微机原理与接口技术存储系统

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1、微机原理与接口技术存储系统微机原理与接口技术微机原理与接口技术存储系统 存储系统存储系统 第三章微机原理与接口技术存储系统主要内容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 小结微机原理与接口技术存储系统3.1 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，内存）两种，内存储器主要包括储器主要包括RAMRAM和和ROMROM，其中，其中CacheCache是是RAMRAM的一种，外存储器的一种，外存储器主要包括硬盘、光盘等。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

2、容量大、速速度快度快和和成本低成本低，但往往这三者在同，但往往这三者在同一个存储器中不能同时取得。为了一个存储器中不能同时取得。为了解决这一矛盾，采用了解决这一矛盾，采用了分级存储器分级存储器结构，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。微机原理与接口技术存储系统3.1 概述微机原理与接口技术存储系统3.1 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

3、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 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。微机原理与接口技术存储系统3.2 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。微机原理与接口技

4、术存储系统3.2 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（PROM）可擦除可擦除PROM（EPROM）电可擦除电可擦除PROM（EEPROM）半导体存储器分类微机原理与接口技术存储系统3.2 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息。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

5、。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的。是指从启动一次存储操作到完成该操作所需要的时间。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。微机原理与接口技术存储系统3.2 半导体存储器 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 微机原理与接口技术存储系统3.2 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

6、容的充放电来保存数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。同步。D 数据线 ES C 字选线 T1 微机原理与接口技术存储系统DRAM的分类 当前的标准是当前的标准是SDRAMSDRAM（同步（同步DRAMDRAM的缩写），它是同步于系统时的缩写），它是同步于系统时钟频率的。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，它的原理是在现有，它的

7、原理是在现有的标准动态存储器中加入同步控制逻辑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，利用一个单一的系统时钟同步所有的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的速度至少不能慢的速度至少不能慢于系统的时钟速度。于系统的时钟速度。微机原理与接口技术存储系统DRAM的接口类型SIMMSIMM（单边接触内存模组）。（单边接触内存模组）。SIMM SIMM是是486486及其较早的及其较早的PCPC机中常用的内存的接口方式。在更早的机中常用的内存的接

8、口方式。在更早的PCPC机中（机中（486486以前），多采用以前），多采用3030针的针的SIMMSIMM接口，而在接口，而在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）。这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中，通常为这种接口模式的内存广泛应用于现在的计算机中，通常为8484针，针，但由于是双边的，所以一共有但由于是双边的，所以一共有84842=1682=168线接触，故而人们经常把线接触，故而人们经常把这种

9、内存称为这种内存称为168168线内存，而把线内存，而把7272线的线的SIMMSIMM类型内存模组直接称为类型内存模组直接称为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。微机原理与接口技术存储系统DIMM（Dual Inline Memory Module，双列直插内存模块）SDRAM DIMMSDRAM DIMM为为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

10、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120Pin120Pin，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 DIM

11、M稍微有一些不同稍微有一些不同微机原理与接口技术存储系统DRAM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，从而使所存信息保持不，以维持存储电容上的电荷，从而使所存信息保持不变。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是来说，刷新是按行进行

12、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。一刷新周期。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般典型的刷新时间为2ms2ms。微机原理与接口技术存储系统3.2 半导体存储器p CacheCache 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，它的容量比内，它的容量比内存小，但交换速度快，一般由高速存小，但交换速度快，一般由高速SRAMSRAM构成。构成。微机原理与接口技术存储系统3.2 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

13、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EEPROMEEPROM FlashFlash存储器存储器微机原理与接口技术存储系统3.2 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。从原理上看，从原理上看，FlashFlash存储器属于存储器属于ROMROM型存储器，与型存储器，与E E2 2PROMPROM比比较，较，Flash Flash 存储器可实现存储器可实现大规模的快速电擦除大规模的快速

14、电擦除，编程速度快，编程速度快，断电后具有可靠的非易失性。从功能上看，它又相当于断电后具有可靠的非易失性。从功能上看，它又相当于RAMRAM，使以前对使以前对RAMRAM与与ROMROM的划分变得模糊起来。但从存取速度和擦的划分变得模糊起来。但从存取速度和擦写的寿命两方面来衡量，它还赶不上写的寿命两方面来衡量，它还赶不上DRAMDRAM。微机原理与接口技术存储系统3.3 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配合。存储器的存储器的地址分配（片选信号）地址分

15、配（片选信号）。CPUCPU的的负载能力负载能力。微机原理与接口技术存储系统3.3 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脚双列脚双列直插式封装。直插式封装。微机原理与接口技术存储系统Intel 2716p 芯片特性芯片特性 Intel 2716Intel 2716是一种存储容量为是一种存储容量为16Kb(

16、2K16Kb(2K8b)8b)，存取时间约，存取时间约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。微机原理与接口技术存储系统Intel 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

17、作为片选信号,编程写入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地线地线微机原理与接口技术存储系统Intel 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

18、程禁止低低高高+25V+5V高阻高阻p Intel 2716 Intel 2716芯片的工作方式选择芯片的工作方式选择微机原理与接口技术存储系统Intel 2716p Intel 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控电源相连，编程电源通常由开关控制；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译码高位地址总线和控制总线译码后产生。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

19、器。已知该存储器。已知该CPU地址线为地址线为A0A15，数据线为，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。画出出EPROM与与CPU的连接框图。的连接框图。CEOE微机原理与接口技术存储系统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微机原理与接口技术存储系统

20、3-8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7CECECECECECECECE 3|8 线译码器ABCCBA=000 Y0=0CBA=000 Y0=0微机原理与接口技术存储系统地址线地址线 16KB16KB地址空间地址空间=2=21414，需要至少，需要至少1414条地址线条地址线 CPUCPU有有A0A15A0A15共共1616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？CPUCPU的的A0A0A1A10 0与与27162716的地址线的地址线A0A0A10A10直接相连；直接相连；CPUCPU的高位地址线的高位地址线A11

21、A11A13A13 连接到连接到3-83-8线译码器线译码器74LS13874LS138，用译码器的输出用译码器的输出Y0Y7Y0Y7控制每个控制每个27162716的的/CECE CPUCPU数据数据D0D7D0D7与所有与所有27162716数据线数据线D0D7D0D7对应位相连；对应位相连；CPUCPU的的/RDRD连接所有连接所有27162716的输出允许信号端的输出允许信号端/OEOE。微机原理与接口技术存储系统EPROM与CPU连接EPROMEPROM与CPUCPU连接框图 微机原理与接口技术存储系统3.3 存储芯片与CPU的接口p SRAM与与CPU的接口的接口 常用的常用的SR

22、AM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。微机原理与接口技术存储系统Intel 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 微机原理与接口技术存储系统Intel 2114Intel 2114

23、Intel 2114内部结构框图微机原理与接口技术存储系统Intel 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相比只相比只增加了一个读增加了一个读/写控制功能，故其接口方法大同小异。具体如写控制功能，故其接口方法大同小异。具体如下：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生；可

24、在访存控制信号控制下由高位地址译码产生；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或写控制信号直接相关或者由有关控制信号形成。者由有关控制信号形成。CSWE微机原理与接口技术存储系统Intel 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)。试用。试用SRAMSRAM芯片芯片21142114为该机设计一个为

25、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CPUCPU连接框图 MREQW微机原理与接口技术存储系统3.3 存储芯片与CPU的接口p DRAM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存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，所以必须储信息的，时间一长将会引起信息丢失，所以必须定时刷定时刷新新；二是由于二是由于DRAM芯片集成度高，存储容量大，使引脚数量芯片集成度高，存储容量大，使引脚数量不够用，所以地址输入一般采用不够用，所以地址输入一般采用两路复用两路复用

26、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公司生公司生产的产的2116、2118、2164等。等。微机原理与接口技术存储系统Intel 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 RASCASWE微机原理与接口技术

27、存储系统3.4 外部存储器p 磁盘存储器磁盘存储器是计算机系统最主要的是计算机系统最主要的外存设备。当前常用的磁盘主要有外存设备。当前常用的磁盘主要有硬磁盘硬磁盘和和固态硬盘固态硬盘(solid state(solid state disk)disk)两大类。两大类。p 硬磁盘存储器简称硬磁盘存储器简称硬盘硬盘，由，由磁头磁头、盘片盘片、驱动器驱动器和和读读/写控制电路写控制电路组成，组成，通过在硬质盘片上涂敷通过在硬质盘片上涂敷磁性材料磁性材料，来记录二进制数据。可分为固定磁来记录二进制数据。可分为固定磁头硬磁盘、活动磁头固定盘片硬磁头硬磁盘、活动磁头固定盘片硬磁盘、活动磁头可换盘片硬磁盘等

28、多盘、活动磁头可换盘片硬磁盘等多种类型。种类型。微机原理与接口技术存储系统硬盘硬磁盘示意图 微机原理与接口技术存储系统硬盘(Hard-disk)p 按照盘片可分为按照盘片可分为单盘片单盘片和和多盘片多盘片组合式。在多盘片组合式中有组合式。在多盘片组合式中有2片、片、6片、片、8片、片、12片等；盘片直径有片等；盘片直径有14in、8in、5.25in、3.5in等（等（1in=2.54cm）；容量有）；容量有10GB、40GB、80GB、120GB等。典型产品是等。典型产品是温氏盘温氏盘。p 盘片常以每分钟盘片常以每分钟3600转或转或7200转的速度旋转，地址顺序是：柱转的速度旋转，地址顺序

29、是：柱面号、盘面号和扇区号。通过专门的接口与主机连接面号、盘面号和扇区号。通过专门的接口与主机连接,常见接常见接口有口有IDE、EIDE、Ultra DMA和和SCSI。其中，前三种采用美。其中，前三种采用美国国家标准协会国国家标准协会(ATA)标准，因此也称标准，因此也称IDE/ATA接口，传输速接口，传输速率高，价格便宜，易于安装。率高，价格便宜，易于安装。SCSI主要用于小型机、高档微主要用于小型机、高档微型机或服务器中。型机或服务器中。微机原理与接口技术存储系统硬盘发展 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

30、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，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的磁盘温彻斯特微机原理与接口技术

31、存储系统硬盘发展 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

32、阻磁头结构 希杰Cheetah X15硬盘结构 微机原理与接口技术存储系统硬盘发展 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。2002年，希捷发布了年，希捷发布了Barracuda ATA V Serial ATA硬盘，也就是硬盘，也就是我们现在经常说的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 微机原理与接口技术存储系统硬

33、盘发展 2005年，东芝推出的年，东芝推出的MK4007 GAL在在1.8in的盘片上实现了的盘片上实现了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，其存储容量硬盘，其存储容量达到达到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、三星三星四四大硬盘制造厂商先后推出了它们的大硬盘制造厂商先后推出了它们的1TB硬盘，硬盘从此进硬盘，硬盘从此进入入TB时代。时代。微机原理与接口技术存储系统硬盘技术

34、 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）微机原理与接口技术存储系统SSD（固态硬盘）p SSD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；

35、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DDR 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

36、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。微机原理与接口技术存储系统固态硬盘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840EVO120GBSATA3540MB/s520.0三星850PRO1TBSATA3550MB/s5199.0希捷ST240HM000240GBSATA36Gbps1050.0希捷ST800FM053800GBSATA31200MB/s12000.0东芝HDTS325256GBSATA3554MB/s999.0东芝HDTS351

37、512GBSATA3554MB/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SX900256GBSATA3550MB/s999.0威刚SX910512GBSATA3550MB/s2899.0微机原理与接口技术存储系统机械硬盘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ST40000DX0014TB720

38、0rpm6Gbs1499.0西数WD5000AAKX500GB7200rpm6Gbs300.0西数WD1003FBYX1TB7200rpm6Gbs540.0东芝DT01ACA1001TB7200rpm6Gbs399.0东芝DT01ACA050500GB7200rpm6Gbs300.0HGST 7K10001TB7200rpm6Gbs445.0HGST 7K500500GB7200rpm6Gbs320.0微机原理与接口技术存储系统光盘存储设备 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、电机与调速控包含了激光发射器、聚焦控制、定位控制、

39、电机与调速控制、写擦除与读出控制等部件。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、编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。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，表面分为光道光道，每道分为若干个，每道分为若干个扇区扇区。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帧共帧共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

40、十至几十MBMB。微机原理与接口技术存储系统光盘存储器的工作原理 光盘控制器与光盘驱动器制作成一个整体，合称为光盘控制器与光盘驱动器制作成一个整体，合称为光盘驱动器光盘驱动器，简称，简称为为光驱光驱，又叫，又叫CD-ROMCD-ROM驱动器驱动器，用于读取光盘上的数据。光盘存储器是，用于读取光盘上的数据。光盘存储器是利用激光的单色性和相干性，使数据通过调制激光聚焦到记录介质上，利用激光的单色性和相干性，使数据通过调制激光聚焦到记录介质上，使介质的光照微区（直径一般小于使介质的光照微区（直径一般小于1m1m）发生物理和化学变化，其分子）发生物理和化学变化，其分子排列方式改变，形成排列方式改变，形

41、成凹坑凹坑，其深度约为，其深度约为0.12m0.12m、宽度约为、宽度约为0.50.6m0.50.6m，以此记录二进制数据。以此记录二进制数据。光盘数据的写入微机原理与接口技术存储系统光盘驱动器光盘驱动功能部件 微机原理与接口技术存储系统光盘的类型 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，用户只能读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。取数据，不能写入。一次或多次写型一次或多次写型(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止，或多次追加式地写入数据直到盘满为止，信息写入后为信息写入后为只读状态只读

42、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，可多次写入或修改光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。盘上的数据。微机原理与接口技术存储系统光盘标准 p CD-DA标准标准(数字式激光唱盘数字式激光唱盘)p CD-ROM标准（存储计算机数据）标准（存储计算机数据）p CD-R标准（可刻录）标准（可刻录）p Photo-CD标准标准p Video-CD（VCD）p DVD微机原理与接口技术存储系统光盘的数据存储容量 CD-ROM盘片容量为：盘片容量为：650.39MB DVD-ROM单面单层盘的容量最大为单面单层盘的容量最大为4.7GB

43、，单面双层盘的容，单面双层盘的容量可达到量可达到8.5GB，双面双层盘的容量达到，双面双层盘的容量达到17GB。微机原理与接口技术存储系统CD-ROM光盘及其驱动器p CD-ROM盘盘 CD-ROM盘由三层不同的材料组成，最上面一层是盘由三层不同的材料组成，最上面一层是保护保护层层，一般为涂漆层，并标示有盘的说明信息；中间一层是，一般为涂漆层，并标示有盘的说明信息；中间一层是反射反射金属金属(通常为铝等通常为铝等)薄膜薄膜；底层是；底层是聚碳酸酯塑料聚碳酸酯塑料盘基。盘上的信盘基。盘上的信息是用强激光打出的息是用强激光打出的凹坑凹坑和和凸坑凸坑来表示的，小凹坑和小凸坑的来表示的，小凹坑和小凸坑

44、的不同组合代表不同的二进制信息。信息轨道是由小凹坑和小凸不同组合代表不同的二进制信息。信息轨道是由小凹坑和小凸坑沿盘面按螺旋形排列的，这样可比按同心圆排列存放更多的坑沿盘面按螺旋形排列的，这样可比按同心圆排列存放更多的信息。信息。微机原理与接口技术存储系统DVD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。微机原理与接口技术存储系统DVD光盘 DVD格式格式 DVD-RO

45、M（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）微机原理与接口技术存储系统小结 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 SRAMSRAM DRAMDRAM Cache Cache ROMROM存储器存储器 微机原理与接口技术存储系统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 微机原理与接口技术存储系统作业P77:2、5、11微机原理与接口技术存储系统