外部存储器PPT课件

基于DRAM的固态硬盘：采用DRAM作为存储介质，它仿效传统 硬盘的设计，它是一种高性能的存储器，而且使用寿命很长， 美中不足的是需要独立电源来保护数据安全。DRAM固态硬盘属 于比较非主流的设备，主要用于服务器中。
第五章 外存储器
5.1.5 固态硬盘（SSD）
优点： 读写速度快：采用闪存作为存储介质，读取速度相对机械硬 盘更快。固态硬盘不用磁头，寻道时间几乎为0。固态硬盘的快 绝不仅仅体现在持续读写上，随机读写速度快才是固态硬盘的 终极特色，这最直接体现在绝大部分的日常操作中。最常见的 7200转机械硬盘的寻道时间一般为12-14毫秒，而SSD可达到0.1 毫秒甚至更低。
第五章 外存储器
5.2.4
1．保持光驱、光盘清洁；
2．定期清洁保养激光头； 3．保持光驱水平放置；
光驱的维护
4．养成关机前及时取盘的习惯； 5．减少光驱的工作时间； 6．少用盗版光盘，多用正版光盘； 7．正确开关盘盒； 8．利用程序进行开关盘盒；
9．谨慎小心维修；
10．尽量少放影碟；
第五章 外存储器
固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存 （FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM 作为存储介质。
第五章 外存储器
5.1.5 固态硬盘（SSD）
基于闪存类 基于闪存的固态硬盘：采用FLASH芯片作为存储介质，这也是 通常所说的SSD。它的外观可以被制作成多种模样，例如：笔记 本硬盘、微硬盘、存储卡、U盘等样式。这种SSD固态硬盘最大 的优点就是可以移动，而且数据保护不受电源控制，能适应于 各种环境，但是使用年限不高，适合于个人用户使用。 基于DRAM类
第五章 外存储器
5.4.2 软盘驱动器
1976年世界上第一台5.25英寸软盘驱动器由Shugart Assaciates公司为IBM的大型机研发成功，1980年索尼公司推出 了3.5英寸软驱，1.44MB、125KB/s传输速度、300rpm转速、 容易损坏。

5英寸软盘容量为：2×80×15×512=1228800B≈1.2MB
6、寻址时间：磁头从启动位置到达读写位置所经历
的全部时间，包括寻道时间和平均等待时间(磁盘 旋转半周所需时间)。3寸软驱寻址时间约为144ms。 7、数据传输速率：指磁头在磁盘上找到相应的地址 后，每秒读写的字节数。可通过下述方法计算： 传输速率=每磁道上全部字节数/旋转一周时间 传输速率=每扇区字节数×扇区数/旋转一周时间 5寸盘数据传输速率约为45KB/S，3寸盘约为54KB/S
三、硬盘区域的划分
格式化后的硬盘，由格式化软件把硬盘划分为四 个区域：即主引导记录区、DOS引导记录区、文件分配 表和文件目录区，其中： 主引导记录区位于0柱面0磁头1扇区，存放硬盘的 主引导程序和硬盘分区表；DOS引导记录区位于0柱面1 磁头1扇区，存放DOS的引导程序和硬盘格式化后的若 干重要参数以及文件分配表和文件目录的存放位置。 病毒感染破坏了这两个区域数据，计算机即瘫痪。 其他两个区域存放的都是有关文件的重要数据。 计算机中，一个物理的硬盘驱动器可以经格式化 划分为多个逻辑驱动器，使计算机可以有C、D、E、F 等多个逻辑硬盘，方便使用和文件管理。但多个逻辑 硬盘中，只有C盘能够启动计算机操作系统。
硬盘驱动器1
系统 总线 EIDE接口 硬盘驱动器 硬盘驱动器2 光盘驱动器
6.4 磁盘阵列存储器
1、什么是磁盘阵列？将多个独立的磁盘组成一个独立 的逻辑盘，通过数据在多个物理盘上的分割交叉存储 和并行访问得到较高的逻辑性能。 2、磁盘阵列存储器的特点 – 小盘径磁盘驱动器阵列比单一的大型驱动器成本 低、功耗低、误码率低，可靠性高且能连续工作； – 由于采用数据分块和交叉存储技术，磁盘阵列具 有高传输速率和I/O吞吐率，可实现数据并行处理； – 磁盘阵列具有海量存储能力，1024GB已属平常； – 访问负载均匀分布在所有磁盘，延长磁盘使用期； – 阵列的控制、数据的分块和拼接、磁盘阵列的并 行调度等阵列控制功能全部固化在阵列控制卡上。

000FBH
000FCH
75H
000FDH
0044HH
000FEH
3366HH
000FFH
9955HH
00100H
1、设栈顶 (SP)=0100H
3、 (SP)-2→SP BH→ (000FDH ) BL→ ( 000FCH ) (SP)=00FCH
4、(000FCH)→ AL (000FDH)→AH (SP)+2→SP (SP)=00FEH
信号，A0端是控制CPU低8位数据总线上的 允许信号。
A0—A19 BHE
8086
D8—D15 D0—D7
地址 锁存
器
A0
A1—A19
偶 存储
体
奇 存储
体
BHE
BHE A0
操作
总线使用情况
0
0 从偶地址开始读/写一个字
AD15--AD0
0
1 从奇地址开始读/写一个字节 AD15--AD8
1
0 从偶地址开始读/写一个字节 AD7--AD0
例题 若已知当前SS＝1050H，SP＝0008H，AX＝1234H， 则8086系统中堆栈的入栈和出栈操作如下图所示。
段基址(SS)
栈顶 SP
10500H
10501H
10502H
10503H
10504H
10505H
10506H
34
10507H
12
10508H
AA
10509H
BB
1050AH
PUSH AX
AX
B12B
A34A
BX
12
34
…
POP BX
栈底
POP AX

2、可重定位装入：


3.动态运行时装入

0
1000 LOAD 1, 2500
10000 11000 LOAD 1, 2500
2500
365
12500 15000
365
5000 作业地址空间 图4-2
内存空间
4.1.2

程序的链接
1、静态链接
程序运行之前，链接成完整的装入模块 a．对相对地址的修改 b．变换外部调用符号
不能容纳作业。

紧凑 通过作业移动将原来分散的小分区拼接成一个 大分区。
紧凑
操作系统 用户程序1 10KB 3 用户程序 用户程序 10KB 3 30KB 用户程序6 14KB 用户程序9 26KB
操作系统
用户程序1
用户程序3 用户程序6 用户程序9
80KB
必须对移动了的作业进行重定位。动态（因作业已经装入， 随着对指令或数据的访问自动进行）
空闲分区总和 否 >=u.size? 是 紧凑形成连 续空闲区 修改有关的 数据结构
将该分区从链中移出
2．回收： （1）上邻空闲区：合并，改大小 （2）下邻空闲区：合并，改大小，首址。 （3）上、下邻空闲区：合并，改大小。 （4）不邻接，则建立一新表项。
F1
回收区 回收区 F2
F1
回收区 F2
内存回收时的情况
4.2.4

可重定位分区分配
1.动态重定位的引入

连续式分配中，总量大于作业大小的多个小分区

2、装入时动态链接
目标模块在装入内存时，边装入边链接 a.便于修改和更新 b.便于实现对目标模块的共享

一、硬件系统的组成
1、运算器（Arithmetic Logic Unit）：算术逻辑单元或 ALU，用来进行加、减、乘、除等算术运算以及与、或、 非等逻辑运算。
2、控制器（Control Unit）：指挥中心，计算机的各部件 在它的指挥下协调工作。
3、存储器（Memory）：记忆部件，用来存放数据、程序 和计算结果。分为内部存储器和外部存储器。
软驱的工作过程：马达带动软盘的 盘片转动，磁头定位器负责把磁头移 动到正确的磁道，由磁头完成读写操 作。
.
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 2）硬盘（Hard Disk）：存取容量大，速度快
组成：磁道 (Tracks)、扇区 (Sectors)、柱面 (Cylinders)和磁头 (Heads)
.
存储器
1、高速缓冲存储器（Cache） 可以直接做在CPU芯片里，工作过程完全由硬件电路控制， 数据存取速度很快。 容量较小，大多在1MB以下。 2、主存储器（内部存储器、内存） 1）主机的一部分，由CPU直接访问，通常由半导体的集 成电路存储芯片构成。 2）分类：RAM（Random Access Memory）
由很多个磁片叠在一起，柱面指的 就是多个磁片上具有相同编号的磁道， 它的数目和磁道是相同的。
硬盘的容量计算如下： 硬盘容量＝柱面数×扇区数× 每扇区字节数×磁头数（盘面数）
.
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 3）光盘：利用激光束在盘片上记录高密度信息的外存储器
特点：体积小、重量轻、记录密度高、存储容量大（约 650MB）、寿命长、安全可靠
1）工作原理：阴极射线管（Cathote Ray Tube）、电子束、 电磁场、荧光材料
2）帧、扫描线、象素
3）单色、彩色：CGA、EGA、VGA、SVGA

第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
第10章 51单片机外部存储器扩展
10.1 外部I/O的扩展 10.2 存储器概述 10.3 外部存储器扩展
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
第10章 51单片机外部存储器扩展 10.1 外部I/O的扩展
1
7FFFH
8253 1001 1111 1111 11xx
4
9FFCH～9FFFH
第410章章 M51单CS片-5机1单外片部机存系储统器功扩能展的扩展
二、地址译码法 对于RAM和I/O容量较大的应用系统，当芯片所需的片选信号
多于可利用的地址线时，常采用地址译码法。用译码器对高位地 址进行译码，译出的信号作为片选线。
系统的扩展归结为三总线的连接，连接的方法很简 单，连线时应遵守下列原则：
1.连接的双方数据线连数据线，地址线连地址线， 控制线连控制线。
2.控制线相同的地址线不能相同，地址线相同的控 制线不能相同。
3.片选信号有效的芯片才选中工作，当同类芯片多 片时,片选端可通过线译码、部分译码、全译码接地址线， 在单片机中多采用线选法。
A3
四、常用的SRAM存储器介绍
A9
Intel SRAM 的典型芯片 A11
有2KB 的6116、8KB 的6264
A12
以及32KB的62256。
D0
D7
其中6264 芯片应用最为 广泛。其内部组成如图所示。
…
…
… …
VCC
GND .
行译 .
512X16X8
码.
存储阵列
……
输入
列I/O
数据 电路

Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
62128
Vcc WE A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3 11
采用线选法外扩3片6264RAM的接口电路
思考一下：3片6264RAM的各自所占的地址空间？
12
采用译码法外扩4片62128RAM的接口电路
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
27128
Vcc PGM A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
Vpp A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
27256
Vcc A14 A13 A8 A9 A11 OE A10 CE D7 D6 D5 D4 D3
目前常用的编程方法主要有两种：一种是使用通用编
程器编程，比如RF1800，另一种是使用下载型编程器进 行编程。下面介绍如何对AT89S51片内的Flash存储器进 行编程。
23
23
AT89C5X与AT89LV5X之间的主要区别： 1.AT89LV5X工作电压为2.7~6V,可在低电压条件下工作。
24 。 2. AT89LV5X振荡器的最高频率为12MHz，而AT89C5X振荡器的最高频率为24MHz
17
MCS-51
P2.7-2.0
P0.7-0.0
ALE
W
R
D R
D7-D0
74LS138
74LS373
A
B
C
G2B
G2A
G
1
G
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

地址转换过程是：
CPU获得的逻辑地址首先与下限寄存器 的值相加，产生物理地址；然后与上限寄存 器的值比较。 1、若大于上限寄存器的值，产生“地址越界” 中断信号，由相应的中断处理程序处理； 2、若不大于上限寄存器的值，则该物理地址 就是合法地址，它对应于内存中的一个存储 单元。
案例分析
【例3-1】在某系统中采用固定分区分配管理 方式，内存分区(单位字节)情况如图3-10a所 示。现有大小为1KB、9KB、33 KB、121KB 的多个作业要求进人内存，试画出它们进入 内存后的空间分配情况，并说明内存浪费有 多大?
内存的在系统中的地位
CPU
内存
I/O 系统
外设
内存在计算机系统中的地位
3.1.1 存储体系
存储器存取 时间减少 存储器存取 速度加快 每位存储器 成本增加 存储器容量 减少 外 存 高速缓存器
程序和数据 可以被CPU 直接存取 内 存
程序和数据必 须先移到内存， 才能被CPU访问
三级存储器结构
存储器管理
单一连续分配仅适用于 单道程序设计环境，处 理机、主存都不能得到 充分的利用。
操作系统
32 KB
作业 分配给用户作 业的空间 未用
64 KB
1 60 KB
浪费
单一连续分配
特点：
（ 1 ）管理简单。它把主存分为两个区，用户区一 次只能装入一个完整的作业，且占用一个连续的 存储空间。它需要很少的软硬件支持，且便于用 户了解和使用。 （ 2 ）在主存中的作业不必考虑移动的问题，并且 主存的回收不需要任何操作。 （ 3 ）资源利用率低。不管用户区有多大，它一次 只能装入一个作业，这样造成了存储空间的浪费， 使系统整体资源利用率不高。 （4）这种分配方式不支持虚拟存储器的实现。

CD的基本结构及原理
CD-RW光盘的读写原理
CD-RW的刻录原理与CD-R的刻录、播放原理大同小异。不同之处在 于CD-RW利用“相变”原理，而不是“变形”。利用Laser将相变材料加 热到熔点以上，再进行快速冷却，就会固定在原子排序不整齐的非晶体状 态。
硬盘的使用
扇区 扇区
标准记录： 位密度外低内高; 浪费存储能力； 数据传输速率相等。
分区记录： 位密度相等; 充分利用存储能力； 数据传输速率外高内低。
硬盘的使用
硬盘在使用之前必须经过低级格式化、分区和高级格式化 三个步骤。 1. 低级格式化 一般硬盘在出厂之前都做过低级格式化，低级格式化和操 作系统无关。 低级格式化的作用：低级格式化的主要作用用以下几种： 测试硬盘介质，对已损坏的磁道和扇区做“坏”标记。 写入扇区ID，清空扇区内容 ，每一块的开头部分写入一个扇 区ID并且清空数据区。 设置交错因子
硬盘系统
硬盘的发展 体积： 5.25英寸/全高 →3.5英寸/半高(用于台式PC) 2.5英寸(用于笔记本PC) 容量：10～40MB(8086/286) →100～500MB(386/486) →1～400GB(目前) 连续传输速率： 100KB/s →50MB/s 平均寻道时间： 80ms → 5ms 转速： 3600转/s → 10000转/s
半导 体存 储器
Flash电子 盘
硬盘系统
硬盘的发展
1956年，IBM发明世界上第一台硬盘（IBM350），1973年，又发明 了Winchester(温氏)硬盘（IMB3340）。其核心就是：磁盘片被密封、固 定并且不停高速旋转，磁头悬浮于盘片上方沿磁盘径向移动，并且不和 盘片接触。后来的硬盘基本都沿用了这一结构。

CPU结构与功能
控制单元（Control Unit）
负责协调计算机各部件工作，确保指令按照正确顺序执行。
算术逻辑单元（ALU）
负责执行算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非等 ）。
寄存器（Register）
临时存储数据和指令，提高CPU处理速度。
高速缓存（Cache）
位于CPU内部的高速存储器，用于暂时存储频繁访问的数据和指令， 提高处理速度。
输出设备
分辨率、色彩表现、亮度、对比度、响应时间等。
输入输出设备性能指标与选购建议
选购建议
1
2
根据实际需求选择适合的输入输出设备类型。
3
注意设备的性能指标，选择性能稳定、品质可靠 的产品。
输入输出设备性能指标与选购建议
01
考虑设备的兼容性和扩展性，以 便未来升级和扩展。
02
参考专业评测和用户评价，选择 口碑良好的品牌和型号。
计算机硬件组成PPT课件
contents
目录
• 计算机硬件概述 • 中央处理器（CPU） • 存储设备 • 输入输出设备 • 主板、电源和机箱 • 其他硬件设备 • 计算机硬件组装与维护
01
计算机硬件概述
硬件定义与分类
定义
计算机硬件是计算机系统中由电 子、机械和光电元件等物理部件 组成的实体部分。
通过构建最小系统（主 板、CPU、内存、显卡 、显示器）进行测试， 逐步排查故障。
替换法
通过替换可能出现故障 的硬件，进一步确定故 障原因。
软件检测法
使用专业软件对硬件进 行检测，辅助判断故障 原因。
硬件保养和升级建议
定期清理灰尘
定期清理机箱内的灰尘，保持硬件清洁 。