電子商務(wù)時代企業(yè)管理

電子商務(wù)時代企業(yè)管理電子商務(wù)時代企業(yè)管理2目錄2.1分級存儲器的形成2.2主存儲器2.3輔助存儲器電子商務(wù)時代企業(yè)管理3第二章存儲系統(tǒng)本章重點:1.分級存儲系統(tǒng)2.主存的組成3.輔存早期:計算機(jī)以運(yùn)算器為中心目前:以存儲器為中心2.1分級存儲體系的形成2.1.1對存儲系統(tǒng)的性能要求1.存儲系統(tǒng)的成本:(1)每位成本:P=C/S;C—總價,S—容量2.存取速度和帶寬:由存儲器工藝和容量決定.(1)存取速度:有●存取時間TA(MemoryAccessTime)是存儲器收到讀或?qū)懙牡刂返綇拇鎯ζ髯x出(寫入)信息所需的時間.返回電子商務(wù)時代企業(yè)管理4以存儲器為中心的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

說明:實線：控制線虛線：反饋線粗線：數(shù)據(jù)線控制器輸入設(shè)備存儲器輸出設(shè)備運(yùn)算器結(jié)果數(shù)據(jù)取數(shù)存數(shù)輸入命令輸出命令電子商務(wù)時代企業(yè)管理52.1分級存儲體系的形成●存取周期TM(MemoryCycleTime)指連續(xù)啟動二次獨(dú)立的存儲器操作(例連續(xù)2次讀)所需間隔的最小時間.一般TM>TA.(2)帶寬BM:指每秒訪問二進(jìn)制位的數(shù)目.BM=W/TM若TM=500ns,每周期訪問16位,則BM=16/0.5=32Mbps要提高BM可從以下三方面入手:使TM使W增加存儲體(3)容量:指計算機(jī)存儲信息的能力,即最大的二進(jìn)制信息量.以b或B表示.

常用程序主存

速度主存

不常用輔存

容量輔存整體程序210=1024=1KB220=1024K=1MB230=1024M=1GB240=1024G=1TB電子商務(wù)時代企業(yè)管理62.1.1對存儲系統(tǒng)的性能要求(4)信息的可靠保存性,非易失性和可更換性●有源存儲器:例半導(dǎo)體存儲器靠電源才能存信息.●無源存儲器:磁盤,磁帶等輔存中的信息關(guān)電后不會丟失●非易失性:即掉電時,信息不會丟失.(5)存取方式:指存取信息的次序或時序的約束.●RAM(RandomAccessMemory):隨機(jī)存取存儲器,能以任意次序讀寫存儲單元,讀寫時間與所讀單元的地址無關(guān),如主存,磁盤等.其尋址部件較復(fù)雜,價貴.●順序存取存儲器:只能以某種預(yù)先確定的順序讀寫存儲單元,如磁帶,它只能先讀寫外圈,后讀寫內(nèi)圈.結(jié)論:評價存儲器的三個基本指標(biāo):C(Capacity)+C(Cost)+A(AccessSpeed)電子商務(wù)時代企業(yè)管理72.1.2存儲系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)

——MemoryHierarchy1.計算機(jī)應(yīng)用對存儲器要求的矛盾用戶要求存儲器的容量大,速度快.但SC(價),CC為解決上述矛盾,有效的措施是實現(xiàn)分級存儲.2.存儲器訪問的局部性(Locality)原理(1)時間局部性:當(dāng)前正在使用的信息很可能是后面立即還要用的信息,例程序循環(huán)和堆棧操作.(2)空間局部性:指連續(xù)使用到的信息很可能在存儲空間上相鄰或相近.以順序執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)(如數(shù)組),便是如此.(3)分層結(jié)構(gòu):局部性原理是存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)技術(shù)可行性的基礎(chǔ).一般:CPU頻繁訪問的信息高速存儲器中

CPU不頻繁訪問的信息低速存儲器中容量價格輔存主存cache電子商務(wù)時代企業(yè)管理82.1.2存儲系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)

——MemoryHierarchy例:二級存儲器系統(tǒng)(cache—MM),第一級容量為1KB,訪問時間1S第二級容量為1MB,訪問時間10S,CPU先訪問第一級,如不在,就由第二級送至第一級.如:信息可從第一級100%(或90%)取得,分別求平均訪問時間:解:100%時:TA=1*100%+10*0%=1S90%時:TA=1*90%+10*10%=1.9S結(jié)論:提高第一級的訪問時間的比率可使平均訪問時間接近(或等于)第一級的速度.3.命中率和訪問周期(1)命中率(Hit):即要訪問的信息正好在這一級中的概率,即命中的訪問次數(shù)與總訪問次數(shù)之比.最主要的是,CPU產(chǎn)生的邏輯地址能在內(nèi)存中訪問到的概率要大.Hit與傳送信息塊的大小,這一級的存儲器的容量和存儲策略等有關(guān).容量大+調(diào)度得當(dāng)

H(2)平均訪問時間TA與H密切相關(guān).電子商務(wù)時代企業(yè)管理92.1.2存儲系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)

——MemoryHierarchy舉例:有一兩級存儲系統(tǒng),由M1和M2組成,其中M1的訪問次數(shù)為R1,M2的訪問次數(shù)為R2,訪問時間分別為TA1和TA2命中率H=R1+R2

,則CPU對整個存儲系統(tǒng)的平均訪問時間

TA=H.TA1+(1-H).TA2若相鄰兩級的訪問周期比值r=TA2/TA1,,

存儲層次的訪問效率e=TA1/TA=H+(1-H)r=r+(1-r)H存儲系統(tǒng)的追求目標(biāo):當(dāng)e1,即TATA1(較快一級的存儲器訪問時間)為提高e,可從兩方面入手:提高H值:即擴(kuò)充最高一級存儲器的容量高代價降低r值:當(dāng)r=100,要使

當(dāng)r=2,要使e>0.9H只需注意:相鄰兩級存儲器的速度差異不能太大,在cache—MM系統(tǒng)中,取r=5~7為好.在MM—AM層次中,r=104,這很不理想,其間有很大空檔,從r不能太大的觀點出發(fā),最好應(yīng)有一種S-C-C介于其間的存儲器作為中間層次.11小R1電子商務(wù)時代企業(yè)管理10虛擬存儲器(virtualmemory)幾個基本概念:虛擬存儲器是以存儲器訪問局部性原理為基礎(chǔ),建立在主—輔存體系上的存儲器管理技術(shù).基本思想:通過某種策略,把輔存中信息的一部分調(diào)入主存,在用戶面前呈現(xiàn)的是比主存大得多的地址空間.虛擬(邏輯)地址:是訪問虛擬空間的指令地址碼面向程序員物理(實存)地址:實際主存的地址.存儲器管理:頁式管理-----定長,以頁為單位裝入程序.段式管理-----不定長,以程序模塊大小分割.段頁式電子商務(wù)時代企業(yè)管理111.頁式虛擬存儲器(1)特點:虛擬存儲器(虛存)與實存的空間劃分是等長的塊,稱虛頁和實頁.每頁長度是2的整數(shù)冪,從512幾KB.(2)地址:由頁號和頁內(nèi)地址兩部分組成.按頁管理,以頁為單位往內(nèi)存調(diào)入.

頁號頁內(nèi)地址頁號:是邏輯地址的高位地址.頁內(nèi)地址:頁的起始地址都是低位地址為0的地址.實地址和虛地址的頁內(nèi)地址相同.(3)虛--實地址轉(zhuǎn)換:虛頁號實頁號(4)頁表機(jī)構(gòu):每個程序員用虛地址編址,由OS裝入輔存中.前提:主,虛存的頁面大小一致.因虛存>>主存,虛頁號>>實頁號.高低頁表虛頁號頁內(nèi)地址頁表實頁號頁內(nèi)地址=若頁0~1FFH長為200H~3FFH512字節(jié)400H~5FFH電子商務(wù)時代企業(yè)管理121.頁式虛擬存儲器CPU訪主存送程序虛地址它在MM中?找頁(主存中)

調(diào)頁(從輔存)為此要為每個程序建立一張頁表.頁表:是一張?zhí)摰刂讽撎柵c實地址頁號的對照表,是存儲管理軟件在主存運(yùn)行時,為每個程序自動建立的,存放在主存特定區(qū)域.對程序員是透明的.頁表信息字:是按虛頁號排列來描述每張?zhí)擁摰臓顩r.含實頁號和其它信息,是虛頁號實頁號,如圖2.4.(5)地址轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu):虛頁號到實頁號的轉(zhuǎn)換：實質(zhì):是由虛地址找到該虛頁號的頁表信息字

實頁號程序的頁表首地址頁表基址寄存器+頁表信息字地址

CPU邏輯地址虛頁號

注:虛頁號是頁表信息字相對該程序頁表區(qū)首址的偏移量.在不在對照頁表首址偏移量電子商務(wù)時代企業(yè)管理13頁表信息字A.實頁號:即物理頁號.:P=0--該虛頁內(nèi)容沒裝入內(nèi)存,訪問無效

P=1--該虛頁內(nèi)容已裝入內(nèi)存,訪問有效P=0查內(nèi)存有否空頁啟動I/O調(diào)頁P(yáng)=1訪問P=1由實地址訪內(nèi)存按替換策略將某頁變空頁C.修改位:用于記錄虛頁內(nèi)容在主存中是否被修改過,若改過,則當(dāng)主存中這一空間被新頁覆蓋時,要把修改部分寫回輔存.D.替換控制位:反映該頁在主存中的活躍程度.E.其它:訪問權(quán)限控制等.B.裝入位(有效位)P0001005裝入位修改位替換位實頁號有無虛0頁1號電子商務(wù)時代企業(yè)管理14查頁表,虛實地址轉(zhuǎn)換該頁在主存?讀主存,取出單元操作數(shù)主存有空頁淘汰舊頁舊頁改過?舊頁調(diào)入外存從輔存調(diào)入新頁更新頁表YNNYNY物理地址訪存(邏輯地址)調(diào)頁操作流程電子商務(wù)時代企業(yè)管理15快表(TLB表)1.問題的提出:頁表在主存中查頁表取數(shù)失效頁面替換修改(又訪存)2.解決方法之一:把頁表中最活躍部分放在高速存儲器中,組成一快表(用硬件),以減少開銷.結(jié)論:頁式虛存優(yōu)點:(1)頁長固定,可順序編號,頁表設(shè)置方便.(2)調(diào)度方便.有空頁即可,操作開銷小.缺點:(1)易造成頁面的碎片問題.浪費(fèi)空間.(2)機(jī)械的劃頁,無法照顧程序內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu),會造成程序段跨頁,這會引起增加查表次數(shù)和頁面失效的可能.首次訪存第2次訪存*缺點:多次訪存電子商務(wù)時代企業(yè)管理162.段式虛擬存儲器(1)特點:按程序的邏輯結(jié)構(gòu)劃分,適應(yīng)模塊化程序.段長因程序而異.(2)段表:虛地址實地址,有段號,段起點,裝入位,段長等.(3)優(yōu)缺點:優(yōu)點:段間獨(dú)立,不干擾,段的邏輯獨(dú)立性,使之易于編輯,管理,修改,保護(hù),并便于多道程序共享.按段調(diào)用可提高命中率。缺點:因段長不等,段的起,終點不定,給主存分配帶來困難,易在主存造成碎片.3.段頁式虛擬存儲器:程序按邏輯單位分段分頁,即段頁二級管理.對主輔存的數(shù)據(jù)調(diào)入/出按頁面進(jìn)行,又可按段實現(xiàn)共享和保護(hù).因此,每個程序有一個段表,多張頁表.優(yōu)點是兼取兩者優(yōu)點,但要多次訪存.轉(zhuǎn)換每段電子商務(wù)時代企業(yè)管理17段表基地址基號段號段內(nèi)地址M1主存地址段表段號01i起始地址段長裝入位物理(實存)地址虛擬地址段式虛擬地址存儲器地址轉(zhuǎn)換1.基號本程序段表基地址(段表的首段起始地址).2.段表基地址+段號=本段在段表中的位置.3.查表,取本段始地址+段內(nèi)地址=主存實際地址電子商務(wù)時代企業(yè)管理182.1.4Cache-MM結(jié)構(gòu)

知識點:cache的位置--在CPU與MM之間.由硬件構(gòu)成.Cache是在CPU與MM之間插入的一種高速緩存,旨在解決兩者間的速度匹配,提高主存系統(tǒng)的性價比.1.特點:(1)Cache用SRAM構(gòu)成,其速度與CPU相當(dāng).(2)原理與虛擬存儲器同,但它的控制管理全由硬件實現(xiàn).(3)Cache價貴,為持最佳性價比,Cache容量應(yīng)盡可能小,但以不影響命中率為前提.2.Cache的讀寫過程(1)工作原理:基于程序訪問的局部性原理.即主存和Cache都劃分為相同大小的塊,兩者以塊為傳送單位.讀:見圖3.6,需知:CPU是同時向MM和Cache發(fā)地址的.若不命中,說明該字還在主存中,則用主存讀周期把該字讀入CPU,同時把包含它的數(shù)據(jù)塊全部從主存寫入Cache.電子商務(wù)時代企業(yè)管理19一、概述CPUCACHEL1CACHEL2MMAMCPU地址映象cache主存數(shù)據(jù)總線地址總線ALU通用寄存器L1L2主存輔存CPU存儲系統(tǒng)存儲系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖Cache原理圖塊傳送字傳送字傳送電子商務(wù)時代企業(yè)管理20Cache的讀寫過程寫：比讀操作復(fù)雜.因cache中保存的是主存中某些信息的副本,所以有主,副本一致的問題.當(dāng)從cache讀入數(shù)據(jù),重新寫入修改后的新數(shù)據(jù)B.主存數(shù)據(jù)被修改為解決主副本不一致的問題,主要采用以下方法:A.寫直達(dá)法(通過式寫---writethrough)又稱全寫法,數(shù)據(jù)同時寫入cache和MM,寫操作就是訪問主存的時間,這會增加訪存次數(shù).B.寫回法(writeback):即數(shù)據(jù)暫寫入cache,并用標(biāo)志注明,直到該塊從cache替換出去后,才寫入MM.也稱標(biāo)志交換法(flag-swap).C.數(shù)據(jù)只寫入MM,同時將cache中相應(yīng)塊的有效位置0,使之失效,需要時從MM調(diào)入,方可使用.注:據(jù)統(tǒng)計,寫操作在訪存操作的平均概率為16%左右,因此,A法實用.造成主副本不同CPUcacheMMCPUcacheMM先后同時(即副本先不用)電子商務(wù)時代企業(yè)管理21開始CPU發(fā)訪問地址命中？訪問cache取出信息送CPU訪問主存取出信息送CPUCache滿？調(diào)新主存塊到cache中,送CPU執(zhí)行替換算法騰出空位YN快慢YN結(jié)束Cache的讀操作流程電子商務(wù)時代企業(yè)管理22的工作原理如圖所示,cache由三部分組成:(1)cache的存儲體:cache存儲體以塊為單位與主存交換信息,常采用多端口存儲器(即主存和CPU都能訪問),且cache訪存的優(yōu)先級高.(2)地址映象(mapping)變換機(jī)構(gòu):映象的含義:指確定cache和MM的位置對應(yīng)關(guān)系并用硬件實現(xiàn).功能:將CPU送來的主存地址轉(zhuǎn)換成cache地址.即實現(xiàn)主存塊號(高位地址)與cache塊號之間的轉(zhuǎn)換,而地址變換又與主存地址以什么樣的函數(shù)關(guān)系映象到cache中有關(guān).地址映象算法:主存地址cache地址A.直接映象:固定的映象關(guān)系.MM與cache塊一一對應(yīng),實現(xiàn)簡單,不靈活B.全相聯(lián):允許MM中每一字塊映象到cache任一位置中,靈活,成本高.C.組相聯(lián):A,B的折衷方法,把cache分n組,每組存n塊.廣泛使用.D.段相聯(lián):A,B的結(jié)合.MM和cache均分段,每段含的塊數(shù)同,段間用全相聯(lián),段內(nèi)塊間用直接映象.轉(zhuǎn)換詳見圖詳見圖詳見圖電子商務(wù)時代企業(yè)管理23替換算法當(dāng)新的主存塊需調(diào)入cache,且它的可用空間位置又被占滿時,此時替換機(jī)構(gòu)要根據(jù)某種算法移走舊塊,調(diào)入新塊.選擇算法的原則是要有高的命中率且容易實現(xiàn).LRU(LastRecentlyUse):基本思想:將近期最少使用的塊替換出去,此法命中率較高,但要為每塊設(shè)一個計數(shù)器.目前最常用.FIFO:總把先調(diào)入cache的字塊先替換出去.兩者都可達(dá)到90%以上的命中率,前者更高.(4)內(nèi)部與外部cache:L1集成在CPU內(nèi),容量小,速度快,一般為32K~128KB.L2在CPU與MM間,容量大,速度慢,一般為512~1MB.CPUL1L2MM注:現(xiàn)把L2與CPU封裝在一起電子商務(wù)時代企業(yè)管理24

2.2主存儲器

2.2.1主存記憶元件

二進(jìn)制的記憶元件要有2個確定狀態(tài),表示邏輯值“0”和“1”檢測2個狀態(tài)電信號.記憶元件:從原理上分,可分為雙極(bipolar)型和MOS(MetalOxideSemiconductor).后者又可按工作原理分為靜態(tài)和動態(tài)兩種.(1)SRAM(RandomAccessMemory):能隨機(jī)地對存儲器中任一單元存取,存取時間與該單元的物理位置無關(guān).要求:有2種穩(wěn)定狀態(tài).在外部信號激勵下,2種穩(wěn)定狀態(tài)能進(jìn)行無數(shù)次相互轉(zhuǎn)換在外部信號激勵下,能讀出2種穩(wěn)定狀態(tài).存儲可靠.轉(zhuǎn)換電子商務(wù)時代企業(yè)管理25主存記憶元件SRAM(StaticRAM):即靜態(tài)RAM,利用開關(guān)特性記憶,只要電源有電,就能穩(wěn)定保存信息.DRAM(DynamicRAM):即動態(tài)RAM,除需電源外,還要定期對它充電(刷新).(1)SRAM記憶元件:有雙極性和MOS兩種,現(xiàn)以MOS為例當(dāng)柵極為高位時,MOS導(dǎo)通,D與S間相當(dāng)一條短路線單管MOS存儲單元沒有記憶功能,必須使用具有雙穩(wěn)態(tài)的觸發(fā)器作為記憶元件,常用的是六管MOS單元:圖中,T1,T2--雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器T3,T4--負(fù)載管,作為阻抗T5,T6--讀寫控制門,用來選中記憶單元GVCCDS-SourceGate-DrainQQ01Q和Q為互補(bǔ)端,Q端表示觸發(fā)器的存儲信息狀態(tài),Q=1,稱觸發(fā)器存的信息為1.電子商務(wù)時代企業(yè)管理26六管MOS單元的讀寫過程如圖所示,當(dāng)字線W為低時,沒選中此單元,T5,T6截止,觸發(fā)器與位線斷開,原狀態(tài)不變,當(dāng)字線W為高,T5,T6導(dǎo)通,選中單元.A.寫過程:字線W高T5,T6導(dǎo)通讀寫控制門打開寫“1”---位線b’上為高T2導(dǎo)通B為低B’低T1截止A高=1寫“0”---位線b’上為低T2截止B為高B’高T1導(dǎo)通A低=0

若原存“1”,即A高b’

高“1”

若原存“0”,即B高b高“0”管靜態(tài)記憶單元特點:優(yōu)點:非破壞性讀出,抗干擾強(qiáng),可靠.缺點:記憶單元管子多,占硅片面積大,功耗較大,集成度不高.D.雙極型(bipolar):分TTL和ECL(Emitter-CoupleLogic),速度快,用于高速緩存.B.讀過程:字線W高T5,T6導(dǎo)通詳見圖電子商務(wù)時代企業(yè)管理27(2)DRAM記憶元件特點:靠柵極電容上的電荷保存信息,稱存儲型記憶元件.組成:單個MOS管+電容C工作原理:A.寫位線高“1”

對C充電位線低“0”C放電B.讀:原存“1”C上有電荷在位線上產(chǎn)生輸出信號原存“0”C上無電荷在位線上無輸出信號優(yōu)缺點:優(yōu)點:集成度高,功耗小.缺點:破壞性讀出,原存信息消失,必須再生(刷新).4管動態(tài)MOS電路(見圖2.11)與六管靜態(tài)MOS電路相似,只是少了2個MOS管,其兩個穩(wěn)定狀態(tài)是靠柵極電容C1,C2上的電荷來維持,因而需要外加一刷新電路,刷新周期是2ms.字線W高選中電路電子商務(wù)時代企業(yè)管理28(3)MRAM(magneticrandomaccessmemory)記憶元件MRAM即磁隨機(jī)存取存儲器,是一種利用磁化特性進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的內(nèi)存技術(shù),是一種用電子的自旋方向代表數(shù)字0,1的技術(shù).其讀寫過程與DRAM相似.原理圖見2.12.優(yōu)點:是非易失性存儲元件,不需動態(tài)刷新.磁化過程短,存取速度快.達(dá)到CACHE速度.存儲密度高,達(dá)到DRAM水平.制造材料以鐵,鋁為主,成本低.結(jié)論:是非常的前途的內(nèi)存存儲元件.電子商務(wù)時代企業(yè)管理29記憶元件

——ReadOnlyMemory特點:只能讀出,不能寫入的無源存儲器,是非易失性器件.主要用于存儲常用的固定信息,根據(jù)其物理特性可分成:(1)ROM(MaskROM)即MROM,采用二次光刻掩模工藝一次制成.(2)PROM(ProgrammableROM):常用的是熔絲型.寫入:出廠時完成,存“0”要用大電流把熔絲熔斷,斷后不能恢復(fù).讀出:如選中W0(若為高),在位線b0,b1,b2上輸出100.

如選中W1(若為高),在位線b0,b1,b2上輸出011.(3)EPROM(ErasableProgrammableROM):可改寫的ROM也稱可擦可編程的ROM.常用的是用浮動?xùn)叛┍雷⑷胄蚆OS管構(gòu)成,稱FAMOS(FloatinggateAvalancheinjectionMOS).按擦除方法,可分成兩種EPROM.電子商務(wù)時代企業(yè)管理30記憶元件

——ReadOnlyMemory紫外線擦除EPROM(UVEPROM--UltraVioletEPROM)特點:有一石英窗口,改寫時要將其置于一定波長的紫外線燈下,照射一定時間,使浮柵上的電荷形成光電流而泄放掉.恢復(fù)到不帶電的“1”狀態(tài).即回到信息擦除狀態(tài).然后才可重新寫入信息.寫后要貼住石英玻璃窗口.此類EPROM存在兩個問題:A.用紫外線燈的擦除時間長.B.只能整片擦除,不能改寫個別單元或個別位.電可改寫EPROM(EEPRPM--ElectricallyErasablePROM)可字擦除,頁擦除和全片擦除,都可聯(lián)機(jī)狀態(tài)下擦除.3.閃速存儲器(FlashMemory)又稱快擦存儲器.是在EEPROM基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型電可擦可編程的非易失性存儲器(1)特點:高密度/非易失性/讀/寫,兼有RAM和ROM的特點.但它只能整片擦除.可代替軟盤和硬盤.擦寫次數(shù)可達(dá)10萬次以上.讀取時間小于10ns脫機(jī)擦除電子商務(wù)時代企業(yè)管理312.2.2主存儲器組成存儲體讀寫電路數(shù)據(jù)寄存器MDR驅(qū)動器譯碼器地址寄存器MAR控制電路….數(shù)據(jù)總線地址總線….….…........讀寫1.存儲體:即存儲單元的集合.多位擴(kuò)展芯片連成存儲器.擴(kuò)展方式:存儲芯片連接成存儲器的方式(1)字?jǐn)U展方式:定義:字長不變字?jǐn)?shù)(單元),增字?jǐn)?shù).舉例:4*(16K*16)64K*16●結(jié)構(gòu):原16K=214,現(xiàn)64K=216,增加2根地址線.A14

A.選片:A15B.A0~A13:片內(nèi)地址,選中該片中的某字.控制:R/W=1,讀;R/W=0,寫.根數(shù)據(jù)線D0~D15并聯(lián)到CPU的DB上CS0CS1CS2CS3即片選端電子商務(wù)時代企業(yè)管理32(2)位擴(kuò)展方式定義:字?jǐn)?shù)不變,位數(shù)增加.即用多片對字長進(jìn)行擴(kuò)展.舉例:64K*164K*8●結(jié)構(gòu):A:CS--各片的CS連在一起.B.R/W:R/W=1,讀;R/W=0,寫.C.地址線16條:A0~A15CPU的16根地址線.64K=216D.數(shù)據(jù)線:D0-D7CPU的8根數(shù)據(jù)線.(3)字位擴(kuò)展:即字位方向同時擴(kuò)展.若存儲器容量為M*N,芯片容量為L*K則所需的芯片數(shù)為M/L*N/K.(4)段擴(kuò)展:可認(rèn)為是位擴(kuò)展的一種.即每個字的所有位分布在幾個芯片之中,每個芯片只含字的幾位.增加芯片,字?jǐn)?shù)不變,而字的位數(shù)增加.電子商務(wù)時代企業(yè)管理332.地址編碼(encode)和譯碼(decode)(1)地址譯碼器:是把地址碼變換成驅(qū)動字線電位的邏輯電路.2n根字線選一.(2)雙向譯碼結(jié)構(gòu):若地址碼為10位單向譯碼:210=1024條驅(qū)動線1024個驅(qū)動電路.雙向譯碼:25.25=32*32,只需32+32=64條3.數(shù)據(jù)讀寫:

CPUMM(1)讀:從存儲器取一字節(jié)(字)CPU指定存儲字地址MARMARCPU讀請求CPUMM;MFC--MemoryFunctionComplete地址譯碼器MARMDRCPUMARMBRMMMARMDRABDBCBR/WMFCABCBMFC詳見圖電子商務(wù)時代企業(yè)管理343.數(shù)據(jù)讀/寫MMMDRDBMBR(2)寫操作:即存一字

MMCPU指定存儲字地址MARMAR;送地址CPU將待寫的信息字MBRMM的MDR;送數(shù)據(jù)

CPU寫命令CPUMM;(3)控制方式:CPUMM同步(synchronous):數(shù)據(jù)傳送在固定時間間隔內(nèi)完成.時間間隔由統(tǒng)一的時鐘脈沖決定.定時,定序.異步(Asynchronous):存儲器完成讀寫后,用MFC信號告之CPU,允許速度不同的存儲器工作.典型的SRAM讀/寫時序:即控制信號和數(shù)據(jù)按時間出現(xiàn)的順序.A.寫周期:是進(jìn)行兩次連續(xù)寫操作的最小間隔時間.B.讀周期:不同之處是WE一直為高(無效).數(shù)據(jù)ABDBCBMFC電子商務(wù)時代企業(yè)管理35內(nèi)存條由安裝在PCB(PrintedCircuitBoard)的內(nèi)存芯片組成,有以下幾種引線標(biāo)準(zhǔn):1.內(nèi)存條的接口模式(1)SIMM(SingleIn-lineMemoryModule,單排雙插式存儲器模件):有30線和72線兩種,數(shù)據(jù)寬度:32位(4*8,無奇偶校驗)或36位(4*9,有奇偶校驗),最大支持64MB/條,現(xiàn)已淘汰.(2)DIMM(DualIn-lineMemoryModule,雙排雙插式存儲器模件):配SDRAM,168V.配DDR,184V.DDR-II(240線,1.8v).200線的產(chǎn)品,主要用于工作站和服務(wù)器.(3)RIMM(RambusIn-lineMemoryModule)配RDRAM,184線,2個缺口,2.5V.(4)SODIMM:用于筆記本電腦.電子商務(wù)時代企業(yè)管理362.內(nèi)存工作模式(1)同步動態(tài)內(nèi)存SDRAM(synchronousRAM,SDRAM)是與CPU定時同步的DRAM技術(shù).使RAM與CPU共享一個時鐘,同速工作.工作電壓3.3V.是目前常用內(nèi)存之一.(2)雙數(shù)據(jù)速率同步動態(tài)內(nèi)存(DoubleDataRate,DDRRAM)允許時鐘脈沖的上升沿和下降沿都能讀出數(shù)據(jù),在同頻下是SDRAM的2倍.近來,又出現(xiàn)DDR-II.(3)DDRⅡRAM:是在DDRRAM基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)的內(nèi)存技術(shù).電壓降低至1.8V.(4)RDRAM(RambusDRAM):用超高時鐘頻率簡化每個時鐘周期數(shù)據(jù)量.8位16位傳送,使帶寬增一倍.但價貴.(5)極度數(shù)率動態(tài)內(nèi)存(eXtremeDataRateDRAM,XDRDRAM),用超高時鐘頻率簡化每個時鐘周期數(shù)據(jù)量.電子商務(wù)時代企業(yè)管理37

2.2.4并行(parallel)存儲結(jié)構(gòu)

知識點:采用并行存儲結(jié)構(gòu)是為了從結(jié)構(gòu)上拓寬存儲器帶寬克服存取速度的并頸提高帶寬

雙(多)口M拓寬M的帶寬單體多字帶寬Bm=W/TM

多體并行1.雙口存儲器(DualPortMemory)(1)特點:每個芯片有二組DB,AB,CB,形成二個訪問端口,允許二個端口并行獨(dú)立的讀寫.(2)注意:如2個端口同時訪問同一存儲單元,由片內(nèi)仲裁邏輯(Arbitrate)決定由哪個端口訪問,可讓2個CPU同時訪MM,或1個端口面向CPU,1個面向I/O處理.(3)應(yīng)用:Cache-MM系統(tǒng)中的MMCPU中的通用寄存器

③多機(jī)系統(tǒng)中的雙(多)口存儲器尋找高速元件改進(jìn)存儲器結(jié)構(gòu)(并行存儲)電子商務(wù)時代企業(yè)管理382.2.4并行存儲結(jié)構(gòu)

——單體多字、多體并行2.單體多字系統(tǒng)(1)原理:據(jù)程序訪問的局部性原理,要連續(xù)使用的信息(尤為指令)大多是連續(xù)存放的.(2)結(jié)構(gòu):同一套地址系統(tǒng),按同一地址碼,在1個讀周期內(nèi),取出n個字,每隔1/n主存周期送到IR去執(zhí)行.(3)圖例:圖中的結(jié)構(gòu)的存儲體,每個存儲周期讀n個字,使帶寬Bm=W/TM提高n倍.但遇轉(zhuǎn)移或隨機(jī)分布數(shù)時,Bm會下降.3.多體并行系統(tǒng):特點:各存儲體都有自己的1套地址寄存器,地址譯碼,驅(qū)動,讀放和時序電路,各自可獨(dú)立編址,又能并行、交叉工作.(1)多體并行存儲器的訪問方式電子商務(wù)時代企業(yè)管理392.2.4并行存儲結(jié)構(gòu)

——多體并行(1)訪問方式:模:若MM中有N個存儲體,稱MM的模為N.

同時訪問N個體:同時啟動,并行工作.

交叉訪問N個體:分時啟動,錯開1/N個存儲周期.交叉工作(2)編址:體號:低位交叉編址(交叉),高位交叉編址(順序)

體內(nèi)地址高位交叉編址:編址方法是體號為主存高位地址,低位是體內(nèi)地址,此法每個體內(nèi)的地址是連續(xù)的.即常規(guī)的順序方式,訪問地址按序分配給每個模塊.例圖2.23(b)中:高2位(體號)--選4個模塊之一.

低3位(體內(nèi)地址)--選每個模塊中的8個字.低位交叉編址:此時,體號是主存低位地址,又稱交叉編址方式.例圖2.23(a)中:低2位(體號),高3位(體內(nèi)地址).優(yōu)點:同一主存周期取出的是連續(xù)執(zhí)行的指令或數(shù),能提高訪存速度,有利于減少沖突.工作方式:地址碼常規(guī)交叉方式電子商務(wù)時代企業(yè)管理402.2.5并行處理機(jī)中的存儲組織并行處理機(jī)是指:一臺計算機(jī)中有1個指令部件和多個執(zhí)行部件.CPUM,ICN為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò).存儲結(jié)構(gòu)可分成:分布(distributed)結(jié)構(gòu)和共享存儲器結(jié)構(gòu).1.分布存儲器結(jié)構(gòu):存儲系統(tǒng)由(1)SC(SupervisoryControl--管理機(jī)):為常駐OS使用.(2)PEM(ProcessingElementMemory--處理機(jī)存儲單元):分布在各處理單元中,用于存放程序和數(shù)據(jù).高速磁盤是后援.HDSC/PEM,要合理分配各PE中的數(shù)據(jù),以便使每個PE能依靠各自PEM中的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算.(3)兩條通信途徑:ICN(InterconnectionNetwork,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò))CU(ControlUnit):數(shù)pem1CUDBpem2PE2.共享存儲器結(jié)構(gòu):僅一個共享存儲器.ICNI/O接口(Commonshared)電子商務(wù)時代企業(yè)管理41相聯(lián)存儲器(AssociativeMemory)知識點:搞清相聯(lián)存儲器與常規(guī)存儲器檢索信息原理的不同1.計算機(jī)記憶功能的開發(fā):(1)兩種信息檢索技術(shù):按地址檢索信息(常規(guī)):模擬人腦第一記憶功能的一維性.按內(nèi)容(或內(nèi)容的一部分)來尋址:即相聯(lián)存儲器.2.相聯(lián)存儲器的原理:是按內(nèi)容(或內(nèi)容的一部分)來尋址的.(虛地址的)虛頁號=?相聯(lián)存儲器中所有行的虛頁號取出相應(yīng)的實頁號(1)字段:相聯(lián)存儲器中每個字由若干字段組成,每個字段描述對象的1個屬性,即內(nèi)容.(2)基本操作:讀、寫、檢索(比較),檢索只能按內(nèi)容進(jìn)行.(3)檢索過程:如檢索一名為“李四”的學(xué)生,步驟如下:用屏蔽寄存器(MR)選擇出‘姓名’字段,并清代碼寄存器.內(nèi)容相等電子商務(wù)時代企業(yè)管理42相聯(lián)存儲器(AssociativeMemory)使用比較電路,將‘李四’作為關(guān)鍵字,并將它與全部項的‘姓名’內(nèi)容進(jìn)行‘相等’比較.找出姓名為‘李四’的,把其字的相符標(biāo)志位置‘1’.用字相符標(biāo)志控制譯碼電路,讀出其內(nèi)容.3.附加操作:>,<,MAX,MIN等邏輯檢索,比一般M貴且復(fù)雜4.用途:用于虛擬存儲器中存放段表、頁表、快表及cache的指令cache,數(shù)據(jù)cache及數(shù)據(jù)、指令的混合cache等.Cache中,將主存字塊地址=?每個cache字塊的‘標(biāo)記’命中

不命中調(diào)新塊到cache相等不相等電子商務(wù)時代企業(yè)管理432.3輔助存儲器要點:輔存的主要技術(shù)指標(biāo),存儲原理(以磁盤和光盤為重點)輔存是主存的后援存儲設(shè)備,存放暫不使用的程序和數(shù)據(jù).對輔存的基本要求:容量大,成本低,可脫機(jī)保存信息.2.3.1輔存的主要技術(shù)指標(biāo):1.記錄密度(Density):(1)道密度(徑向):單元長度的磁道數(shù).TPI(trackperinch)或TPM(trackpermm).(2)位密度(線密度):單位長度磁道能記錄的二進(jìn)制信息的位數(shù).單位為bpi(bitperinch)或bpm(bitpermm).磁盤位密度D0=fi/.dmin其中,fi--每道總位數(shù);dmin為磁道同心圓的最小半徑.注意:各磁道上記錄的信息量相同而位密度不同,一般的磁道位密度是指最內(nèi)圈磁道的位密度(因直徑最小),即最大位密度.電子商務(wù)時代企業(yè)管理442.3.1輔存的主要技術(shù)指標(biāo)2.存儲容量:指存儲設(shè)備所能存儲的二進(jìn)制信息總量.單位B或b.(1)容量:C=n.T.S.B;其中n--面數(shù),T--每面磁道數(shù)

S--每道的扇區(qū)數(shù),B--每扇區(qū)字節(jié)數(shù)(2)格式化容量和非格式化容量:非格式化容量Cnf:是磁表面可利用的磁化單元總數(shù).格式化容量Cf:指按某種指定記錄格式所能存儲信息的總量.一般,Cf=60%~70%.Cnf.3.平均尋址時間Ta(1)尋址時間(定位時間):從接受讀令讀寫頭到指定位置

TS:找道時間,讀寫頭指定道

Tw:等待時間,讀寫頭指定扇區(qū)針對磁盤求平均值Ta=Tsa+

TwaT電子商務(wù)時代企業(yè)管理452.3.1輔存的主要技術(shù)指標(biāo)4.數(shù)據(jù)傳輸率R(1)定義:指單元時間存儲器讀/寫的二進(jìn)制信息量.R=D.V;D為存儲密度(磁盤:位密度,磁帶:位密度*磁道數(shù))V為速度(即磁介質(zhì)通過磁頭的速度)注意:計算時,速度和密度的單位要一致.例:D(b/mm)*V(mm/s)=b/s5.誤碼率(1)定義:是衡量存儲器出錯概率的參數(shù).=出錯信息位數(shù)/讀出的總信息位數(shù)電子商務(wù)時代企業(yè)管理462.3.2磁表面存儲原理磁表面存儲器(磁盤,磁帶)具有容量大,位成本低,保存時間長,讀出時不必再生等特點.目前使用最廣泛.1.磁表面存儲元:是利用鐵磁材料的剩磁特性保存信息的.(1)磁層:厚度m,采用Fe2O3粉未制成的磁膠.(2)存儲原理:通過磁頭和記錄介質(zhì)的相對運(yùn)動完成讀寫寫入:電磁記錄介質(zhì)勻速運(yùn)動(在磁頭下)磁頭線圈通電形成磁場

磁頭間隔處形成漏磁場形成磁化單元(存儲元)

電流消失漏磁場消失磁層呈剩磁狀態(tài)磁頭(軟磁材料)回到未磁化狀態(tài).讀出:磁電磁頭和磁介質(zhì)相對運(yùn)動切割磁力線感應(yīng)電壓e磁頭:是實現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)換的裝置.由軟磁材料制造.在讀出線圈二端/dt(硬磁材料)電子商務(wù)時代企業(yè)管理472.數(shù)字磁記錄格式1.定義:實質(zhì)是一種編碼方式,即二進(jìn)制數(shù)存儲介質(zhì)磁化翻轉(zhuǎn)形式的規(guī)則.2.選擇原則:主要由以下三點決定(1)自同步能力(2)記錄密度(3)可靠性3.記錄格式:(1)歸零制(RZ--ReturnZero)寫:正脈沖“1”,負(fù)脈沖“0”,在兩信息間,線圈內(nèi)的電流為0.優(yōu)點:簡單易行,有自同步能力.缺點:記錄密度低,抗干擾能力差,少用.(2)非歸零制(NRZ--NOReturnZero)特點:記錄信息時,線圈中必有電流,不是正,就是負(fù),不必回到無電流狀態(tài).信息有變化,電流才改向.即“見變就翻”.抗干擾能力較好.缺點:無自同步能力.讀出信息靠觸發(fā)器計數(shù)得到。讀寫控制電路電子商務(wù)時代企業(yè)管理48數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼信號的波形電子商務(wù)時代企業(yè)管理492.數(shù)字磁記錄格式(3)調(diào)相制(PM-PhaseModulation)又稱相位編碼或曼徹斯特碼.特點:中間有跳變.利用二個相位相差180度的磁化翻轉(zhuǎn)方向代表數(shù)據(jù)“0”和“1”.記錄“0”:電流由負(fù)變正記錄“1”:電流由正變負(fù)優(yōu)缺點:有自同步能力,抗干擾能力強(qiáng),但頻帶窄.多用于磁帶.(4)調(diào)頻制(FM-FrequencyModulation):用于單密度磁盤.特點:在信息的交界處,寫電流都要改變方向,利用中間有無跳變來記錄‘1’或‘0’.記錄‘1’:寫電流在信息位周期中央改變一次方向.記錄‘0’:電流方向不變.優(yōu)點:有自同步能力,在相鄰二位間嵌入1位總是‘1’的同步信息.連續(xù)記錄“0”或“1”,信息交界處也要翻一次.電子商務(wù)時代企業(yè)管理502.數(shù)字磁記錄格式(5)改進(jìn)的調(diào)頻制(MFM)和二次改進(jìn)的調(diào)頻制(M2FM):用于雙密度磁盤.(6)評價標(biāo)準(zhǔn):編碼效率:是位密度與最大磁化翻轉(zhuǎn)密度之比.FM,PM中記錄1位數(shù)字信息的最大磁化翻轉(zhuǎn)次數(shù)為2,編碼效率為50%.自同步能力(R):指從磁盤讀出數(shù)據(jù)(脈沖序列)中自動提取同步信號(時間基準(zhǔn)信號)的能力,可用最小磁化翻轉(zhuǎn)間隔與最大磁化翻轉(zhuǎn)間隔的比值R來衡量.R越大,自同步能力越高.例:FM的最大磁化翻轉(zhuǎn)間隔是位周期T,最小磁化翻轉(zhuǎn)間隔是T/2,所以RFM電子商務(wù)時代企業(yè)管理51磁盤存儲器(MagneticDisk)磁盤存儲器兼有容量大和存取速度高的優(yōu)點,是目前應(yīng)用最多的大容量聯(lián)機(jī)存儲器(on-lineMassStorage).1.軟盤及磁道格式:(1)結(jié)構(gòu):基片是厚度為76m的聚脂薄膜,兩面涂有厚度為2.3-3.0m的磁層,有8””和”三種.(2)磁道:是多個同心環(huán),最外道是0道.OS按磁道號+扇區(qū)號尋址,索引作為0扇區(qū)的起始標(biāo)志.(3)格式化:即對磁道格式的劃分.現(xiàn)用軟分段方法,通過專門格式的軟件實現(xiàn).軟分段的磁道:由首部+扇區(qū)部分+尾部組成.格式:ISO確定將IBM記錄格式作為國際標(biāo)準(zhǔn).其中,ID(索引數(shù)據(jù)區(qū))為4個字節(jié),即:磁道號磁頭號扇區(qū)號記錄密度

CHSNCPUFDCFDDDISK電子商務(wù)時代企業(yè)管理521.軟盤及磁道格式格式化過程:是對每條磁道按一定格式進(jìn)行扇區(qū)分段,并登記各扇區(qū)的地址標(biāo)記.格式化時,對盤面進(jìn)行質(zhì)量檢查,發(fā)現(xiàn)壞塊即記錄在0道上.開始邏輯扇區(qū)號扇區(qū)數(shù)內(nèi)容

01BOOT19FAT1109FAT21914FDT(共224個)332846用戶文件區(qū)2.軟驅(qū)和控制適配器(1)軟盤驅(qū)動器(FDD--FloppyDiskDriver):組成:A.盤片驅(qū)動和夾緊裝置:夾緊盤片并驅(qū)動盤片旋轉(zhuǎn).B.磁頭及定位機(jī)構(gòu):使磁頭徑向移動,定位于磁道.C.讀寫控制電路D.保護(hù)機(jī)構(gòu)E.狀態(tài)檢測F.其它控制電路電子商務(wù)時代企業(yè)管理532.軟驅(qū)和控制適配器(2)軟驅(qū)控制適配器(FDC-FloppyDiskController)●功能:A.信息格式轉(zhuǎn)換:串并DB,并對信息進(jìn)行檢驗.B.寄存盤驅(qū)的各種狀態(tài):例ready,寫保護(hù),索引,0道等,供CPU讀出.C.CPUFDC控制盤驅(qū)信息控制E.數(shù)據(jù)緩沖命令電子商務(wù)時代企業(yè)管理543.硬盤驅(qū)動器(HD-HarddiskDriver)因硬盤的基片為鋁合金,因其質(zhì)硬而得名.存儲原理同軟盤.(1)組成:HDC+HDD+DISK,盤片可由1,2,3,6,12等多種.●柱面(clinder):是位于同一半徑的磁道所組成的圓柱面,存取信息按柱面號的順序進(jìn)行,這可減少磁頭移動時間.(2)結(jié)構(gòu):

固定盤片固定頭可更換盤片可移動頭(3)溫盤(WINCHSTER):指用溫盤工藝制作的硬盤,該技術(shù)是由IBM公司位于美國加洲坎貝爾市溫徹斯特大街的研究所研制的,1973年開始應(yīng)用.其特點是固定盤片,可移動磁頭和密封結(jié)構(gòu).按盤片結(jié)構(gòu)分按磁頭運(yùn)動分電子商務(wù)時代企業(yè)管理554.硬磁盤的格式化低格(物理格式化)分區(qū)高格(邏輯格式化)(1)低級格式化:對盤片上的扇區(qū)加標(biāo)記,規(guī)定扇區(qū)的交錯因子.交錯因子與主機(jī)處理速度有關(guān).PC/XT6:12863:13861:1(2)分區(qū):目的是●可在同一臺機(jī)器上使用不同的OS,為每一OS建一分區(qū).●擴(kuò)大DOS管理外存的能力.

基本DOS分區(qū):建立系統(tǒng)文件,稱C盤.

擴(kuò)展分區(qū):可建多個邏輯分區(qū)(盤),D,E,F,G.●用DOS的FDISK或DM,ADM等軟件.FDISKFORMATDOS建二個分區(qū)電子商務(wù)時代企業(yè)管理56

1141510165314176113287912下圖扇區(qū)的交錯因子為3:1

從386開始,硬盤交叉因子為1:1.扇區(qū)交錯的目的是為了讓讀寫頭讀寫了某扇區(qū)后,在讀下一扇區(qū)之前,給主機(jī)一段處理剛讀入數(shù)據(jù)的時間,而無需讓驅(qū)動器停轉(zhuǎn)或多轉(zhuǎn)一圈。電子商務(wù)時代企業(yè)管理574.硬磁盤的格式化(3)高級格式化FORMAT:其作用是●初始化硬盤,使記錄格式為DOS所接受.●檢測出有缺陷的磁道和扇區(qū).●建立FAT和FDT表.●在基本分區(qū)裝入DOS系統(tǒng)文件.不同OS使用的區(qū)域.主引導(dǎo)區(qū)可分:主引導(dǎo)程序和分區(qū)信息各類操作系統(tǒng)占用空間●引導(dǎo)扇區(qū):存放本分區(qū)參數(shù)和BOOT,占0扇區(qū).●FAT(Table:文件分配表):描述盤上各文件具體位置和整個分區(qū)的使用情況,采用鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu).有FAT1和備份FAT2.主引導(dǎo)區(qū)第1分區(qū)第2分區(qū)第3分區(qū)第4分區(qū)●電子商務(wù)時代企業(yè)管理584.硬磁盤的格式化●FDT(ROOT)表:文件目錄表,每張表32個字節(jié),最多放112個文件.●數(shù)據(jù)區(qū):存放用戶數(shù)據(jù)和文件.電子商務(wù)時代企業(yè)管理594.硬磁盤的格式化●FDT(ROOT)表:文件目錄表,每張表32個字節(jié),最多放112個文件.●數(shù)據(jù)區(qū):存放用戶數(shù)據(jù)和文件.1

891112131416

文件名類型名創(chuàng)建時間創(chuàng)建最后訪問起始最后修改最后修改起始日期時間簇號時間日期簇號1718192021222324252627282932文件長度屬性電子商務(wù)時代企業(yè)管理60文件的讀寫過程●讀文件：首簇號磁盤基數(shù)表文件名

1.文件檢索2.文件扇區(qū)位置3.物理扇區(qū)定位4.物理操作●寫文件:先把文件名寫入FDT表的規(guī)定位置,然后順序檢索FAT表中的每個簇的表項值.發(fā)現(xiàn)第一個空簇便把文件內(nèi)容寫入該簇對應(yīng)的扇區(qū)內(nèi).并把該簇號寫入作為文件的起始簇號記入FDT表中.繼續(xù)尋找下一個空簇.在相應(yīng)扇區(qū)寫入文件,并將簇號填入上一個簇在FAT的表項中,直到文件寫完,在最后一簇寫入文件結(jié)束標(biāo)記。FDTFAT磁盤扇區(qū)定位扇區(qū)物理操作電子商務(wù)時代企業(yè)管理615.磁盤存儲技術(shù)展望1.磁盤發(fā)展趨勢:小型,高速,大容量,高可靠性,從并行傳送(ATA)到串行傳送技術(shù)(SATA).2.提高磁表面記錄密度的關(guān)鍵技術(shù):(1)低噪音磁記錄介質(zhì).(2)采用高密度磁頭及感應(yīng)復(fù)合薄膜磁頭成為主流技術(shù).(3)精密伺服機(jī)構(gòu),采用精密的傳送定位技術(shù).(4)適應(yīng)低S/N(信號/噪音)比的信號處理技術(shù).(5)垂直記錄磁盤.電子商務(wù)時代企業(yè)管理622.3.4磁帶存儲器1.特點:容量大,位價格低.格式統(tǒng)一,便于互換.但因只能順序存取,速度慢,常作脫機(jī)存儲用.2.種類:(1)按帶寬分:有1/4,1/2和1英寸三種.(2)按帶長分:有600,1200,2400英尺等.(3)按記錄密度分:有800,1600,6250bpi等.(4)按磁帶表面存儲的信息密度分:有7,9,16道等.(5)按磁帶外形分:有開盤式(reel-to-reeltapedrive)磁帶和盒式(cartridge)磁帶兩種.(6)計算機(jī)中常用1/4英寸盒式數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)和1/2英寸的開盤磁帶機(jī)作為后備存儲器.后者位密度可達(dá)8000bpi.3.數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)(streamingtapedrive):是將數(shù)據(jù)連續(xù)地寫到磁帶上,每一數(shù)據(jù)塊后有一個記錄間隙,使磁帶機(jī)在數(shù)據(jù)塊間不啟停,簡化了磁帶機(jī)結(jié)構(gòu),用電子控制替代了機(jī)構(gòu)啟停式控制,降低了成本,提高了可靠性.3.記錄格式:見圖2.3.5(P79).電子商務(wù)時代企業(yè)管理632.3.5光盤(OpticalDisk)存儲器光盤存儲器是多媒體計算機(jī)(MPC)的基本配置.1.光盤存儲的技術(shù)特點:(1)記錄密度高:面密度可達(dá)645Mb/英寸2(108b/cm2),是磁記錄的10-100倍.容量大于650MB.(2)非接觸式讀寫,無磨損,可靠(光學(xué)頭與盤面的距離幾乎比磁盤與盤面的間隙大1萬倍).(3)可長期保存信息(60~100年).(4)平均存取(讀寫)時間慢,為100~500ms,寫入要秒.單倍速(基本速率)=150KB/S(5)誤碼率:<10-10-10-172.只讀型(CD-ROM:CompactDiskROM)和只寫一次型(WORM:WriteOnceReadMany)光盤電子商務(wù)時代企業(yè)管理64He-Ne激光器調(diào)制信號光速分離器光速分離器光敏二極器讀出信號徑向跟蹤反射鏡調(diào)制器記錄光束物鏡旋轉(zhuǎn)臺光盤90%10%讀出信號聚焦系統(tǒng)寫一次型光盤光學(xué)系統(tǒng)示意圖激光器產(chǎn)生的光束經(jīng)分離器分離后,其中90%作為記錄光束,10%作為讀出光束.記錄光束經(jīng)調(diào)制器,由聚焦系統(tǒng)向光盤記錄信息,讀出光束經(jīng)幾個反射鏡射到光盤盤片,讀出信號再經(jīng)光敏二極管輸出.電子商務(wù)時代企業(yè)管理65和WORM讀寫原理(1)寫入原理:主機(jī)來的數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)1m的激光束加熱形成凹坑(‘1’-有坑,‘0’-無坑)(2)讀出:功率僅為寫入光束1/10的激光束連續(xù)照射到光盤上.凹坑處:反射率低;無凹坑處:反射光強(qiáng).反射光電信號WORM和CDROM的讀寫原理同,只是前者由用戶,后者由廠家來完成寫入.3.可擦寫型光盤讀寫原理:有磁光型(熱磁反轉(zhuǎn))和相變型(晶態(tài)到非晶態(tài)轉(zhuǎn)變)兩種.(1)磁光盤讀寫原理:利用激光在磁性薄膜上產(chǎn)生熱磁效應(yīng)來記錄信息.熱磁效應(yīng)是磁記錄材料受熱而發(fā)生磁性變化的現(xiàn)象.MFM熔化光檢測器電子商務(wù)時代企業(yè)管理66磁光盤讀寫原理●寫入原理:激光照射磁性薄膜,使A.被照射處:T嬌頑力HC,在外磁場HR的作用下,該處發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn),使磁化方向與外磁場HR一致,存‘1’.B.不被照射處:HR<HC,寄存‘0’.●讀出:利用磁光克爾(kerr)效應(yīng)讀出數(shù)據(jù),原理是:當(dāng)激光束照到記錄點時,記錄點的磁化方向不同,引起反射光的偏振而發(fā)生左旋或右旋,從而檢測‘1’和‘0’.HRHR光源(a)HR<HC時,不翻轉(zhuǎn)(b)HR>HC時,翻轉(zhuǎn)(c)保存信息電子商務(wù)時代企業(yè)管理67相變光盤讀寫原理原理:是利用相變材料(硫族化合物)的晶態(tài)和非晶態(tài)來記錄信息,寫入前全部是結(jié)晶態(tài).(注:結(jié)晶態(tài)比非結(jié)晶態(tài)穩(wěn)定).(1)寫‘1’:用短激光脈沖使結(jié)晶態(tài)的存儲介質(zhì)局部熔化非結(jié)晶態(tài)

寫‘0’(擦除):用長激光的弱光脈沖使之復(fù)原為結(jié)晶態(tài)(加熱至接近熔點時).(2)讀出:根據(jù)結(jié)晶態(tài)(反射率高)和非結(jié)晶態(tài)(反射率低)對激光反射率不同,可檢測‘0’和‘1’.(3)優(yōu)缺點:相變光盤的訪問速度比磁光盤稍快,但擦洗次數(shù)只有1000次左右,而磁光盤可達(dá)100萬次.驟冷電子商務(wù)時代企業(yè)管理684.光盤規(guī)格(specification)

數(shù)字光盤有以下標(biāo)準(zhǔn):(1)CD-DA(compactdisc-digitalaudio)規(guī)范及格式:●技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(紅皮書):A.激光CD唱片標(biāo)準(zhǔn):采樣頻率規(guī)定為B.幀(frame):是存儲聲音數(shù)據(jù)的基本單位.立體聲:有2個通道,共2*(6*2)+2*4(校正碼)=32個字節(jié)C.光道:為非同心圓,是一條可展開的逐開線,長度可達(dá)5KM.(2)CDROM規(guī)范及格式:●轉(zhuǎn)速:從1,2,4…..,50倍速等.●安裝方式:內(nèi)置和外置式●與CPU的接口規(guī)格接口:與硬盤同.B.SCSI:高速,價貴接口:做在音頻卡上.電子商務(wù)時代企業(yè)管理69CD-DA光盤規(guī)格●存儲信息格式:現(xiàn)有三種格式光道:用于存儲聲音數(shù)據(jù).要求低,不要ECC碼.B.CD-ROMMode1:用于存儲計算機(jī)數(shù)據(jù),要求高,有ECC碼.C.CD-ROMMode2:用于存儲經(jīng)壓縮的聲音,靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)和

ID:扇區(qū)標(biāo)識區(qū),4字節(jié),用于說明該扇區(qū)的地址和工作模式.光盤的扇區(qū)地址由分(MN),秒(SC)和分?jǐn)?shù)秒組成。(FR:Fraction,1/75s),FR實為秒內(nèi)的扇區(qū)號(0~74).因光盤的恒定線速度是每秒讀出75個扇區(qū).MD:模式控制,用于控制數(shù)據(jù)區(qū)和校驗區(qū)的使用,共有模式0,1,2三種.00FF(X10)MNSCMD數(shù)據(jù)校驗12個字節(jié)SYNCID4字節(jié)2048字節(jié)288字節(jié)電視圖像數(shù)據(jù).FR

分秒分?jǐn)?shù)秒電子商務(wù)時代企業(yè)管理70CD-DA光盤規(guī)格●扇區(qū)模式0:在CD-ROM中作為導(dǎo)入?yún)^(qū)和導(dǎo)出區(qū).數(shù)據(jù)區(qū)和校驗區(qū)的全部數(shù)據(jù)為2336個字節(jié),都為0.●扇區(qū)模式1:每個扇區(qū)增288個字節(jié)的EDC碼和ECC碼.每道容量為:12(同步域)+4(標(biāo)題域)+288(EDC/ECC)+2048(數(shù)據(jù)區(qū))=2352螺旋道上共270000個扇區(qū),所以總?cè)萘繛?70000*2048=552MB●扇區(qū)模式2:與扇區(qū)方式0結(jié)構(gòu)相似,用于存放用戶數(shù)據(jù)信息.因沒安排檢錯和糾錯碼,因此,只能存放誤碼要求不高的信息,如聲音,圖象等.模式2不用EDC/ECC,所有2336個扇區(qū)的每個扇區(qū)都可用于存放.總?cè)萘繛?270000*(2048+288)=630MB直徑：8cm較少。

CD-R74—存放650MB(可存文字相當(dāng)150000張16開的紙)

的數(shù)據(jù)或74分鐘的音樂。