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1、 1微机原理与接口技术 2 存储系统存储系统第三章 3主要内容p3.1 概述p3.2 半导体存储器p3.3 存储芯片与CPU的接口p3.4 外部存储器p3.5 小结 43.1 概述存储器分为内存储器（存储器分为内存储器（内存内存）和外存储器（）和外存储器（外存外存）两种，内）两种，内存储器主要包括存储器主要包括RAMRAM和和ROMROM，其中，其中CacheCache是是RAMRAM的一种，外存储的一种，外存储器主要包括硬盘、光盘等。器主要包括硬盘、光盘等。计算机系统要求存储器计算机系统要求存储器容量大容量大、速度快速度快和和成本低成本低，但往往这三者，但往往这三者在同一个存储器中不能同时取
2、得。在同一个存储器中不能同时取得。为了解决这一矛盾，采用了为了解决这一矛盾，采用了分级分级存储器存储器结构，通常把存储器分为结构，通常把存储器分为CacheCache、主存储器和外存储器三级。、主存储器和外存储器三级。53.1 概述 63.1 概述存储设备的分类存储设备的分类 按用途不同分为按用途不同分为主存储主存储辅助存储器辅助存储器按存储器介质分为按存储器介质分为半导体存储器半导体存储器磁介质存储器（磁介质存储器（硬盘硬盘）光碟存储器等：光碟存储器等：按存储特性分为按存储特性分为易失性存储器易失性存储器非易失性存储器；非易失性存储器；按寻址特性分为按寻址特性分为随机寻址存储器随机寻址存储器
3、顺序寻址存储器顺序寻址存储器直接寻址存储器等。直接寻址存储器等。73.2 半导体存储器1 1半导体存储器分类半导体存储器分类按照制造工艺分按照制造工艺分双极型（双极型（TTLTTL）半导体寄存器。半导体寄存器。金属氧化物（金属氧化物（MOSMOS）半导体存储器。半导体存储器。CMOSCMOS根据其存储信息的功能分根据其存储信息的功能分易失性存储器。易失性存储器。非易失性存储器。非易失性存储器。83.2 半导体存储器半导体存储器半导体存储器随机存取存储器随机存取存储器（RAM）只读存储器只读存储器（ROM）静态静态RAM（SRAM）动态动态RAM（DRAM）掩膜式掩膜式ROM可编程可编程ROM（
4、PROM）可可擦擦除除PROM（EPROM）电可擦除电可擦除PROM（EEPROM）半导体存储器分类 93.2 半导体存储器2.2.半导体存储器的技术指标半导体存储器的技术指标存储容量存储容量。存储容量是指存储器芯片所能存储的二进制信。存储容量是指存储器芯片所能存储的二进制信息的总位数，即存储容量息的总位数，即存储容量=存储单元数存储单元数单元的位数。单元的位数。存取时间存取时间。是指从启动一次存储操作到完成该操作所需要。是指从启动一次存储操作到完成该操作所需要的时间。的时间。可靠性可靠性。功耗功耗。功耗一般指每个存储单元所消耗的功率。功耗一般指每个存储单元所消耗的功率。103.2 半导体存储
5、器RAM RAM SRAMSRAM SRAM SRAM由由6 6个个MOSMOS场效应管场效应管构成的构成的RSRS双稳态触发器双稳态触发器组成。其一个存储单元结组成。其一个存储单元结构为构为:六管静态存储元电路 113.2 半导体存储器DRAMDRAM DRAM DRAM利用利用MOSMOS场效应晶体管栅极分布电容的充放电来保存场效应晶体管栅极分布电容的充放电来保存数据信息。基本结构是一只数据信息。基本结构是一只MOSMOS管和一个电容构成。管和一个电容构成。DRAMDRAM的分类的分类同步内存同步内存异步内存异步内存区分的标准是看它们能区分的标准是看它们能不能和不能和系统时钟系统时钟同步。
6、同步。12DRAM的分类当前的标准是当前的标准是SDRAMSDRAM（同步（同步DRAMDRAM的缩写），它是同步于系统的缩写），它是同步于系统时钟频率的。时钟频率的。SDRAMSDRAM内存访问采用内存访问采用突发模式突发模式，它的原理是在，它的原理是在现有的标准动态存储器中加入同步控制逻辑现有的标准动态存储器中加入同步控制逻辑(一个状态机一个状态机)，利用一个单一的系统时钟同步所有的利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据地址数据和和控制信号控制信号。SDRAMSDRAM的速度是由的速度是由MHzMHz或或nsns来计算的。来计算的。SDRAMSDRAM的速度至少不能的速度至少不能慢于系统
7、的时钟速度。慢于系统的时钟速度。13DRAM的接口类型SIMMSIMM（单边接触内存模组）。（单边接触内存模组）。SIMMSIMM是是486486及及其其较较早早的的PCPC机机中中常常用用的的内内存存的的接接口口方方式式。在在更更早早的的PCPC机机中中（486486以以前前），多多采采用用3030针针的的SIMMSIMM接接口口，而而在在PentiumPentium中中，应用更多的则是应用更多的则是7272针的针的SIMMSIMM接口，或者是与接口，或者是与DIMMDIMM接口类型并存。接口类型并存。DIMMDIMM（双边接触内存模组）。（双边接触内存模组）。这这种种接接口口模模式式的的内
8、内存存广广泛泛应应用用于于现现在在的的计计算算机机中中，通通常常为为8484针针，但但由由于于是是双双边边的的，所所以以一一共共有有842=168842=168线线接接触触，故故而而人人们们经经常常把把这这种种内内存存称称为为168168线线内内存存，而而把把7272线线的的SIMMSIMM类类型型内内存存模模组组直直接接称为称为7272线内存。线内存。DRAMDRAM内存通常为内存通常为7272线，线，SDRAMSDRAM内存通常为内存通常为168168线的。线的。14DIMM（Dual Inline Memory Module，双列直插内存模块）SDRAM DIMMSDRAM DIMM为为
9、168Pin DIMM168Pin DIMM结构，每面为结构，每面为84Pin84Pin，金手指上有两个卡口，用来避免，金手指上有两个卡口，用来避免插入插槽时，错误将内存反向插入而导插入插槽时，错误将内存反向插入而导致烧毁；致烧毁；DDRDDR DIMM DIMM则采用则采用184Pin DIMM184Pin DIMM结结构，每面有构，每面有92Pin92Pin，金手指上只有一个卡，金手指上只有一个卡口。卡口数量的不同，是二者最为明显口。卡口数量的不同，是二者最为明显的区别。的区别。DDR2DDR2 DIMM DIMM为为240pin DIMM240pin DIMM结构，结构，每面有每面有12
10、0Pin120Pin，与，与DDR DIMMDDR DIMM一样金手指一样金手指上也只有一个卡口，但是卡口的位置与上也只有一个卡口，但是卡口的位置与DDR2 DIMMDDR2 DIMM稍微有一些不同稍微有一些不同 15DRAM的刷新DRAMDRAM利用电容的电荷效应进行信息的存储，必须对其存储的利用电容的电荷效应进行信息的存储，必须对其存储的内容进行定期刷新。所谓内容进行定期刷新。所谓“刷新刷新”，就是每隔一段时间，对就是每隔一段时间，对DRAMDRAM的所有单元进行读写，经读出放大器放大后，再重新写的所有单元进行读写，经读出放大器放大后，再重新写入原电路入原电路，以维持存储电容上的电荷，从而
11、使所存信息保持，以维持存储电容上的电荷，从而使所存信息保持不变。不变。对于对于DRAMDRAM来说，刷新是按行进行的，每刷新一次的时间间隔来说，刷新是按行进行的，每刷新一次的时间间隔是刷新周期。刷新的时间间隔取决于存储信息的电容的大小。是刷新周期。刷新的时间间隔取决于存储信息的电容的大小。一般典型的刷新时间为一般典型的刷新时间为2ms2ms。163.2 半导体存储器pCacheCache Cache Cache是位于是位于CPUCPU与与内存内存之间的之间的临时存储器临时存储器，它的容量比，它的容量比内存小，但交换速度快，一般由高速内存小，但交换速度快，一般由高速SRAMSRAM构成。构成。1
12、73.2 半导体存储器p ROM ROM存储器存储器 掩膜只读存储器掩膜只读存储器MROMMROM可编程只读存储器可编程只读存储器 可编程只读存储器可编程只读存储器PROMPROM用紫外线擦除的可编程的用紫外线擦除的可编程的UV-UV-EPROMEPROM电可擦除的可编程存储器电可擦除的可编程存储器EEPROMEEPROMFlashFlash存储器存储器 183.2 半导体存储器Flash Flash 存储器也称为闪速存储器或闪存。存储器也称为闪速存储器或闪存。从从原原理理上上看看，FlashFlash存存储储器器属属于于ROMROM型型存存储储器器，与与E E2 2PROMPROM比比较较，
13、Flash Flash 存存储储器器可可实实现现大大规规模模的的快快速速电电擦擦除除，编编程程速速度度快快，断断电电后后具具有有可可靠靠的的非非易易失失性性。从从功功能能上上看看，它它又又相相当当于于RAMRAM，使使以以前前对对RAMRAM与与ROMROM的的划划分分变变得得模模糊糊起起来来。但但从从存存取取速速度和擦写的寿命两方面来衡量，它还赶不上度和擦写的寿命两方面来衡量，它还赶不上DRAMDRAM。193.3 存储芯片与CPU的接口p 存储芯片与存储芯片与CPUCPU连接时需要注意以下问题连接时需要注意以下问题 芯片的选择芯片的选择。CPUCPU与存储器芯片的与存储器芯片的时序配合时序
14、配合。存储器的存储器的地址分配（片选信号）地址分配（片选信号）。CPUCPU的的负载能力负载能力。203.3 存储芯片与CPU的接口p EPROM与与CPU的接口的接口 目前广泛使用的目前广泛使用的EPROM芯片有芯片有Intel公司生产的公司生产的2716、2732、2764、27128、27256、27512等，其容量为等，其容量为2K8b至至64K8b。前两种为。前两种为24脚双列直插式封装，后几种为脚双列直插式封装，后几种为28脚双脚双列直插式封装。列直插式封装。21Intel 2716p芯片特性芯片特性 Intel Intel 27162716是是一一种种存存储储容容量量为为16Kb
15、(2K8b)16Kb(2K8b)，存存取取时时间间约约450ns450ns的的EPROMEPROM芯片。它只需单一的芯片。它只需单一的+5V+5V电源即可正常工作。电源即可正常工作。22Intel 2716p Intel 2716 Intel 2716芯片引脚功能说明芯片引脚功能说明 符号符号名称名称功能说明功能说明A0A10地址线地址线接相应地址总线接相应地址总线,用来实现对某存储用来实现对某存储单元寻址单元寻址O0O7数据线数据线接数据总线接数据总线,用于工作时数据读出用于工作时数据读出(PD/PGM)片选片选(功率下降功率下降/编编程程)线线工作时作为片选信号工作时作为片选信号,编程写入
16、时接编程写入时接编程脉冲编程脉冲/OE输出允许线输出允许线控制数据读出控制数据读出Vcc电源线电源线+5VVpp电源线电源线编程时接编程时接+25V,读操作时接读操作时接+5VGND地线地线 23Intel 2716 信号线信号线工作方式工作方式 CE(PD/PGM)OEVppVccO0O7读读低低低低+5V+5V数据输出数据输出输出禁止输出禁止无关无关高高+5V+5V高阻高阻功率下降功率下降高高无关无关+5V+5V高阻高阻编程编程由低到高脉冲由低到高脉冲高高+25V+5V数据输入数据输入编程核实编程核实低低低低+25V+5V数据输出数据输出编程禁止编程禁止低低高高+25V+5V高阻高阻p I
17、ntel 2716 Intel 2716芯片的工作方式选择芯片的工作方式选择 24Intel 2716pIntel 2716芯片与芯片与8位位CPU的连接方法：的连接方法：低位地址线低位地址线,数据线直接相连；数据线直接相连；工作电源工作电源Vcc直接与直接与+5V电源相连，编程电源通常由开关电源相连，编程电源通常由开关控制；控制；和和 信号分别由信号分别由CPU高位地址总线和控制总线高位地址总线和控制总线译码后产生。译码后产生。实例实例：用：用2716 EPROM芯片为某芯片为某8位位CPU设计一个设计一个16KB的的ROM存储器。已知该存储器。已知该CPU地址线为地址线为A0A15，数据线
18、为，数据线为D0D7，“允许访存允许访存”控制信号为控制信号为/M，读出控制信号为，读出控制信号为/RD。画出画出EPROM与与CPU的连接框图。的连接框图。25分析怎样保证任何时候最多只能允许一个芯片中的数据被读出？使用3-8线译码器（74LS138）来选择芯片CBAY7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y00001111111000111111101010111110110111111011110011101111101110111111101011111111101111111 263-8线译码器Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7芯片0芯片1芯片2芯片3芯片4芯片5芯片6芯片7CECECECECEC
19、ECECE 3|8 线译码器ABCCBA=000 Y0=0 27地址线地址线16KB地址空间地址空间=214，需要至少，需要至少14条地址线条地址线CPU有有A0A15共共16条地址线，够用条地址线，够用怎样选择各个芯片？怎样选择各个芯片？CPU的的A0A10与与2716的地址线的地址线A0A10直接相连；直接相连；CPU的高位地址线的高位地址线A11A13 连接到连接到3-8线译码器线译码器74LS138，用译码器的输出，用译码器的输出Y0Y7控制每个控制每个2716的的/CECPU数据数据D0D7与所有与所有2716数据线数据线D0D7对应位相连；对应位相连；CPU的的/RD连接所有连接所
20、有2716的输出允许信号端的输出允许信号端/OE。28EPROM与CPU连接EPROM与CPU连接框图 293.3 存储芯片与CPU的接口pSRAM与与CPU的接口的接口 常用的常用的SRAM芯片有芯片有Intel公司生产的公司生产的2114、2128、6116、6264等。等。Intel 2114 1芯片特性芯片特性 Intel 2114是一种存储容量为是一种存储容量为1K4b，存取时间最大为，存取时间最大为450ns的的SRAM芯片。芯片。30Intel 2114符号符号名称名称A0A9地址地址D0D3数据输入数据输入/输出输出CS片选片选WE写允许写允许Vcc,GND电源，地电源，地引脚
21、排列图 引脚名Intel 2114Intel 2114芯片引脚排列图及引脚名芯片引脚排列图及引脚名 31Intel 2114Intel 2114内部结构框图 32Intel 2114接口方法接口方法 从连接特性看，从连接特性看，21142114芯片与前面介绍的芯片与前面介绍的EPROM 2716EPROM 2716相比相比只增加了一个读只增加了一个读/写控制功能，故其接口方法大同小异。具写控制功能，故其接口方法大同小异。具体如下：体如下：地址线地址线A0A0A9A9与地址总线的低与地址总线的低1010位直接相连；位直接相连；数据数据I/OI/O线线I/O1I/O1I/O4I/O4与数据总线的连
22、续与数据总线的连续4 4位相连；位相连；片选信号片选信号 可在访存控制信号控制下由高位地址译码产可在访存控制信号控制下由高位地址译码产生；生；写允许信号写允许信号 与与CPUCPU发出的有关读发出的有关读/写控制信号直接相关写控制信号直接相关或者由有关控制信号形成。或者由有关控制信号形成。33Intel 2114实例实例：某：某8 8位微机有地址总线位微机有地址总线1616根，双向数据总线根，双向数据总线8 8根，控制总线中与主存根，控制总线中与主存相关的有相关的有“允许访问允许访问”信号信号 (低电平有效低电平有效)和读和读/写控制信号写控制信号R/R/(高电平读，低电平写高电平读，低电平写
23、)。试用。试用SRAMSRAM芯片芯片21142114为该机设计一个为该机设计一个8KB8KB的存储器并的存储器并画出连接框图。画出连接框图。存储器与CPU连接框图 343.3 存储芯片与CPU的接口pDRAM与与CPU的接口需要考虑的问题的接口需要考虑的问题一是由于一是由于DRAM芯片中的存储元是靠栅极电容上的电荷芯片中的存储元是靠栅极电容上的电荷存储信息的，时间一长将会引起信息丢失，所以必须存储信息的，时间一长将会引起信息丢失，所以必须定定时刷新时刷新；二是由于二是由于DRAM芯片集成度高，存储容量大，使引脚数芯片集成度高，存储容量大，使引脚数量不够用，所以地址输入一般采用量不够用，所以地
24、址输入一般采用两路复用两路复用锁存方式。锁存方式。目前市场上的目前市场上的DRAM芯片种类很多，常用的有芯片种类很多，常用的有Intel公司公司生产的生产的2116、2118、2164等。等。35Intel 2164芯片特性芯片特性 Intel 2164是一种存储容量为是一种存储容量为64K1b，最大存取时间为，最大存取时间为200ns，刷新，刷新时间间隔为时间间隔为2ms的的DRAM芯片。芯片。符号符号名称名称A0A7地址地址DIN数据输入数据输入DOUT数据输出数据输出行地址选通行地址选通列地址选通列地址选通写允许写允许VDD电源电源VSS地地引脚排列图 引脚名 363.4 外部存储器p磁
25、磁盘盘存存储储器器是是计计算算机机系系统统最最主主要要的的外外存存设设备备。当当前前常常用用的的磁磁盘盘主主要要有有硬硬磁磁盘盘和和固固态态硬硬盘盘(solid(solid state state disk)disk)两大类。两大类。p硬硬磁磁盘盘存存储储器器简简称称硬硬盘盘，由由磁磁头头、盘盘片片、驱驱动动器器和和读读/写写控控制制电电路路组组成成，通通过过在在硬硬质质盘盘片片上上涂涂敷敷磁磁性性材材料料，来来记记录录二二进进制制数数据据。可可分分为为固固定定磁磁头头硬硬磁磁盘盘、活活动动磁磁头头固固定定盘盘片片硬硬磁磁盘盘、活活动动磁磁头头可可换换盘盘片片硬硬磁磁盘盘等多种类型。等多种类型
26、。37硬盘硬磁盘示意图 38硬盘(Hard-disk)p按按照照盘盘片片可可分分为为单单盘盘片片和和多多盘盘片片组组合合式式。在在多多盘盘片片组组合合式式中中有有2片片、6片片、8片片、12片片等等；盘盘片片直直径径有有14in、8in、5.25in、3.5in等等（1in=2.54cm）；容容 量量 有有 10GB、40GB、80GB、120GB等。典型产品是等。典型产品是温氏盘温氏盘。p盘盘片片常常以以每每分分钟钟3600转转或或7200转转的的速速度度旋旋转转，地地址址顺顺序序是是：柱柱面面号号、盘盘面面号号和和扇扇区区号号。通通过过专专门门的的接接口口与与主主机机连连接接,常常见见接接
27、口口有有IDE、EIDE、Ultra DMA和和SCSI。其其中中，前前三三种种采采用用美美国国国国家家标标准准协协会会(ATA)标标准准，因因此此也也称称IDE/ATA接接口口，传传输输速速率率高高，价价格格便便宜宜，易易于于安安装装。SCSI主主要要用用于于小小型型机机、高档微型机或服务器中。高档微型机或服务器中。39硬盘发展 1956年年9月，月，IBM的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统的一个工程小组向世界展示了第一台磁盘存储系统IBM 350 RAMAC。1973年，年，IBM公司制造出了第一台采用公司制造出了第一台采用“温彻期特温彻期特”技术的硬盘。技术的硬盘。1979年，
28、年，IBM发明了发明了薄膜磁头薄膜磁头。接着在。接着在80年代末期，年代末期，IBM公司研发了公司研发了MR磁阻磁头磁阻磁头。1991年，年，IBM公司将此项公司将此项MR磁头技术应用于磁头技术应用于3.5in的硬盘中，使得普通的硬盘中，使得普通电脑用户使用的硬盘容量首次达到了电脑用户使用的硬盘容量首次达到了1GB，从此我们使用的硬盘容量开，从此我们使用的硬盘容量开始进入了始进入了GB数量级数量级50个直径24in的磁盘温彻斯特 40硬盘发展GMR是是IBM公司在公司在MR技术的基础上研发成功的新一代磁头技术，它是技术的基础上研发成功的新一代磁头技术，它是最新的磁头技术，现在生产的硬盘全都应用
29、了最新的磁头技术，现在生产的硬盘全都应用了GMR磁头技术。磁头技术。1999年年9月月7日，日，Maxtor（迈拓）宣布了首块单碟容量高达（迈拓）宣布了首块单碟容量高达10.2GB的的ATA硬盘，从而使用硬盘容量达到一个新的里程碑。硬盘，从而使用硬盘容量达到一个新的里程碑。2000年年2月月23日，日，希捷希捷发布了转速高达发布了转速高达15000r/min的的Cheetah X15（捷豹）（捷豹）系列硬盘，系列硬盘，MR磁阻磁头结构 希杰Cheetah X15硬盘结构 41硬盘发展2000年年3月月16日，硬盘领域又有新突破，第一款日，硬盘领域又有新突破，第一款玻璃硬盘玻璃硬盘问世。问世。2
30、002年，希捷发布了年，希捷发布了Barracuda ATA V Serial ATA硬盘，也就硬盘，也就是我们现在经常说的是我们现在经常说的串口硬盘串口硬盘。2004年，年，TOSHIBA（东芝）推出了世界上首款（东芝）推出了世界上首款0.85in的硬盘的硬盘MK2001 MTN，存储容量可达，存储容量可达2GB。东芝MK4007硬盘结构 希捷Barracuda硬盘结构 42硬盘发展2005年，东芝推出的年，东芝推出的MK4007 GAL在在1.8in的盘片上实现的盘片上实现了了40GB的存储量。的存储量。2006年，希捷推出了年，希捷推出了Momentus 5400.3笔记本电脑硬盘，笔记
31、本电脑硬盘，这是首款采用这是首款采用垂直磁性记录垂直磁性记录设计的设计的2.5in硬盘，其存储容硬盘，其存储容量达到量达到160GB。2007年，年，TB级硬盘强势袭来。级硬盘强势袭来。日立日立、西数西数、希捷希捷、三星三星四大硬盘制造厂商先后推出了它们的四大硬盘制造厂商先后推出了它们的1TB硬盘，硬盘从硬盘，硬盘从此进入此进入TB时代。时代。43硬盘技术 p磁头技术（感应敏感、精密度）磁头技术（感应敏感、精密度）p电机技术（主轴电机技术（主轴转速转速）p接口技术（接口技术（IDEIDE/ATA/ATA）p盘片技术盘片技术 (塑料塑料-铝合金铝合金-玻璃玻璃)p其他技术（防震）其他技术（防震）
32、44SSD（固态硬盘）pSSD一般可以分为两种一般可以分为两种基于闪存的基于闪存的SSD 采用采用Flash Memory作为存储介质，经常使用的作为存储介质，经常使用的U盘、数码相机等一盘、数码相机等一些电子存储器及另外一些些电子存储器及另外一些ATA、SCSI、FC接口的接口的Flash Disk，统称，统称为闪存；为闪存；最大优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应各种最大优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应各种环境，但是使用年限不高。所以闪存盘的容量一般都非常小，环境，但是使用年限不高。所以闪存盘的容量一般都非常小，DDR RAM Base SSD 采用采用DD
33、R RAM作为存储介质，可被各种操作系统的文件系统工具进作为存储介质，可被各种操作系统的文件系统工具进行卷设置和管理，并提供工业标准的行卷设置和管理，并提供工业标准的PCI和和FC接口，用于连接主机接口，用于连接主机/服务器或存储网络的存储设备。服务器或存储网络的存储设备。最显著优势就是速度，并且使用寿命非常长，几乎包含所有闪存最显著优势就是速度，并且使用寿命非常长，几乎包含所有闪存盘所拥有的优点，美中不足的是，它需要电源来保护数据安全。盘所拥有的优点，美中不足的是，它需要电源来保护数据安全。45固态硬盘2014年参考售价品牌与型号容量接口类型传输速度报价三星840EVO120GBSATA35
34、40MB/s520.0三星850PRO1TBSATA3550MB/s5199.0希捷ST240HM000240GBSATA36Gbps1050.0希捷ST800FM053800GBSATA31200MB/s12000.0东芝HDTS325256GBSATA3554MB/s999.0东芝HDTS351512GBSATA3554MB/s1899.0金士顿SMS200120GBMSATA555MB/s699.0金士顿SH103240GBSATA3555MB/s1099.0特科芯PER760128GBNGFF550MB/s617.0特科芯PER820512GBSATA3550MB/s2542.0威刚S
35、X900256GBSATA3550MB/s999.0威刚SX910512GBSATA3550MB/s2899.0 46机械硬盘2014年参考售价品牌与型号容量转速传输速度报价希捷ST10000DM0031TB7200rpm6Gbs355.0希捷ST40000DX0014TB7200rpm6Gbs1499.0西数WD5000AAKX500GB7200rpm6Gbs300.0西数WD1003FBYX1TB7200rpm6Gbs540.0东芝DT01ACA1001TB7200rpm6Gbs399.0东芝DT01ACA050500GB7200rpm6Gbs300.0HGST 7K10001TB7200
36、rpm6Gbs445.0HGST 7K500500GB7200rpm6Gbs320.0 47光盘存储设备 p光盘存储器的基本组成光盘存储器的基本组成光盘驱动器光盘驱动器 包含了激光发射器、聚焦控制、定位控制、电机与调速包含了激光发射器、聚焦控制、定位控制、电机与调速控制、写擦除与读出控制等部件。控制、写擦除与读出控制等部件。光盘控制器光盘控制器 光盘控制器中包括数据输入缓冲器、记录格式转换器、光盘控制器中包括数据输入缓冲器、记录格式转换器、编码器、读出格式转换器、数据输出缓冲器等。编码器、读出格式转换器、数据输出缓冲器等。接口电路接口电路 光盘存储器外形呈圆形，表面分为光盘存储器外形呈圆形，表
37、面分为光道光道，每道分为若干，每道分为若干个个扇区扇区。扇区又划分为。扇区又划分为帧帧，每帧，每帧2424个字节，一个扇区由个字节，一个扇区由9898帧帧共共23522352个字节组成。个字节组成。光盘数据传输率约为每秒几光盘数据传输率约为每秒几MBMB至几十至几十MBMB。48光盘存储器的工作原理 光光盘盘控控制制器器与与光光盘盘驱驱动动器器制制作作成成一一个个整整体体，合合称称为为光光盘盘驱驱动动器器，简简称称为为光光驱驱，又又叫叫CD-ROMCD-ROM驱驱动动器器，用用于于读读取取光光盘盘上上的的数数据据。光光盘盘存存储储器器是是利利用用激激光光的的单单色色性性和和相相干干性性，使使数
38、数据据通通过过调调制制激激光光聚聚焦焦到到记记录录介介质质上上，使使介介质质的的光光照照微微区区（直直径径一一般般小小于于1m1m）发发生生物物理理和和化化学学变变化化，其其分分子子排排列列方方式式改改变变，形形成成凹凹坑坑，其其深深度度约约为为0.12m0.12m、宽宽度度约约为为0.50.6m0.50.6m，以此记录二进制数据。以此记录二进制数据。光盘数据的写入 49光盘驱动器光盘驱动功能部件 50光盘的类型只读型只读型 只读型光盘中的数据是用压模的方法压制而成，用户只能只读型光盘中的数据是用压模的方法压制而成，用户只能读取数据，不能写入。读取数据，不能写入。一次或多次写型一次或多次写型(
39、CD-R)(CD-R)该光盘允许用户该光盘允许用户一次一次或多次追加式地写入数据直到盘满为或多次追加式地写入数据直到盘满为止，信息写入后为止，信息写入后为只读状态只读状态，不可再修改。，不可再修改。可擦写型可擦写型 这种光盘具有磁盘一样的可擦写性，可多次写入或修改这种光盘具有磁盘一样的可擦写性，可多次写入或修改光盘上的数据。光盘上的数据。51光盘标准 pCD-DA标准标准(数字式激光唱盘数字式激光唱盘)pCD-ROM标准（存储计算机数据）标准（存储计算机数据）pCD-R标准（可刻录）标准（可刻录）pPhoto-CD标准标准pVideo-CD（VCD）pDVD 52光盘的数据存储容量 CD-RO
40、M盘片容量为：盘片容量为：650.39MB DVD-ROM单单面面单单层层盘盘的的容容量量最最大大为为4.7GB，单单面面双双层层盘盘的的容量可达到容量可达到8.5GB，双面双层盘的容量达到，双面双层盘的容量达到17GB。53CD-ROM光盘及其驱动器pCD-ROM盘盘 CD-ROM盘盘由由三三层层不不同同的的材材料料组组成成，最最上上面面一一层层是是保保护护层层，一一般般为为涂涂漆漆层层，并并标标示示有有盘盘的的说说明明信信息息；中中间间一一层层是是反反射射金金属属(通通常常为为铝铝等等)薄薄膜膜；底底层层是是聚聚碳碳酸酸酯酯塑塑料料盘盘基基。盘盘上上的的信信息息是是用用强强激激光光打打出出
41、的的凹凹坑坑和和凸凸坑坑来来表表示示的的，小小凹凹坑坑和和小小凸凸坑坑的的不不同同组组合合代代表表不不同同的的二二进进制制信信息息。信信息息轨轨道道是是由由小小凹凹坑坑和和小小凸凸坑坑沿沿盘盘面面按按螺螺旋旋形形排排列列的的，这这样样可可比比按按同同心心圆圆排排列存放更多的信息。列存放更多的信息。54DVD光盘DVDDVD的结构的结构 常规的常规的CDCD盘只使用一个面和一个记录层来记录信息。盘只使用一个面和一个记录层来记录信息。为了提高存储容量，为了提高存储容量，DVDDVD盘结构分为盘结构分为单面单层单面单层单面双层单面双层双面单层双面单层双面双层。双面双层。55DVD光盘DVD格式格式D
42、VD-ROM（只读（只读DVD）DVD-Video（视频（视频DVD）DVD-Audio（音频（音频DVD）DVD Recordable（可写（可写DVD）DVD-RAM（DVD随机存储器）随机存储器）56小结 概述概述 对存储设备的要求对存储设备的要求 存储设备的分类存储设备的分类半导体存储器半导体存储器半导体存储器分类半导体存储器分类半导体存储器的技术指标半导体存储器的技术指标 RAM RAM SRAMSRAMDRAMDRAMCache Cache ROMROM存储器存储器 57小结存储芯片与存储芯片与CPU的接口的接口 存储芯片与存储芯片与CPU连接时需要注意的问题连接时需要注意的问题 EPROM与与CPU的接口的接口 SRAM与与CPU的接口的接口 DRAM与与CPU的接口的接口 外部存储器外部存储器技术指标技术指标 硬盘发展硬盘发展 硬盘技术硬盘技术 SSD 光盘存储设备光盘存储设备 58作业P77:2、5、11