A14 A13 A12ROM(1)ROM(1)ROM(2)ROM(2)ROM(3)ROM(3)ROM(4)ROM(4)000000FFFFFFA11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0A11 A10 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0ROM(5)ROM(5)ROM(6)ROM(6)ROM(7)ROM(7)ROM(8)ROM(8)000000FFFFFF000000FFFFFF000000FFFFFF000000FFFFFF000000FFFFFF000000FFFFFF000000FFFFFF( (全全0

21、 0到全到全1)1)0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 11 1 1 1 1（2 2）根據(jù)要求列出存儲器地址分配表）根據(jù)要求列出存儲器地址分配表(3) (3) 確定譯碼電路確定譯碼電路片選譯碼電路片選譯碼電路1A12A12A13A13A14A14A15A15A16A16A17A17A18A18A19A191K1K+5V+5VC CB BG G2A2AG G1 1A AY0Y0Y1Y1Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y

22、7F8000F8000F8FFFHF8FFFHF8000F8000F8FFFHF8FFFHFA000FA000FAFFFHFAFFFHFB000FB000FBFFFHFBFFFHFC000FC000FCFFFHFCFFFHFD000FD000FDFFFHFDFFFHFE000FE000FEFFFHFEFFFHFF000FF000FFFFFHFFFFFH7474LS138LS138&G G2B2BIO/MIO/M(4) (4) 存儲器電路存儲器電路1A12A12A13A13A14A14A16A16A15A15WAITIO/MIO/MA17A17A18A18A19A191kY0Y0Y1Y1

23、Y2Y2Y3Y3Y4Y4Y5Y5Y6Y6Y7Y7A AB BC CG2AG2AG2BG2BG1G17474LS138LS138+5+5V VA0A1127323232K K8bit8bitD0D7CSCSCSCSOEOECSCSRDCSCSCSCSCSCSCSCSCSCS& 解：解：該例該例SRAMSRAM芯片字長不足芯片字長不足8 8位位, ,需用需用2 2個芯片為一組個芯片為一組進(jìn)行位擴(kuò)展后，再進(jìn)行字?jǐn)U展。進(jìn)行位擴(kuò)展后，再進(jìn)行字?jǐn)U展。 例例5 5.2.2 試用試用8 8K K4 4位的位的SRAMSRAM芯片為某芯片為某80888088微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)微機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成一個成一個1616KBK

24、B的的RAMRAM存儲器，存儲器，RAMRAM的起始地址為的起始地址為9000090000H H。(1)(1)列出各芯片組的地址范圍和存儲器地址位分配列出各芯片組的地址范圍和存儲器地址位分配 （2 2）用門電路譯碼來產(chǎn)生）用門電路譯碼來產(chǎn)生2 2個芯片組的片選信號。字位個芯片組的片選信號。字位擴(kuò)展設(shè)計如下：擴(kuò)展設(shè)計如下： 用用8K4位芯片構(gòu)成的位芯片構(gòu)成的16KB存儲器存儲器 A0A12 CS D0D3 WE8K4位位(1#) A0A12 CS D0D3 WE8K4位位(2#) A0A12 CS D0D3 WE8K4位位(0#)&WRD4D7413A0A12A19A18A17A16A1

25、5A14 A0A12 CS D0D3 WE 8K4位位(3#)D0D3411A13M/IO 例例5 5.3 .3 試用試用1616K K8 8位的位的SRAMSRAM芯片為某芯片為某80868086微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計微機(jī)系統(tǒng)設(shè)計一個一個256256KBKB的的RAMRAM存儲器系統(tǒng)，存儲器系統(tǒng)，RAMRAM的起始地址為的起始地址為0000000000H H 。 解：解：此例要采用雙體結(jié)構(gòu)此例要采用雙體結(jié)構(gòu)( (80868086的外部數(shù)據(jù)總線為的外部數(shù)據(jù)總線為1616位位) )。這時，兩個存儲體中各存儲芯片的地址位分配如下表所示。這時，兩個存儲體中各存儲芯片的地址位分配如下表所示。譯碼方案選擇：譯碼方

26、案選擇： 獨(dú)立的地址譯碼獨(dú)立的地址譯碼 統(tǒng)一的地址譯碼統(tǒng)一的地址譯碼 各存儲體使用相同的讀各存儲體使用相同的讀/ /寫控制信號，而用寫控制信號，而用字節(jié)選擇信號（字節(jié)選擇信號（A0A0和和BHEBHE）作譯碼器的使能控作譯碼器的使能控制信號。制信號。 用字節(jié)選擇信號（用字節(jié)選擇信號（A0A0和和BHEBHE）與與CPUCPU的讀的讀/ /寫信號組合產(chǎn)生各存儲體的讀寫信號組合產(chǎn)生各存儲體的讀/ /寫信號。寫信號。奇數(shù)存儲體奇數(shù)存儲體CSD0D7D8D15A1A14A18A19A15A16A17M/ IOBHE BLE（A0）A0A13A0A1316K816K8偶數(shù)存儲體偶數(shù)存儲體128K8128

27、K8RD8814D0D7D0D7CSCSCSCSCSCSCSWEOEWEOECSWRG2AG2BG2AG2BY0Y7Y0Y71ABCG1ABCG1用用1616K K8 8位的位的SRAMSRAM芯片實(shí)現(xiàn)的芯片實(shí)現(xiàn)的80868086存儲器存儲器獨(dú)立的地址譯碼方案獨(dú)立的地址譯碼方案內(nèi)存條標(biāo)注標(biāo)注符號符號符號含義符號含義典型數(shù)據(jù)舉例典型數(shù)據(jù)舉例a a表示標(biāo)準(zhǔn)工作頻率，用表示標(biāo)準(zhǔn)工作頻率，用MHZMHZ表示表示如如66MHZ66MHZ、100MHZ100MHZ、133MHZ133MHZ等等b b表示最小的表示最小的CL(CL(即即CASCAS縱列存取等待時間縱列存取等待時間) ) 用時鐘周期數(shù)表示，一

28、般為用時鐘周期數(shù)表示，一般為2 2或或3 3；c c表示最少的表示最少的 Trcd(RASTrcd(RAS相對相對CASCAS的延時的延時) ) 用時鐘周期數(shù)表示，一般為用時鐘周期數(shù)表示，一般為2 2；d d表示表示TRP(RASTRP(RAS的預(yù)充電時間的預(yù)充電時間) )用時鐘周期數(shù)表示，一般為用時鐘周期數(shù)表示，一般為2 2；e/eee/ee 表示最大的表示最大的tAC(tAC(相對于時鐘下沿的數(shù)據(jù)讀相對于時鐘下沿的數(shù)據(jù)讀取時間取時間) ) 表達(dá)時不帶小數(shù)點(diǎn)，如表達(dá)時不帶小數(shù)點(diǎn)，如5454代代表表5.4ns5.4nsf/fff/ff 表示表示SPDSPD版本號，版本號， 如如1212代表代表

29、SPDSPD版本為版本為1.21.2；g g代表修訂版本；代表修訂版本；如如2 2代表修訂版本為代表修訂版本為1.21.2；h h代表模塊類型；代表模塊類型；R R代表代表DIMMDIMM已注冊，已注冊， 外存儲器是指需要通過設(shè)備接口與微機(jī)相外存儲器是指需要通過設(shè)備接口與微機(jī)相連的存儲器，也稱輔存。主要用作微機(jī)系統(tǒng)的后連的存儲器，也稱輔存。主要用作微機(jī)系統(tǒng)的后備存儲器，用以存放計算機(jī)工作所需要的系統(tǒng)文備存儲器，用以存放計算機(jī)工作所需要的系統(tǒng)文件、應(yīng)用程序、用戶程序、文檔和數(shù)據(jù)等，也用件、應(yīng)用程序、用戶程序、文檔和數(shù)據(jù)等，也用作虛擬存儲器的硬件支持。作虛擬存儲器的硬件支持。 5.5.5 5.1

30、.1 硬硬 盤盤5.5.5 5.2 .2 光光 盤盤5.5.5 5.3 .3 U U 盤盤 硬盤是微機(jī)系統(tǒng)中最主要的外存儲器，主要硬盤是微機(jī)系統(tǒng)中最主要的外存儲器，主要用作大容量的后備存儲器和虛擬存儲器的硬件支用作大容量的后備存儲器和虛擬存儲器的硬件支持。持。 5.5.5 5.1 .1 硬硬 盤盤 5.5.5 5.1 .1 硬硬 盤盤 磁表面存儲器記錄信息原理圖磁表面存儲器記錄信息原理圖磁記錄介質(zhì)磁記錄介質(zhì)載磁體載磁體讀電路讀電路寫電路寫電路寫數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)寫線圈寫線圈I I讀線圈讀線圈鐵芯鐵芯磁化間隙磁化間隙磁頭磁頭磁盤運(yùn)動方向磁盤運(yùn)動方向完成完成“電電- -磁磁”轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換完成完成“

31、磁磁- -電電”轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換5.5.5 5.1 .1 硬硬 盤盤 主抽主抽組件組件磁磁盤盤片片傳動抽傳動抽傳動傳動手臂手臂讀寫讀寫磁頭磁頭前置控前置控制電路制電路主主機(jī)機(jī)硬硬盤盤控控制制器器硬硬盤盤驅(qū)驅(qū)動動器器盤盤片片硬盤存儲器的基本結(jié)構(gòu)硬盤存儲器的基本結(jié)構(gòu)硬硬盤盤機(jī)機(jī) 硬盤存儲器由硬盤驅(qū)動器、硬盤控制器和盤片幾大部硬盤存儲器由硬盤驅(qū)動器、硬盤控制器和盤片幾大部分組成分組成: : 溫徹斯溫徹斯特磁盤特磁盤 是主機(jī)與硬盤驅(qū)是主機(jī)與硬盤驅(qū)動器之間的接口動器之間的接口 。0 0道道n n道道扇區(qū)扇區(qū)m m扇區(qū)扇區(qū)2 2扇區(qū)扇區(qū)1 1磁盤的磁道和扇區(qū)格式示意圖磁盤的磁道和扇區(qū)格式示意圖不同記錄面不同記錄面

32、上的同一磁上的同一磁道被叫做一道被叫做一個柱面?zhèn)€柱面 扇區(qū)的一個扇區(qū)的一個磁道通常是磁道通常是磁盤進(jìn)行讀磁盤進(jìn)行讀寫的最小信寫的最小信息單位息單位 磁盤片是磁存儲器的信息記錄載體，它的上下兩面磁盤片是磁存儲器的信息記錄載體，它的上下兩面都可用于記錄信息。硬盤一般采用多片結(jié)構(gòu)的磁盤組。都可用于記錄信息。硬盤一般采用多片結(jié)構(gòu)的磁盤組。 硬盤的有關(guān)概念及圖解硬盤的有關(guān)概念及圖解n硬盤由多片磁盤片組成。硬盤由多片磁盤片組成。n一個磁盤片有上下兩個記錄面（磁面），都可用于一個磁盤片有上下兩個記錄面（磁面），都可用于記錄信息。記錄信息。n一個記錄面需要一個磁頭讀寫信息，硬盤的磁頭數(shù)一個記錄面需要一個磁頭讀

33、寫信息，硬盤的磁頭數(shù)=硬盤的記錄面數(shù)硬盤的記錄面數(shù)=2*磁盤片數(shù)。磁盤片數(shù)。n一個記錄面有多個同心圓，每個同心圓為一個磁道。一個記錄面有多個同心圓，每個同心圓為一個磁道。磁道有編號，最外一個同心圓叫磁道有編號，最外一個同心圓叫0磁道，最里面一個磁道，最里面一個同心圓叫同心圓叫n磁道。磁道。n不同記錄面上編號相同的磁道構(gòu)成一個柱面，柱面不同記錄面上編號相同的磁道構(gòu)成一個柱面，柱面有編號，同磁道編號。有編號，同磁道編號。n每個磁道（同心圓）等分為若干固定大小的弧段，每個磁道（同心圓）等分為若干固定大小的弧段，叫扇區(qū)。叫扇區(qū)。n扇區(qū)的編號從扇區(qū)的編號從0磁道開始，起始扇區(qū)為磁道開始，起始扇區(qū)為1扇區(qū)

34、，其后扇區(qū)，其后為為2扇區(qū)、扇區(qū)、3扇區(qū)扇區(qū)，0磁道的扇區(qū)編號結(jié)束后，磁道的扇區(qū)編號結(jié)束后，1磁道的起始扇區(qū)累計編號，直到最后一個磁道的最磁道的起始扇區(qū)累計編號，直到最后一個磁道的最后一個扇區(qū)（后一個扇區(qū)（n扇區(qū)）。例如，某個硬盤有扇區(qū)）。例如，某個硬盤有1024個個磁道，每個磁道劃分為磁道，每個磁道劃分為63個扇區(qū)，則個扇區(qū)，則0磁道的扇區(qū)磁道的扇區(qū)號為號為163，1磁道的起始扇區(qū)號為磁道的起始扇區(qū)號為64最后一個磁道最后一個磁道的最后一個扇區(qū)號為的最后一個扇區(qū)號為64512。 n一個扇區(qū)一般存儲一個扇區(qū)一般存儲512字節(jié)的二進(jìn)制信息。字節(jié)的二進(jìn)制信息。n由于每個磁道的扇區(qū)數(shù)相等、不同編號的

35、磁道的半由于每個磁道的扇區(qū)數(shù)相等、不同編號的磁道的半徑大小不一，所以外道的記錄密度要低于內(nèi)道。徑大小不一，所以外道的記錄密度要低于內(nèi)道。n硬盤存儲容量磁頭數(shù)硬盤存儲容量磁頭數(shù)磁道（柱面）數(shù)磁道（柱面）數(shù)每道扇每道扇區(qū)數(shù)區(qū)數(shù)每扇區(qū)字節(jié)數(shù)每扇區(qū)字節(jié)數(shù) 。 硬硬盤盤一一般般采采用用多多片片結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的磁磁盤盤組組盤片、磁面（記錄面）、磁道、柱面圖解扇區(qū)：磁盤上的每個磁道被等分為若干個弧段，這些弧段便是磁盤的扇區(qū) 磁道和扇區(qū)圖解硬盤數(shù)據(jù)的讀寫硬盤數(shù)據(jù)的讀寫n硬盤數(shù)據(jù)的讀寫是按柱面進(jìn)行，即磁頭讀寫數(shù)據(jù)時硬盤數(shù)據(jù)的讀寫是按柱面進(jìn)行，即磁頭讀寫數(shù)據(jù)時首先在同一柱面內(nèi)從首先在同一柱面內(nèi)從0磁頭開始進(jìn)行操作，依次向下磁頭開始進(jìn)行操作，依次向下在同一柱面的不同盤面在同一柱面的不同盤面(即磁頭上即磁頭上)進(jìn)行操作，只有進(jìn)行操作，只有在同一柱面所有的磁頭全部讀寫完畢后磁頭才轉(zhuǎn)移在同一柱面所有的磁頭全部讀寫完畢后磁頭才轉(zhuǎn)移到下一柱面，因為選取磁頭只需通過電子切換即可，到下一柱面，因為選取磁頭只需通過電子切換即可，而選取柱面則必須通過機(jī)械切換。電子切換比從在而選取柱面則必須通過機(jī)械切換。電子切換比從在機(jī)械上磁頭向鄰近磁道移動快得多。因此，數(shù)據(jù)的機(jī)械上磁頭向鄰近磁道移動快得多。因此，數(shù)據(jù)的讀寫按柱面進(jìn)行，而不按盤面進(jìn)行。讀寫按柱