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第6章计算机的存储系统现代计算机采用程序控制方式工作，因此，用来存放程序的存储系统是计算机的重要组成部分。
存储器包括内存储器和外存储器。
内存储器包括主存储器和高速缓冲存储器，外存储器即辅助存储器。
主存储器简称主存，它位于主机内部。
本章介绍计算机的存储系统，包括主存储器的基本组成、层次结构和工作原理，高速缓冲存储器的工作原理，以及各类外存储器。
6.1 存储器与存储系统概述6.1.1 存储器的作用现代计算机都是以存储器为中心的计算机，存储器处于全机的中心地位。
存储器的作用可归纳为：⑴存放程序和数据。
计算机执行的程序、程序运行所需要的数据都是存放在存储器中的。
⑵现代计算机可以配置的输入输出设备越来越多，数据传送速度不断加快，并且多数采用直接存储器存取（DMA）方式和输入输出通道技术，与存储器直接交换数据而不通过CPU。
⑶共享存储器的多处理器计算机的出现，使得可利用存储器来存放共享数据，并实现各处理器之间的通信，更加强了存储器作为整个计算机系统中心的作用。
6.1.2 存储器分类⒈按存取方式分类⑴随机存取存储器RAM(Random Access Memory）特点：存储器中任何一个存储单元都能由CPU或Ｉ/O设备随机存取，且存取时间与存取单元的物理位置无关。
用途：常用作主存或高速缓存。
⑵只读存储器ROM(Read-Only Memory）特点：存储器的内容只能读出而不能写入。
用途：常用来存放固定不变的系统程序。
作为固定存储，故又叫“固存”。
随着用户要求的提高，只读存储器产品从ROM→可编程只读存储器PROM→光可擦除可编程只读存储器EPROM→电可擦除可编程的只读存储器EEPROM，为用户方便地存入和改写内容提供了物质条件。
⑶顺序存取存储器SRAM特点：存储器中存储的信息（字或者记录块），完全按顺序进行存放或读出，在信息载体上没有惟一对应的地址号，访问指定信息所花费的时间和信息所在存储单元的物理位置密切相关。
计算机系统的逻辑组成结构计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。
其中，硬件是指计算机的物理设备，而软件是指运行在计算机上的程序和数据。
计算机系统的逻辑组成结构是指计算机系统中各个组成部分之间的逻辑关系和功能划分。
一、中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）中央处理器是计算机系统的核心，负责执行各种指令和进行数据处理。
它由控制器和运算器两部分组成。
控制器负责指令的解析和执行，运算器负责数据的运算和处理。
中央处理器通过控制总线、数据总线和地址总线与其他硬件设备进行通信。
二、存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的设备。
根据存取方式的不同，存储器可以分为随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。
RAM用于存储临时数据和程序，而ROM用于存储固定的程序和数据。
三、输入设备输入设备用于将外部数据或指令输入到计算机系统中。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
输入设备将输入的数据转化为计算机可以识别和处理的形式，并通过输入接口传输给计算机系统。
四、输出设备输出设备用于将计算机系统处理后的数据或结果输出到外部环境中。
常见的输出设备有显示器、打印机、投影仪等。
输出设备将计算机系统的输出信号转化为人类可以理解的形式，并通过输出接口传输给外部环境。
五、外部存储器外部存储器用于扩展计算机系统的存储容量，可以独立于计算机系统进行数据的存储和读取。
常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘等。
外部存储器通过接口与计算机系统进行数据的传输和交换。
六、总线总线是计算机系统中各个硬件设备之间传输数据和信号的通道。
根据功能和传输速率的不同，总线可以分为数据总线、控制总线和地址总线。
数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信号，地址总线用于传输设备地址。
七、操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机系统的各个硬件和软件资源。
简述计算机的存储系统。
4.计算机的存储系统分为三级：
一、CPU——Cache 存储层次。
由于主存储器的读写速度低于CPU的速度，而CPU每执行一条指令都要访问内存储器，所以CPU 总是处于等待状态，严重降低了系统的效率。
引入Cache后，在Cache 内保存着主存储器内容的部分副本，CPU在读写数据时首先访问Cache。
由于Cache的速度与CPU相同，因此CPU就能在零等待状态下迅速地完成数据的读写。
二、Cache——内存储器存储层次。
当Cache中不含有CPU所需的数据时，CPU才去访问内存储器。
此时用一个存储器读取周期的时间从内存中读出这个数据后送到CPU，并且，把含有这个数据的整个数据块从内存送到Cache中。
三、内存储器——外存储器存储层次。
当一个程序需要执行时，计算机必须将其程序通过一定的调度算法从外存调入内存。
Cache→内存储器→外存储器：其容量越来越大，但读写速度越来越低。
手机科普文一：手机存储器看到很多童鞋说G5的M T6589T带不了32G ROM，本菜有点郁闷，只好随便说几句了。
计算机的存储器分为内部存储器和外部存储器两种。
内部存储器就是我们常说的内存，即RAM，英文名是random access memory—随机读写存储器，就是有电时可以随时读取和写入，但断电就丢失数据。
外部存储器一般包括硬盘、光盘、软盘、U盘等等。
从计算机的构成角度来讲，计算机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备组成，普通计算机运算器在CPU里，控制器一般在CPU和北桥里（现在Intel把北桥功能集成到了CPU里，AMD也在逐步这么做），存储器主要是内存和高速缓存，什么打印机、显示器、显卡（显卡现在功能有变，值得商榷）、声卡、网卡、音箱、键盘、鼠标都是输入输出设备，硬盘、光盘、软盘、U盘严格讲都是输入输出设备，但理解成存储器也无不可，毕竟现在的计算机和冯·诺依曼时代已有很大不同。
内部存储器和外部存储器并不是说在计算机内部的内存、硬盘就是内部存储器，而计算机外部软盘、光盘、U盘是外部存储器。
内部存储器和外部存储器最大的区别在于能否由CPU直接访问。
我们知道普通计算机的操作系统和应用程序一般安装在硬盘中，CPU需要的数据由硬盘等设备经SATA、PCI-E等总线到内存，内存在由系统总线交给CPU，其中最常用的数据会经CPU分级放在高速缓存中，因内部总线不管是QPI还是HT的速度都远高于外部总线，缓存的速度也远高于内存；CPU运算好的数据有系统总线交给内存，内存再交给给类输入输出设备，于是你就能打印文档、看图片、玩游戏了，大致是这样了。
所以即使你的HDD或SSD是在计算机内部安装，它也绝对不是内部存储器。
智能手机和PAD其实也是一部计算机，只是和PC机使用的指令集（Intel主控除外）、操作系统不同。
智能手机的存储器主要有RAM、ROM、SD卡等，带OTG功能可以使用的U盘、移动硬盘也可以算。
第七章：存储系统一、选择题1、外存储器与内存储器相比，外存储器( 速度慢，容量大，成本低)。
2、EPROM是指(光擦除可编程只读存储器)。
3、没有外存储器的计算机初始引导程序可以放在(ROM ) 。
4、存储单元是指(存放一个机器字的所有存贮元集合)。
5、主存储器是计算机系统中的记忆设备，它主要用来(存放数据和程序)。
6、软磁盘、硬磁盘、磁带机、光盘属于(外存储器)设备。
7、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是(解决CPU和主存之间的速度匹配问题)。
8、采用虚拟存贮器的主要目的是(扩大主存贮器的存贮空间，并能进行自动管理和调度)。
9、单片机或单板机要扩展8K的EPROM需要（ 13）条地址线。
10、假设V1和V2是用DW定义的变量，下列指令中正确的是（ A ）。
A、MOV V1，20HB、MOV AL，V1C、MOV V1，V2D、MOV 2000H，V211.下列（ A ）指令不合法。
A、IN AX，0278HB、RCR DX，CLC、CMPSBD、RET 412.为了使MOV AX，VAR指令执行后，AX寄存器中的内容为4142H，数据定义（C ）是错误的。
A、VAR DW 4142H B、VAR DW 16706C、VAR DB 42H，41HD、VAR DW，‘AB’13.在下列指令中，隐含使用AL寄存器的指令有（ 4）条。
SCASB；XLAT；MOVSB；DAA；NOP；MUL BH；14.下列描述不正确的是（ A ）。
A.汇编语言即是机器语言B.汇编语言程序不可直接运行C.汇编语言的指令语句与机器指令一一对应D.汇编语言程序运行速度快，阅读方便，但仍属于面向机器的程序设计语言15.下列描述正确的是（ B ）。
A.汇编语言是由若干条指令语句构成B.汇编语言包括指令语句和伪指令语句C.指令语句和伪指令语句的格式是完全相同的D.指令语句和伪指令语句需经汇编语言翻译成机器代码后才能运行16.汇编语言程序经汇编后不能直接生成（ A ）。
存储器名词解释(1)单元(unit)：能存放信息的最小功能单位。
(2)存储器(memory)：数据存储的器件，它包括存储器件、寄存器和高速缓冲存储器等。
在计算机系统中，存储器是以半导体存储元器件为基础的集成电路存储单元，又称存储器芯片或存储器件。
存储器也用来表示一个单元中存储信息的能力，存储容量的大小用字节表示，字节的多少通常用其存储单元的位数表示。
例如， 32位字长的存储器比16位字长的存储器具有更大的存储空间，可以存储容量更大的程序，从而使计算机的存储容量成倍增加。
(3)地址(address)：为了确定设备的存储单元而对该存储单元所编的唯一标识符。
(4)编码(coding)：指给每个字节(包括存储单元)分配固定的代码。
(5)寄存器(register)：暂时保存信息，并将存储器的信息保持到下一个要执行的指令时刻。
(6)高速缓冲存储器(cache)：用于暂时存放CPU 要处理的指令，同时完成高速读写数据的作用。
高速缓冲存储器是以串行方式实现读/写控制，不会引起系统的不稳定。
(7)内存储器与外存储器。
内存储器是与CPU直接交换信息的储存器;外存储器则是不与CPU直接交换信息的储存器。
存储器主要由半导体器件构成，利用二进制原理，按照一定的顺序和格式，用电路进行逻辑操作，数据在存储器中按其地址编码方式进行存储，只要计算机工作正常，任何时候都可在内存中找到相应的信息。
2．1存储器种类目前在计算机系统中采用的存储器有磁盘、软盘、硬盘、光盘和各种内存储器等五种。
4。
存储器管理(storage management)：对存储器进行有效的组织，合理地安排信息存取路径，并且经常性地检查存储器的状态以及运行情况的操作过程。
5。
缓冲存储器(buffer storage)：把存储器按一定的地址映像方式组织成若干组，用于提高访问速度的高速存储器。
6。
高速缓冲存储器(cache)：用于暂时存放CPU要处理的指令，同时完成高速读写数据的作用。
外存储器
目前，微型机的外存储器主要有磁盘和光盘。
磁盘中主要以硬盘(Hard Disk或Fixed Disk)为主，软盘(Floppy Disk或Diskette)软件已退出了历史舞台。
硬盘的主要技术参数如下：
（1）容量硬盘常以兆字节（MB，一百万字节）和千兆字节（GB，十亿字节）为单位，市场上常见的硬盘容量多为 4.3GB～30.1GB。
作为个人计算机最大的数据储存器，硬盘容量自然是越大越好。
而在容量上所受的限制，一方面来自厂家制作更大硬盘的能力，另一方面则来自计算机用户自身的实际工作需要和经济承受能力。
硬盘的选择应做到容量够用，有一定盈余。
但现在4.3GB以下的硬盘基本已经被淘汰，因此，目前至少应选10GB 以上的硬盘。
当前的主流硬盘为20.1GB，以后会逐步向30.1GB过渡。
（2）数据传输率硬盘的运行速度是购买者最关心的。
硬盘的数据传输率是衡量硬盘速度的一个重要参数。
它是指计算机从硬盘中准确找到相应数据并传输到内存的速率，以每秒可传输多少兆字节来衡量（MB/s），常见的为10～40MB/s。
数据传输率通常会受到总线速度、硬盘接口等因素的影响，对它影响最大的是硬盘磁头的读写速度。
如追求更快的速度或考虑到以后的升级需要，则应选择支持Ultra DMA接口的硬盘。
特别是大型文件使用较频繁的用户，更要注意选择高数据传输率硬盘。
由于市场上这普通接口和Ultra接口硬盘的价格相差很小，所以，建议尽量购买支持Ultra DMA100的新型硬盘，即使你目前的主板不支持Ultra DMA（Inter 430HX、VX 及其更低档次的主板），经测试，这种硬盘的速度依然略高于普通硬盘。
一旦以后将主板升级至TX甚至更高水平，该硬盘就可大显身手了。
（3）平均寻道时间平均寻道时间是指计算机在发出一个寻址命令，到相应目标数据被找到所需时间，我们常以它来描述硬盘读取数据的能力。
平均寻道时间越小，硬盘的运行速率相应也就越快。
一般硬盘的平均寻道时间在7.5～14ms。
IDE接口的硬盘应在9.7～12ms，请在购买时务必看清。
（4）硬盘高速缓存与计算机的其他部件相似，硬盘也通过将数据暂存在一个比其磁盘速度快得多的缓冲区来提高速度，这个缓冲区就是硬盘的高速缓存（CACHE）。
硬盘上的高速缓存可大幅度提高硬盘存取速度，这是由于目前硬盘上的所有读写动作几乎都是机械式的，真正完成一个读取动作大约需要10ms以上，而在高速缓存中的读取动作是电子式的，同样完成一个读取动作只需要大约
50ns。
由此可见，高速缓存对大幅度提高硬盘的速度有着非常重要的意义。
从理论上讲，高速缓存当然是越大越好，但鉴于成本较高，一般为256KB~2MB。
因此您在选购是最好选择带有2MB缓存的硬盘。
（5）硬盘主轴转速较高的转速可缩短硬盘的平均寻道时间和实际读写时间，从而提高硬盘的运行速度。
一般硬盘的主轴转速为3600RPM～7200RPM（转/每分钟）。
对IDE接口的硬盘，其转速至少应选5400RPM的。
7200RPM的硬盘虽然价格稍高，但可以说是物有所值，千万不要为了几十块钱而因小失大。
（6）单碟容量硬盘中的存储碟片一般有1～4片。
每张碟片的磁储存密度越高，则其达到相同容量所用的碟片就越少，其系统可靠性也就越好。
同时，高密度碟片可使硬盘在读取相同数据量时，磁头的寻道动作和移动距离减少，从而使平均寻道时间减少，加快硬盘速度。
（7）柱面数（Cylinders）柱面是指硬盘多个盘片上相同磁道的组合。
（8）磁头数（Heads）硬盘的磁头数与盘面数相同。
（9）登陆区（Lzone：landing Zone） 登陆区是指数据区外最靠近主轴的盘片区域。
硬盘的盘片不转或转速较低时磁头与表面是接触的。
当转速达到额定值时，磁头以一定的“飞行”高度浮于盘片表面上。
登陆区的线速度较低，盘片启动与停转时磁头与盘片之间的磨擦不很剧烈，加之该区内不记录用户数据，即使盘片表面被擦伤了，也不影响正常使用。
故被选作磁头的登陆区。
（10）扇区数（Sectors）硬盘上的一个物理记录块要用三个参数来定位：柱面号、扇区号、磁头号。
硬盘容量=柱面数×磁头数×扇区数×512字节。
（11）耐用性耐用性通常是用平均无故障时间、元件设计使用周期和保用期来衡量。
一般硬盘的平均无故障时间大都在20～50万小时。
光盘(disc)的存储量很大（一般在600MB以上，大的可到几十G），一张光盘有相当于几百至上千片软磁盘的存储容量，且存取速度快，没有磨损，存储的信息不会丢失，可以用来存储需要永久保留的信息，目前已成为微型电子计算机常用的外存介质。
外存储器是一种既可用作输入，也可用作输出的外部设备。
1.4 其他外部设备
(1)声音卡(sound card)
声音卡是专门处理音频信号的接口电路板卡。
它提供了与话筒、喇叭、电子合成器的接口。
它的主要功能是将模拟声音信号数字化采样存储，并可将数字化音频转为模拟信号播放。
(2)视频卡（video card）
视频卡是专门处理视频信号的接口电路板卡。
它提供了与电视机、摄像机、录像机等视频设备的接口。
它的主要功能是将输入的视频信号送进计算机，记录下来，也可以把CD-ROM或其他媒体上的视频信号在显示器上播放出来。
(3)网络卡(network card)
网络卡也叫网络接口卡(NIC：Network Interface Card)。
在局域网中的每台计算机的扩展槽中都要安装一块网络卡，以实现计算机之间的互连。
（4）调制解调器(modem)
调制解调器是可将数字信号转换成模拟信号，以适于在模拟信道中传输，又可将被转换的模拟信号还原为数字信号的设备。
它将计算机与模拟信道（例如现有的电话线路）相连接，以便异地的计算机之间进行数据交换。
调制解调器分内置式和外置式两类，传输速率有28.8kb/s、33.6kb/s、
56kb/s等。
（5）扫描仪(scanner)
扫描仪是一种输入设备，它能将各种图文资料扫描输入到计算机中并转换成数字化图像数据，以便保存和处理。
扫描仪分为手持式扫描仪、平板扫描仪和大幅面工程图纸扫描仪三类。
主要用于图文排版、图文传真、汉字扫描录入、图文档案管理等方面。
（6）光笔(light pen)
一种与显示器配合使用的输入设备。
它的外形像钢笔，上有按钮，以电缆与主机相连（也有采用无线的）。
使用者把光笔指向屏幕，就可以在屏幕上作图、改图或进行图形放大、移位等操作。
（7）触摸屏(touch screen)
触摸屏是一种附加在显示器上的辅助输入设备。
借助这种设备，用手指直接触摸屏幕上显示的某个按钮或某个区域，即可达到相应的选择的目的。
它为人机交互提供了更简单、更直观的输入方式。
触摸屏主要有红外式、电阻式和电容式三种。
红外式分辨率低; 电阻式分辨率高，透光性稍差; 电容式分辨率高，透光性好。
（8）绘图机(plotter)
一种图形输出设备，与打印机类似。
绘图机分笔式和点阵式两类，常用于各类工程绘图。
此外，一些科技新产品，例如数码相机、数码摄像机等也已经列入计算机的外部设备。
