计算机导论第三章_数据存储资料
计算机科学导论第三章
13
CPU中央处理器
英文名称是Central Processing Unit简称为CPU 主要包括运算器和控制器两部分 是电脑的核心部件，决定计算机
的性能 主要由INTEL和AMD公司生产 发展：286、386、486、奔腾、
• 软盘的容量=记录面数×磁道数/面×扇区数/道×字 节/扇区
29
两种密度的软盘格式
30
使用软盘的注意事项
• 不要弯曲或放置重物在磁盘上。 • 不要触摸磁盘保护套内可见的东西。 • 保存时应避免强磁场，高热和化学物品。 • 将磁盘放置在硬塑料盒内。
31
硬盘
程序、各种数据和结果的存放处 ，里面存储的信息不会由于断电 而丢失
24
外存
• 是一个外部的，永久的存储区域，当电 源关闭时，其存储的信息不会丢失。
➢ 软盘 ➢ 硬盘 ➢ 光盘 ➢ U盘 ➢ 磁带
25
软盘
可以移动的存储介质，但容量很小，常见的有 1.2MB 5.25英寸和.44MB 3.5英寸两种规格，5.25英寸 盘基本上被淘汰了，目前使用的软盘都是l.44MB的3.5 英寸软盘。
PⅡ、PⅢ、PⅣ
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存储器
通用寄存器堆
存
储
指令和数据缓冲栈
容
速
量
Cache（SRAM）
越
度 越
来
主存储器（DRAM）
来
越
越
大
快
联机外部存储器（磁盘等）
脱机外部存储器（磁带、光盘等）
存储器的层次结构
15
存储器容量
存储器的容量是衡量存储器性能的重要指标之一， 以字或字节为单位来表示存储器存储单元的总数， 就得到了存储器的容量。
CS-03-数据存储
8
无符号表示法
译解无符号整数
将位串转换称为一个十进制的无符号整数
例：当内存中保存的位串是11001101时， 输出设备返回的是什么？
27+26+23+22+20 = 128+64+8+4+1 = 205
溢出
溢出的原因是存储单元的位的数量的限制
无符号整数的应用
计数、寻址、为其他数据类型排序
信息技术学院 于文
16
二进制补码表示法
从二进制补码格式还原整数
1. 如果最左位是1，计算其补码，符号为负；如 果最左位是0，不进行操作，符号为正 2. 将二进制转换成十进制，并添加相应符号
例：将用二进制补码格式存储的11001101 复原成整数
最左位是1，补码为00110011，符号为负 将00110011转换成十进制，结果为51 加上符号后该数为-51
4位余码系统可表示的整数范围是-7 ~ 8，用 0000(0) ~ 1111(15)来表示 位移量为7(24-1-1)，其中4是内存位数 也就是说-7 ~ 8是分别用(0-7) ~ (15-7)表示的
信息技术学院 于文
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存储实数
电气和电子工程师协会（IEEE）定义了几 种存储浮点数的标准 常用的有
信息技术学院 于文
15
二进制补码表示法
例：将7存储在8位存储单元中
1. 把7变为8位二进制：00000111 2. 因为是正数，不再进行其他操作
0 0 0 0 0 1 1 1
例：将-7存储在8位存储单元中
1. 把7变为8位二进制：00000111 2. 因为是负数，进行补码运算
最新计算机系统结构第三章 存储系统教学讲义ppt课件
考虑到地址总线与数据总线的拥挤问题，一个Tm周期里发送的多个访问请求 最好彼此错开Tm/n时间，如P140图3.11所示，否则实现的复杂度会增加。
2003.3.1
计算机系统结构
8
计算平均加速倍数（P141）：
求主存地 A址 nj： k 求结构参 j数 nA， ：kAmond
其中：n ── 存储体个数，A ── 主存地址， j ── 体内地址， k ── 体序号（ k = 0，1，2，…，n-1 ）
• 例3.1 已知 n = 4，问主存地址13是在几号体的几号单元？ 解：
由于 n = 4，体选译码信号使用主存地址的最低 log2n = 2位，所以 地址13（其二进制为1101B）对应的体号k = 1（即01B）、体内地址j = 3 （即11B），也就是说，地址13位于1号体的3号单元（参看前一页插图）。
– CPU cost/performance, Pipelined Execution
CPU-DRAM Gap
1000
CPU
“Moore’s Law”
µProc 60%/yr.
100 10
1
Processor-Memory Performance Gap: (grows 50% / year)
DRAM DRAM 7%/yr.
g
2003.3.1
计算机系统结构
Байду номын сангаас
11
例题：P203，题5
解：已知Kn
1(1 g)n g
，其中g
0.1，依题意有
Kn1
1(1 g
计算机系统结构课件：第三章 存储系统
第三章 存储系统
缺点：由于程序局部性的原理，近期所用到的指令和数据往往都 集中在一个体内，就会出现并行访问冲突，只有一个存储模块在 不停地忙碌，其他空闲。只有当指令跨越两个存储模块时，才并 行工作。
优点：扩大存储容量非常方便。如果在多任务或多用户的应用状 态下，可以将不同的任务分别存放在不同的体内，减少了访问冲 突，发挥了并行访问的优点。
计算机系统结构
Computer Architecture
组相联地址映像
组0 组1
块0
块b－1 块b
块2b－1
组C/B－1
Cache
第三章 存储系统
块0
块b－1
组0
块b
区0
块2b－1
组1
组C/B－1
组C/B(Me－1) 组C/BMe－C/B+1 区Me－1
组C/BMe－1
计算机系统结构
Computer Architecture
高速缓冲存储器：存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯
片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高很多， 接近于CPU的速度。
Cache 的 功 能：存放那些近期需要运行的指令与数据。
目
的：提高CPU对存储器的访问速度。
计算机系统结构
Computer Architecture
第三章 存储系统
存储器管理部件
主存与cache地址的映像和转换 替换方法
CPU
MMU
D或 I
Cache
D或 I
MS
(主存)
CPU与Cache、主存的关系
计算机系统结构
Computer Architecture
计算机导论课件-第3章 计算机系统的组成
3.2 计算机硬件系统
3.2.1 中央处理单元
5. CPU的性能参数
（2）外频：CPU的基准频率，决定着整块主板的运行速度。 （3）倍频系数：是指CUP主频和外频之间的相对比例关系。在相同 的外频下，倍频越高，CPU的频率也越高。 （4）缓存：CPU的重要指标之一，其结构和大小对CPU速度的影响 非常大，CPU缓存的运行频率极高，一般与处理器同频运作，其工 作效率远远大于系统内存和硬盘。
目前计算机的基本体系结构与基本作用机制仍然沿用冯·诺伊曼的最 初构思和设计，我们把这种结构称之为冯·诺伊曼体系结构或普林斯顿体 系结构。
冯·诺伊曼体系结构计算机主要有以下两大特征： 1．计算机要执行的指令和需要处理的数据都采用二进制表示； 2．指令与数据必须存储到计算机内部让其自动执行。
冯·诺伊曼结构计算机系统包括硬件系统和软件系统两部分，简称为 硬件和软件。硬件（HardWare）是组成计算机的各种物理设备，由五 大功能部件组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 软件（SoftWare）是指在硬件系统上运行的各类程序、数据及有关资 料的总称，由系统软件和应用软件组成。
2. 软件的特点 从应用的角度看，硬件和软件在逻辑功能上可以等效，既可以
用硬件实现，也可以用软件实现。
3.3 软件系统
2. 软件的特点 与硬件相比，软件有以下特点。 ➢ 软件容易改变或修改。 ➢ 软件易于复制，生产效率高。 ➢ 软件适宜选择多种方法和算法进行比较。 ➢ 软件适宜用在条件判断和控制转移多的情况，适宜实现复杂算法。 ➢ 软件实现的功能不如硬件实现的运行速度快。 ➢ 软件实现在安全性方面不如硬件，不适宜用在安全性要求高的情况。
3.2 计算机硬件系统
计算机中的数据表示与存储
3.1.5 数据存储的组织形式
• 地址
– 为了便于存放、查找和使用，每个存储单元必 须有唯一的编号，称之为地址。
– 通过地址可以找到数据所在的存储单元，读取 或存入数据。
第36页，本讲稿共55页
第三章 计算机中数据表示与存储
• 3.1 位置计数制 • 3.2 负数在计算机中的编码 • 3.3 实数在计算机中的表示 • 3.4 十进制数的编码 • 3.5 字符的编码 • 3.6 模拟信号编码的一般过程 • 3.7 数据压缩
Hex
三大类转换方法：
• 1.非十进制转换为十进制的方法
• 2.十进制转换为其他进制的方法 • 3. 二数制、八进制、16进制之间的转换方法
第16页，本讲稿共55页
3.1.3 数制的转换
• 1．非十进制转换为十进制
– 按权展开求和，即各数位与相应位权值相乘以后再 相加即为对应的十进制数。
• 十进制数：由0~9数码组成，位权为10i • 二进制数：由0、1组成，位权为2i • 八进制数：由0~7组成，位权为8i • 十六进制数：由0~F组成，位权为16i
第2页，本讲稿共55页
信息的概念
• 信息是用文字、数字、符号、声音、图形 和图像等方式表示和传递的数据、知识和 消息。
• 在计算机中，都是用二进制来处理和存储 信息的。
• 所有的数值都要用二进制数表示; • 所有的字符也要用二进制数表示;
第3页，本讲稿共55页
计算机中信息的表示
输入设备
内存
输出设备
第19页，本讲稿共55页
转换示例
八进制数
127.21 = 1× 82 +2×81 + 7×80 + 2×8－1 + 1×8－2 = 64 + 16 + 7 + 0.25 + 0.15625 = 87.265625
计算机导论3-2
练1：将下列数转换成32位的IEEE形式 7.75 -0.375
练2：将下列32位的IEEE形式转换成十进制数 11000101110100000000000000000000
3.3 存储文本
文本：
➢要以数字化的形式表示文本，必须表示在文本 中可能出现的每个字符；
➢要表示的字符数是有限的，最常用的方法就是 给每一个字符分配一个二进制字符；
(1)单精度格式(32位) ：S为1位，E为8偏位移，量M为为1272，3位
又称为余127码
其中：指数E=(27-1)+e=127+e，e为真值
Excess_127
1 符号
8 指数
23 尾数
(2)双精度格式(64位) ：S为1位，E为11偏位移，量M为为105223位，
又称为余1023码
其中：指数E=(210-1)+e=1023+e，e为真值
-34.62=-3462×10-2 = -0.3462×102 = -3.462×101 二进制实数也可以用上述几种不同的表示形式表示：
-10.01 =-1001×2-2 = -0.1001×22= -1.001×21
浮点数 符号
位移量
定点数
一个数字的浮点表示法由3部分组成：符号、 位移量、定点数。
数的符号数值化
在计算机中，有符号数的符号同样用0和1表示。 在计算机中，数的最高位定义为符号位，用“0”
表示正数，用“1”表示负数。
原码：正数的原码=符号位0+真值
机
负数的原码=符号位1+|真值|
器 反码：正数的反码=原码
数
负数的反码=符号位1+|真值|按位取反
的
计算机科学导论：第三章-数据存储
三数据存储3.1 数据类型如今，数据以不同的形式出现，如: 数字、文本、音频、图像和视频.人们需要能够处理许多不同的数据类型:•工程程序使用计算机的主要是目的是处理数字:进行算术运算、求解代数或三角方程、找出微分方程的根等。
•文字处理程序使用计算机的主要目的是处理文本: 调整对齐、移动、删除等。
•计算机同样也处理音频数据。
我们可以使用计算机播放音乐，并且可以把声音作为数据输入到计算机中。
•图像处理程序使用计算机的主要目的是处理图像:创建、收缩、放大、旋转等。
•最后，计算机不仅能用来播放电影，还能创建我们在电影中所看到的特技效果。
计算机行业中使用术语多媒体来定义包含数字、文本、图像、音频和视频的信息。
计算机内部的数据格式•位(bit): 是存储在计算中的最小单位，0或1，代表设备的某一种状态•位模式(位流): 表示数据的不同类型，长度为8的位模式称为一个字节(byte)属于不同数据类型的数据可以以同样的位模式存储于内存中•字: 通常用于代表更长的位模式3.2 存储数字整数是完整的数字(即没有小数部分)。
整数可以被当作小数点位置固定的数字: 小数点固定在最右边。
因此，定点表示法用于存储整数，在这种表示法中，小数点是假定的，但并不存储。
整数通常使用定点表示法存储在内存中。
3.2.1 无符号整数无符号整数是指非负整数。
它的范围在$[0,+\infy)$。
计算机通常会定义一个2n−1表示最大的整数；其中n表示用于存储整数的二进制位数。
无符号整数的存储过程1.输入无符号整数2.将输入的无符号整数转为二进制表示，•如果二进制位数不足n，则在其最左端用0补齐•如果二进制位数超过n，则其不能存储在计算机中，出现溢出现象。
无符号整数存储溢出现象因为大小(即存储单元的位的数量)的限制，可以表达的整数范围是有限的。
在n位储单元中,我们可以存储的无符号整数仅为0到2n−1之间。
如果发生溢出现象则计算机丢掉最左边的位,并保留最右边无符号整数的应用无符号整数表示法可以提高存储的效率，因为不必存储整数的符号。
第3章 数据存储技术基础
第3章数据存储技术基础随着企业网络规模的不断增大和企业网络应用的频繁，企业信息数据量也越来越多，而且企业对这些数据的依赖性也越来越大。
目前，数据存储已不再是作为服务器系统的附属功能而存在，已形成了自成体系的庞大行业系统，其重要性也日渐提高。
本章将介绍以下几个方面的内容：●近线存储；●NetApp的近线存储方案；●SAN方案；●NAS和SAN的融合；●HP NAS与SAN整合方案；●NetApp统一存储方案。
3.1 数据存储概述数据存储已经渗透到企业运作的各个领域，企业依靠这些存储的数据进行决策，成为企业信息系统的重中之重。
那么到底什么是数据存储，数据存储的意义又是什么呢？3.1.1 什么是数据存储数据存储就是根据不同的应用环境通过采取合理、安全、有效的方式将数据保存到某些介质上并能保证有效的访问。
总的来讲可以包含两个方面的含义：一方面它是数据临时或长期驻留的物理媒介；另一方面，它是保证数据完整安全存放的方式或行为。
数据存储就是把这两个方面结合起来，向客户提供一套数据存放解决方案。
说到存储介质，实际上它的范围非常广，小到计算机系统中的几百KB的ROM芯片，大到上百GB，甚至TB级的磁盘阵列系统都可以用来保存数据，又都可以称为存储。
可以说存储无处不在、无处不有。
存储按照使用的方式和存储规模，又有移动存储设备（比如U盘、PCMCIA硬盘和外置USB移动硬盘）和非移动存储设备之分。
企业中存储数据的绝大多数设备都是非移动存储设备，如内置磁盘、磁盘阵列、磁带机、磁带库、光盘库等。
而数据的存储媒介依据不同用途可以有多种选择，按照存储介质和存储技术划分，主要有磁盘、磁带和光盘等三大类。
虽然只读存储的光盘单位容量成本最低，但由于可使用性不强，所以其应用范围远没有磁带和磁盘库。
总体来说磁带的单位成本适中，磁盘的最高且存取性能最好。
在存储技术领域，没有惟一的标准。
无论何种存储方式，对存储系统而言，其体系架构都基本上是一样的（其实其他设备也差不多），都是由三个层次决定的：主机I/O连接、连接数据线和存储设备接口。
第3章 计算机基础知识
机器数中小数点的位置
定点数（定点整数/定点小数）
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 h
符号位
数值部分
小数点位置
1 h
符号位
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
小数点位置
数值部分
浮点数
字符型数据的编码表示
基本含义
对于字符型数据，没有相应的转换规则可以使用。需要
人们规定出每个字符对应的二进制编码形式。
部表示和存储。
带符号数据的表示
带符号数中的正负号及小数中的小数点都以二进制形式
表示。
需要考虑的因素
机器数的范围。 机器数的符号。 机器数中小数点的位置。
机器数的范围
机器数的表示范围由CPU中的寄存器决定。 对于无符号数， 8位寄存器的表示范围是0～255，
16位寄存器的表示范围是0～65535。
文本和超文本：纯文本文件/WORD文档/HTML文件 图形：3DS格式/DXF格式 图像：BMP格式/JPG格式GIF/格式 视频：AVI格式/MPG格式/ASF格式/RMVB格式 动画：FCL-FLC格式/MPG格式/AVI格式/GIF格式 /RMVB格式 音频：WAV格式/MID格式/MP3格式/WMA格式
汉字的编码表示
与汉字处理有关的几种编码
汉字输入码 数字码：国标区位码。 拼音码：全拼输入法/紫光输入法/智能ABC输入法。
字形码：五笔字型编码。
汉字机内码（一个汉字占用2个字节）。 汉字交换码 国标码。 BIG5码。 汉字字形码
计算机导论第三章
计算机：计算机（Computer）是一种能够按照程序对各种数据和信息进行自动处理的电子设备。
中央处理器：中央处理器，也称中央处理机或中央处理单元。
由运算器和控制器组成，更微观一点说，中央处理器的组成还包括寄存器。
运算器负责完成算术运算和逻辑运算；寄存器临时保存将要被运算器处理的数据和处理后的结果；控制器负责从存储器读取指令，并对指令进行分析，然后按照指令的要求指挥各部件工作。
主频：是指CPU的时钟频率，它决定了CPU每秒钟可以有多少个指令周期，可以执行多少条指令。
主频越高，CPU的运算速度也就越快。
字长:指CPU一次能够处理的数据的二进制位数，称为比特数，字长的大小直接反映计算机的数据处理能力，字长越长，一次可处理的二进制数据位数越多，运算数度就越快。
运算器：运算器负责完成算术运算和逻辑运算。
控制器：控制器负责从存储器读取指令，并对指令进行分析，然后按照指令的要求指挥各部件工作。
存储器：存储器分为主存储器和辅助存储器，国内更习惯于分称为内存（内存储器）和外存（外存储器）。
内存：内存用于存放要执行的程序和相应的数据。
外存：外存作为内存的后援设备，存放暂时不执行而将来要执行的程序和相应的数据。
输出设备：输出设备有显示器。
打印机和绘图仪等。
输入设备:输入设备有键盘.鼠标和扫描仪等，比较常用的输入设备有跟踪球和触摸屏等。
主板：主板也称为系统板或母板，是微型机最基本的也是最重要的部件之一，是其他部件组装和工作的基础。
总线:是指将信息从一个或多个原部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线，是计算机中传输数据的公共通道。
数据总线：用于微处理器与内存﹑微处理器与输入输出接口之间传送信息。
地址总线:从内存单元或输入输出端口中读出数据或写入数据，首先要知道内存单元或输入输出端口的地址，地址总线就是用来传送这些地址信息的。
控制总线：用于传输控制信息，进而控制对内存和输入输出设备的访问。
软件：软件就是程序及其相关的文档。
计算机导论课件第3章
3.2.5 输出设备
打印机：用于将计算机运行结果打印在纸上 。
针式打印机 激光打印机 喷墨打印机
3.2.5 输出设备
针式打印机
打印头上有若干根打印针，打印时相应的打印针撞击色 带来完成打印工作，常用的是24针打印机。 优点是价格低，打印成本低；缺点是打印速度慢，打印 质量低，噪音大。 基本上已被激光打印机取代，在银行、超市和邮局等需 要多联票据打印的地方还在使用。
3.2.4 输入设备
扫描仪
是一种将图像信息输入计算机的输入设备，它将大面积的图像 分割成条或块，逐条或逐块依次扫描，利用光电转换元件转换 成数字信号并输入计算机。 利用扫描仪可以输入图像和图片，也可以输入文字。
跟踪球
看上去像一个倒置的鼠标，功能类似于鼠标。跟踪球常被附加 在或内置于键盘上，特别是笔记本键盘上。 优点是它比鼠标需要的桌面空间要小，用手指触摸跟踪球就可 完成相应的鼠标操作。
3.2.3 外存储器
固态硬盘
固态硬盘的接口规范、功能及使用方法与普通硬盘相同，在产 品外形和尺寸上也与普通硬盘一致 。 相对于普通硬盘，固态硬盘的优点是读写速度快、防震动抗摔 碰性能好、无噪音、更轻便，缺点是价格比较高、擦写次数有 限制、硬盘损坏后数据难以恢复。
3.2.3 存储器
光盘：根据激光照射后反射的不同表示不同信息。
3.2.5 输出设备
喷墨打印机
打印头上有许多小喷嘴，使用液体墨水，精细的 小喷嘴将墨水喷到纸面上来产生字符或图像等要 打印的内容。
优点是价格便宜，打印精度较高，噪音低； 缺点 是墨水消耗量大，打印速度慢。
3.2.5 输出设备
激光打印机
采用激光和电子放电技术，通过静电潜像，再用 碳粉使潜像变成粉像，加热后碳粉固定，最后印 出内容。
最新计算机导论第三章课件
❖ EBCDIC码：用一个字节表示数字和字母等。主要
用于大型机系统
❖ Unicode码：它是一种16位的编码，用于支持像
中文、日文等国际语言
微处理器
❖控制单元 ❖寄存器 ❖算术/逻辑单元（ALU）
辑部件在计算过程中临时存放数据用的。一个数据寄存
器能够存放的二进制数据位数一般与 CPU 的字长是相
等的。通用数据寄存器个数对于CPU 的性能有很大影
响。目前的 CPU 一般设置十几个到几十个数据寄存器，
有些CPU，如采用 RISC 技术制造的CPU，设置了包
含更多寄存器的寄存器组。
通用寄存器
寄存器的硬件组成相似于内存的单元，其速度更快以及 使用方式不同。
数据总线
用于在各部件之间传递数据（包括指令、数据等）。
数据的传送是双向的，因而数据总线为双向总线。
•决定CPU速度的第一个要素是数据总线的宽度。
•数据总线的宽度用位（8，16，32，64）来衡量。
•数据总线的位数决定了计算机可同时处理的数据的 位数，这一数目也是计算机中“字”的长度。
•如：32位计算机即该计算机的数据总线是32位。 该计算机的“字”长为32位（ 4 byte ）.
同时，控制单元对计算机系统的其他各个部分进行协 调与控制，并对输入、输出设备的运行进行监控。
寄存器
CPU另一个重要部分是一组寄存器，其中包括：
•一个指令寄存器
用于存放从内存中取出、当前执行的指令专；用寄存器 •若干个控制寄存器
是CPU在工作过程中要用到的；
•若干个数据寄存器，是提供给程序控制单元和算术逻
计算机科学导论课后习题答案-第三章
数据存储After reading this chapter, the reader should be able to :了解计算机内部不同类型数据的不同表示方法理解整数的不同编码表示形式理解浮点数3.2存储数字3.2.1INTEGERREPRESENTATION INTEGER：整数无符号整数格式---没有符号的整数，它的范围介于0到正无穷之间。
范围：0~（2N-1）无符号整数的表示范围# of Bits ---------816Range-------------------------------------0 ~ 255 0 ~ 65,535表示法：（1）首先将整数变成二进制数；（2）如果二进制位数不足N位，则在二进制数的左边补0，使它的总位数为N位。
Example 3.1将7存储在8位存储单元中。
Solution首先将数据转换为二进制---111。
在高位加5个0让数据变成8位---00000111。
最后将数据存入存储单元。
Example 3.2将285存储在16位存储单元中。
00000001 00011110无符号整数的存储示例：在8位机和16位机中Decimal ------------7234258 24,760 1,245,6788-bit allocation------------0000011111101010overflowoverflowoverflow16-bit allocation------------------------------0000000000000111000000001110101000000001000000100110000010111000overflow译解（计算机如何读取并输出无符号整数）：将N位二进制数从二制数系统转换到十进制系统。
Example内存中的无符号整数位串00101011 在输出设备上将显示为什么？43应用：（1）计数；（2）寻址。
计算机科学导论3章幻灯片PPT
计算机科学导论
21
3.5.1 计算机系统的分类
1.单指令流单数据流SISD计算机系统结构
由一个处理器和一个存储器组成。每次执行一条指令，每次 从存储器取或存一个数据。
2.单指令流多数据流SIMD计算机系统结构
系统由一个指令控制部件、多个处理部件和多个存储器组成。 各处理器和各存储器间通过互联网络进行通信。
同的指令来完成。 2) 单独编址：单独设置I/O指令来对I/O设备进行操作。 5. 接口的分类 （1）按数据传输宽度分：并行接口与串行接口 （2）按数据传送的控制方式分：程序直接控制的输入输
出接口、程序查询控制接口、程序中断输入输出接口、 DMA接口 （3）按操作节拍分：同步接口和异步接口
计算机科学导论
计算机科学导论
7
3.3 存储系统组织结构
3.3.3 高速缓冲存储器
Cache是一种存储空间较小而存取速度却很高的一种存储器。是一种放 置在CPU和主存储器之间的存取速度快、而规模较小的存储器。 辅 助 硬 件
中 央 处 理 器 CPU
Cache
主 存
计算机科学导论
8
3.3.4 虚拟存储器
虚拟存储器用于“主存一辅存”层次，它能使 计算机具有辅存的容量，接近于主存的速度。它使程序 员能够在比主存大得多的空间编制程序，即按虚存空间 编址。
计算机科学导论
17
3.4 输入输出系统
3. I/O接口的基本结构 • 数据寄存器； • 设备地址译码器； • 设备状态寄存器； • 数据格式变换器，用于串到并、并到串
的转换； • 总线通信控制用的定时信号线路。
计算机科学导论
18
3.4 输入输出系统
4.外部设备的寻址 1) 统一编址：将对内存的操作和对I/O设备的操作用相
计算机科学概论-数据存储
计算机科学概论-数据存储1.1 门和触发器门是指⼀种设备，给出⼀种布尔运算输⼊值时，可以得出该布尔运算的输出值。
1.与门与就是同时的意思,A和B或者更多的条件,同时具备时,才能有结果,只要有⼀个条件不具备,就没有结果输⼊ 输出0 0 01 0 00 1 01 1 12.或门或就是或者的意思,许多条件A,B,C等,其中⾄少有⼀个条件具备时,就有结果,只有所有条件都不具备时,才没有结果。
输⼊ 输出0 0 01 0 10 1 11 1 13.异或门异或就是不⼀样的意思，如果两个条件都相等没有结果，如果两个值不等，就有结果。
输⼊ 输出0 0 01 0 10 1 11 1 04.⾮门⾮就是相反的意思,具备条件A,没有结果,不具备条件A,则有结果。
输⼊ 输出1 00 15.与⾮门输⼊ 输出0 0 11 0 10 1 11 1 06.或⾮门或⾮门⽐或门前⾯多了个圆圈输⼊ 输出0 0 11 0 00 1 01 1 0运算符表1.2 16进制编码系统1.2 主存储器（内存）为了存储数据，计算器包含⼤量的电路，每⼀个电路能够存储单独的⼀个位，这种位存储器被称为计算机的主存。
1.2.1 存储器结构（硬盘）主存储器是以称为存储单元的课管理单位组织起来的，⼀个典型的存储单元容量是8位（⼀个8位的串称为⼀个字节，因此⼀个典型的存储单元容量是⼀个字节），通常假设存储单元的位是排成⼀⾏的，该⾏的左端称为⾼位端，右端称为低位端。
⾼位端最左⼀位是⾼位数，低位端的最右⼀位是低位并且每⼀个存储单元都被赋予⼀个唯⼀的地址。
把所有的存储单元都看作是排成⼀⾏的，并且按照这个顺序从0开始编号，这样系统不仅为我们提供了唯⼀标识每个存储单元的⽅法，并且也给存储单元赋予了顺序的概念1.2.2 存储器容量的度量早期计算机存储器的⼤⼩通常以1024（2的10次⽅）个存储单元为度量单位，因此1024接近1000，所以计算机⾏业的许多⼈采⽤kilo标识，术语叫KB表⽰1024个字节。