计算机的存储系统(1)

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数字逻辑与计算机组成原理：第三章存储器系统(1)

A3 0
字线
地0 A2 0 址
译
A1
0码器
A0 0
15
读 / 写选通
… …
…
0,0 … 0,7
16×8矩阵
15,0 … 15,7
0
…
7 位线
读/写控制电路
D0
… D7
(2) 重合法（双译码方式）
0 A4
0,00
…
0 A3
阵
A2
译
0码
31,0
…
A1
器 X 31
0 A0
… …
或低表示存储的是1或0。 T5和T6是两个门控管，读写操作时，两管需导通。
六管存储单元
保持
字驱动线处于低电位时，T5、T6 截止，切断了两根位线与触发器之间的联系。
六管存储单元
单译码方式
读出时: 字线接通 1)位线1和位线2上加高电平; 2)若存储元原存0，A点为低电
平，B点为高电平，位线2无电流，读出0。
3)若存储元原存1，A点为高电平，B点为低电平，位线2有电
流，读出1。
静态 RAM 基本电路的读操作（双译码方式）
位线A1
A T1 ~ T4 B
位线2
T5
行地址选择
T6
行选
T5、T6 开
列选
T7、T8 开
T7
T8
读选择有效
列地址选择写放大器
写放大器
VA
T6
读放
读放
DOUT
T8 DOUT
DIN
1．主存与CPU的连接
是由总线支持的; 总线包括数据总线、地址总线和控制总线; CPU通过使用MAR（存储器地址寄存器）和MDR（存储

计算机中的存储系统的构成

计算机中的存储系统的构成计算机中的存储系统主要由以下几个部分构成：1.主存储器（Main Memory）：主存储器是计算机硬件中最重要的部分之一，负责存储和检索程序运行所需的数据和指令。

它通常由DRAM（动态随机存取存储器）或SRAM（静态随机存取存储器）组成，容量从几GB到几十GB 不等。

2.辅助存储器（Secondary Memory）：辅助存储器主要包括硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）。

这些设备存储大量的数据和程序，虽然存取速度比主存储器慢，但容量大且价格低。

硬盘的容量通常在几百GB到几TB之间，而固态硬盘则具有更高的读写速度和耐用性。

3.三级存储器（Tertiary Memory）：这是更低一级的存储设备，通常包括光盘、U盘和SD卡等。

这些设备具有非常小的存储容量，通常用于存储小型的程序或数据文件。

4.高速缓存（Cache Memory）：高速缓存是主存和CPU之间的临时存储器，它保存了CPU最经常访问的数据和指令。

高速缓存的存取速度非常快，通常使用SRAM实现。

5.寄存器（Registers）：寄存器是CPU内部的高速存储部件，用于存储操作数和指令。

寄存器的存取速度比高速缓存还要快，但容量通常较小。

6.输入/输出设备（I/O Devices）：这些设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，用于在计算机和用户之间进行交互。

这些设备通常有自己的存储和处理能力，例如打印机的墨盒就包含了一种形式的内存，用于存储墨水浓度和打印质量等信息。

7.通信接口（Communication Interfaces）：这些接口包括USB、HDMI、Ethernet等，用于计算机与其他计算机或设备之间进行数据交换。

这些接口通常也包含自己的内存，用于临时存储传输的数据。

在以上这些组成部分中，主存储器、辅助存储器和高速缓存是计算机存储系统中的核心部分。

它们之间的协作关系直接影响了计算机的性能和效率。

例如，当CPU需要访问的数据或指令不在高速缓存中时，它会从主存储器中读取数据或指令。

计算机组成原理存储器（1）（1）

计算机组成原理存储器（1）（1）1.存储器⼀、单选题（题数 54，共7 ）1在下述存储器中，允许随机访问的存储器是（）。

（1.2分）A、磁带 B 、磁盘 C 、磁⿎ D 、半导体存储器正确答案 D2若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为（）。

（1.2分）A、4×10^6字节/秒B、4M字节/秒C、8×10^6字节/秒D、8M字节/秒正确答案 C3下列有关RAM和ROM得叙述中正确的是()。

IRAM是易失性存储器，ROM是⾮易失性存储器IIRAM和ROM都是采⽤随机存取⽅式进⾏信息访问IIIRAM和ROM都可⽤做CacheIVRAM和ROM都需要进⾏刷新（1.2分）A、仅I和IIB、仅I和IIIC、仅I，II，IIID、仅II，III，IV正确答案 A4静态RAM利⽤（）。

（1.2分）A、电容存储信息B、触发器存储信息C、门电路存储信息D、读电流存储信息正确答案 B5关于计算机中存储容量单位的叙述，其中错误的是（）。

（1.2分）A、最⼩的计量单位为位（bit），表⽰⼀位“0”或“1”B、最基本的计量单位是字节（Byte），⼀个字节等于8bC、⼀台计算机的编址单位、指令字长和数据字长都⼀样，且是字节的整数倍D、主存容量为1KB，其含义是主存中能存放1024个字节的⼆进制信息正确答案 C6若CPU的地址线为16根，则能够直接访问的存储区最⼤容量为（）。

（1.2分）A、1MB、640KC、64KD、384K正确答案 C7由2K×4的芯⽚组成容量为4KB的存储器需要()⽚这样的存储芯⽚。

（1.2分）A、2B、4C、8D、16正确答案 B8下⾯什么存储器是⽬前已被淘汰的存储器。

（1.2分）A、半导体存储器B、磁表⾯存储器C、磁芯存储器D、光盘存储器正确答案 C9下列⼏种存储器中，（）是易失性存储器。

（1.2分）A、cacheB、EPROMC、FlashMemoryD 、 C D-ROM正确答案 A10下⾯关于半导体存储器组织叙述中，错误的是什么。

计算机组成原理第四章存储系统(一)(含答案)

第四章、存储系统（一）4.1 存储系统层次结构随堂测验1、哈弗结构（Harvard Architecture）是指（）（单选）A、数据和指令分别存放B、数据和指令统一存放C、指令和数据分时存放D、指令和数据串行存放2、如果一个被访问的存储单元，很快会再次被访问，这种局部性是（）（单选）A、时间局部性B、空间局部性C、数据局部性D、程序局部性3、下列关于存储系统层次结构的描述中正确的是（）（多选）A、存储系统层次结构由Cache 、主存、辅助存储器三级体系构成B、存储系统层次结构缓解了主存容量不足和速度不快的问题C、构建存储系统层次结构的的原理是局部性原理D、构建存储系统层次结构还有利于降低存储系统的价格4、下列属于加剧CPU和主存之间速度差异的原因的是（）（多选）A、由于技术与工作原理不同，CPU增速度明显高于主存增速率B、指令执行过程中CPU需要多次访问主存C、辅存容量不断增加D、辅存速度太慢5、下列关于局部性的描述中正确的是（）（多选）A、局部性包括时间局部行和空间局部性B、局部性是保证存储系统层次结构高效的基础C、顺序程序结构具有空间局部性D、循环程序结构具有时间局部性4.2 主存中的数据组织随堂测验1、设存储字长为64位,对short 变量长度为16位，数据存储按整数边界对齐，关于short 变量j 在主存中地址的下列描述中正确的是（）（此题为多选题）A、j的物理地址mod 8 = 0B、j的物理地址mod 8 = 1C、j的物理地址mod 8 = 2D、j的物理地址mod 8 = 32、设存储字长为64位,对char 变量长度为8位，数据存储按整数边界对齐，关于char 变量j 在主存中地址的下列描述中正确的是（）（此题为多选题）A、j的物理地址mod 8 = 0B、j的物理地址mod 8 = 1C、j的物理地址mod 8 = 2D、j的物理地址mod 8 = 33、下列关于大端与小端模式的描述中，正确的是（）（此题为多选题）A、大端模式(Big-endian)是指数据的低位保存在内存的高地址中，而数据的高位，保存在内存的低地址中B、小端模式(Little-endian)是指数据的低位保存在内存的低地址中，而数据的高位保存在内存的高地址中C、0x12345678 按大端模式存放时，其所在存储单元最低字节单元存放的数据是0x12D、0x12345678 按小端模式存放时，其所在存储单元最高字节单元存放的数据是0x124、下列关于存储字长的描述中正确的是（）（此题为多选题）A、主存一个单元能存储的二进制位数的最大值B、存储字长与所存放的数据类型有关C、存储字长等于存储在主存中数据类型包含的二进制位数D、存储字长一般应是字节的整数倍5、某计算机按字节编址，数据按整数边界存放，可通过设置使其采用小端方式或大端方式，有一个float 型变量的地址为FFFF C000H ,数据X = 12345678H，无论采用大端还是小段方式，在内存单元FFFF C001H，一定不会存放的数是（）（此题为多选题）A、12HB、34HC、56HD、78H4.3 静态存储器工作原理随堂测验1、某计算机字长16位，其存储器容量为64KB，按字编址时，其寻址范围是（）（单选）A、64KB、32KBC、32KD、64KB2、一个16K*32位的SRAM存储芯片，其数据线和地址线之和为（）（单选）A、48B、46C、36D、39。

存储器系统

存储器系统：概述：计算机中的存储系统是用来保存数据和程序的。

对存储器最基本的要求就是存储容量要大、存取速度快、成本价格低.为了满足这一要求,提出了多级存储体系结构。

一般可分为高速缓冲存储器、主存、外存3个层次,有时候还包括CPU内部的寄存器以及控制存储器.◆衡量存储器的主要因素：存储器访问速度、存储容量和存储器的价格;◆存储器的介质：半导体、磁介质和光存储器.◆存储器的组成：存储芯片+控制电路(存储体+地址寄存器+数据缓冲器+时序控制）;◆存储体系结构从上层到下层离CPU越来越远、存储量越来越大、每位的价格越来越便宜，而且访问的速度越来越慢存储器系统分布在计算机各个不同部件的多种存储设备组成，位于CPU内部的寄存器以及用于CU的控制寄存器。

内部存储器是可以被处理器直接存取的存储器,又称为主存储器，外部存储器需要通过I/O模块与处理器交换数据,又称为辅助存储器，弥补CPU处理器速度之间的差异还设置了CACHE，容量小但速度极快,位于CPU和主存之间，用于存放CPU 正在执行的程序段和所需数据。

整个计算机的存储器体系结构：通用寄存器堆—指令和数据缓冲栈—Cache（静态随机存储器RAM）—主存储器(动态随机存储器DRAM）—联机外部存储器（磁盘存储器)—脱机外部存储器(磁带、光盘存储器) 通常衡量主存容量大小的单位是字节或者字,而外存的容量则用字节来表示。

字是存储器组织的基本单元,一个字可以是一个字节，也可以是多个字节。

信息存取方式：信息的存取方式影响到存储信息的组织，常用的有4种，◆顺序存取存储器的数据是以记录的形式进行组织，对数据的访问必须按特定的线性顺序进行.磁带存储器的存取方式就是顺序存取。

◆直接存取共享读写装置，但是每个记录都有一个唯一的地址标识，共享的读写装置可以直接移动到目的数据块所在位置进行访问。

因此存取时间也是可变的。

磁盘存储器采用的这种方式。

◆随机存取存储器的每一个可寻址单元都具有唯一地址和读写装置，系统可以在相同的时间内对任意一个存储单元的数据进行访问，而与先前的访问序列无关。

计算机存储系统是什么

计算机存储系统是什么
在计算机系统中存储层次可分为，处理器上的寄存器、高速缓冲存储器、主存储器(内存)、辅助存储器(外存)四级。

高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。

辅助存储器用于扩大存储空间。

1、存储设计存在的三个问题：
存储容量：这个需求永无止境
读写速度：需要能够匹配当前的处理器
经济成本：要选择最合适的成本，进行一定的优化。

2、存储保护
存储保护有两个方面：
界地址寄存器--用于给定地址上限与下限，规定某个程序占用不得超出界限、或者是基键与长度键，不知道的自己去查
存储键--进程调入内存时，设置存储键，每次调用之前查询存储键，给定与进程存储键键值和地址键值一致
3、中断与异常机制
(1)该机制的特点：
中断随机
中断可恢复
中断自动处理
(2)内容
分类的内容，图片没处理好，不处理了
其中中断与正在执行的指令无关，可以采取中断屏蔽;
但是异常与正在执行的指令有关，不可以屏蔽。

总的来说可以分为五类中断：
I/O中断
时钟中断
硬件故障中断
程序性中断(貌似考这个的概率比较大，因为这个最搞不清)
系统调用中断
(PS：系统调用：是OS为用户程序设置的唯一的用户程序获取OS 服务的途径
目态--管态)
4、I/O技术
I/O控制方式有三种：通道控制、DMA控制、缓冲技术
目前最广泛采用的基本是缓冲技术，其中缓冲技术又分为三种：单缓冲区、多缓冲区、缓冲池
5、时钟。

【计算机组成原理】存储系统

【计算机组成原理】存储系统存储器的层次和结构从不同⾓度对存储器进⾏分类：1.按在计算机中的作⽤（层次）分类（1）主存储器。

简称主存，⼜称内存储器（内存），⽤来存放计算机运⾏期间所需的⼤量程序和数据，CPU 可以直接随机地对其进⾏访问，也可以和告诉缓冲存储器（Cache）及辅助存储器交换数据，其特点是容量较⼩、存取速度较快、单位价格较⾼。

（2）辅助存储器。

简称辅存，⼜称外存储器（外存），是主存储器的后援存储器，⽤来存放当前暂时不⽤的程序和数据，以及⼀些需要永久性保存的信息，它不能与CPU 直接交换信息。

其特点是容量极⼤、存取速度较慢、单位成本低。

（3）⾼速缓冲存储器。

简称 Cache，位于主存和 CPU 之间，⽤来存放正在执⾏的程序段和数据，以便 CPU 能⾼速地使⽤它们。

Cache 地存取速度可与 CPU 的速度匹配，但存储容量⼩、价格⾼。

⽬前的⾼档计算机通常将它们制作在 CPU 中。

2.按存储介质分类按存储介质，存储器可分为磁表⾯存储器（磁盘、磁带）、磁芯存储器、半导体存储器（MOS型存储器、双极型存储器）和光存储器（光盘）。

3.按存取⽅式分类（1）随机存储器（RAM）。

存储器的任何⼀个存储单元的内容都可以随机存取，⽽且存取时间与存储单元的物理位置⽆关。

其优点是读写⽅便、使⽤灵活，主要⽤作主存或⾼速缓冲存储器。

RAM ⼜分为静态 RAM （以触发器原理寄存信息，SRAM）和动态 RAM（以电容充电原理寄存信息，DRAM）。

（2）只读存储器（ROM）。

存储器的内容只能随机读出⽽不能写⼊。

信息⼀旦写⼊存储器就固定不变，即使断电，内容也不会丢失。

因此，通常⽤它存放固定不变的程序、常数和汉字字库，甚⾄⽤于操作系统的固化。

它与随机存储器可共同作为主存的⼀部分，统⼀构成主存的地址域。

由ROM 派⽣出的存储器也包含可反复重写的类型，ROM 与RAM 的存取⽅式均为随机存取。

⼴义上的只读存储器已可已可通过电擦除等⽅式进⾏写⼊，其“只读”的概念没有保留，但仍然保留了断电内容保留、随机读取特性，但其写⼊速度⽐读取速度慢得多。

计算机的存储系统

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。

计算机存储系统(课件)

一种可通过电子信号擦除和编程的ROM。
Flash Memory（闪存）
一种非易失性存储器，可用于USB闪存盘、固态硬盘等。
存储设备介绍
硬盘驱动器（HDD）使用磁存储技术的存储设备，存储容量大，价格相对较低。
固态硬盘（SSD）
使用半导体存储技术的存储设备，存取速度快，价格相对较高。
USB闪存盘
分布式存储系统介绍
分布式存储系统的概念
分布式存储系统是一种将数据分散存储在多个独立节点上的存储系统，通过网络互联实现数据的访问和管理。
分布式存储系统的优点
分布式存储系统具有可扩展性、可靠性、高性能等优点，能够满足大规模数据存储和处理的需求。
分布式存储系统的关键技术
分布式存储系统涉及的关键技术包括数据分布、数据复制、数据一致性维护、容错处理、负载均衡等。
定期维护与更新
对存储系统进行定期维护和更新，以确保系统的稳定性和安全性。
THANKS
感谢观看
存储系统的分类
按存储介质分类
按访问方式分类
包括磁存储（如硬盘、磁带）、光存储（如 CD、DVD）、半导体存储（如RAM、ROM、 SSD）等。
包括直接访问存储（如硬盘）、顺序访问存储（如磁带）、随机访问存储（如RAM）等。
按存储层次分类
按存储技术分类
包括主存储器（如RAM）、辅助存储器（如硬盘、SSD）、三级存储器（如磁带库、光盘库）等。
存储系统性能优化
1 2 3
提高存储设备的I/O性能
通过采用高性能的存储设备、优化存储设备配置、提高存储设备的I/O带宽等方法，提高存储系统的整体性能。
优化存储网络性能
通过采用高速网络技术、优化网络拓扑结构、减少网络传输延迟等方法，提高存储网络的传输效率。

存储系统概述

RAID旳数据组织方式
分块：将一个分区提成多个大小相等旳、地址相邻旳块，这些块称为分块。它是构成条带旳元素。条带（Striping）：同一磁盘阵列中旳多个磁盘驱动器上旳相同位置构成条带，提升同时读写性能
驱动器1
D6 D3 D0
磁盘上旳数据分块
驱动器2
D7 D4 D1
磁盘上旳数据分块
驱动器3
读取数据块D2，D3… 读取数据块D1 读取数据块D0
D0,D1,D2,D3,D4,D5
驱动器1 D4 D2 D0
驱动器2 D5 D3 D1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID 0数据丢失
阵列中某一种驱动器发生故障，将造成其中旳数据丢失。
驱动器1 D6 D3 D0
驱动器2 D7 D4 D1
磁盘失效数据恢复
驱动器3 D5 D3 P0
文档仅供参考，如有不当之处，请联系改正。
RAID组合---RAID 10
• RAID 10是将镜像和条带进行组合旳RAID级别，先进行RAID 1镜像然后再做 RAID 0。RAID 10也是一种应用比较广泛旳RAID级别。
读取数据
D0,D1,D2,D3,D4,D5
SAS
FC
接口类型
并行
串行
并行
串行
串行
主流接口速 100MB/S
率
133MB/S
300MB/S 600MB/S
320MB/S
3GB/S 6GB/S
2GB/S、4GB/S 、8GB/S
容量
1T/2T/3T 4T/6T
转速
5900 rpm 7200 rpm
最大连接设
2
1 or 15 with

第3章存储系统(一)

5.按串、并行存取方式分类
目前使用的半导体存储器大多为并行存取方式，但也有以串行存取方式工作的存储器，如电耦合器件(CCD)、串行移位寄存器和镍延迟线构成的存储器等。
6.按在计算机系统中的作用分类
根据存储器在计算机系统中所起的作用，可分为主存储器、辅助存储器、缓冲存储器、控制存储器等。
3.1.2存储器的分级结构
3.1.3主存储器的技术指标
主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间和存储周期。
存放一个机器字的存储单元，通常称为字存储单元，相应的单元地址叫字地址。而存放一个字节的单元，称为字节存储单元，相应的地址称为字节地址。如果计算机中可编址的最小单位是字存储单元，则该计算机称为按字编址的计算机。如果计算机中可编址的最小单位是字节，则该计算机称为按字节编址的计算机。一个机器字可以包含数个字节，所以一个存储单元也可以包含数个能够单独编址的字节地址。例如，PDP-11系列计算机，一个16位二进制的字存储单元可存放两个字节，可以按字地址寻址，也可以按字节地址寻址。当用字节地址寻址时，16位的存储单元占两个字节地址。
作业
根据存储元件的性能及使用方法不同，分为哪几类？
主存储器有哪些性能指标？
P96 3.8题
教学反馈
对存储器的要求是容量大，速度快，成本低，但是在一个存储器中要求同时兼顾这三方面是困难的。为了解决这方面的矛盾，目前在计算机系统中，通常采用三级存储器结构，即使用快速缓冲存储器、主存储器和外存储器。中央处理器能直接访问的存储器称为内存储器，它包括快速缓冲存储器和主存储器。中央处理器不能直接访问外存储器，外存储器的信息必须调入内存储器后才能为中央处理器进行处理。
上述三种类型的存储器形成计算机的三级存储管理，各级存储器承担的职能各不相同。其中快速缓冲存储器主要强调快速存取，以便使存取速度和中央处理器的运算速度相匹配；外存储器主要强调大的存储容量，以满足计算机的大容量存储要求；主存储器介于快存与外存之间，要求选取适当的存储容量和存取周期，使它能容纳系统的核心软件和较多的用户程序。

存储系统结构(1)

图3.2 六管静态存储元电路工作过程演示
2. SRAM存储器的组成
图示3.3为SRAM存储器的结构框图。
其内部组成结构是：存储体：存储单元的集合，通常用X选择线
(行线)和Y选择线(列线)的交叉来选择所需要的单元。
地址译码器：将用二进制代码表示的地址转
换成输出端的高电位，用来驱动相应的读写电路，以便选择所要访问的存储单元。地址译码有两种方式。
分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。
3.1.2 存储器的分级结构
为了解决对存储器要求容量大，速度快，成本低三者之间的矛盾，目前通常采用多级存储器体系结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。
名称
高速缓冲存储器主存储器
简称 Cache
主存
外存储器外存
用途
特点
高速存取指令和数据
片选: 在地址选择时，首先要选片,只有当片选信号有效时，此片所连的地址线才有效。
输出驱动电路: 为了扩展存储器的容量，常需要将几个芯片的数据线并联使用；另外存储器的读出数据或写入数据都放在双向的数据总线上。这就用到三态输出缓冲器。
3. SRAM存储器芯片实例
在了解了SRAM的内部组成结构后，下面我们通过实际中的存储器芯片来加以具体说明。下图是2114存储器芯片(1K×4)的逻辑结构方框图。
tCWL— 写命令开始到CAS
无效的时间
tDS— 写入数据建立时间 tDH— 写入数据保持时间
4. DRAM的刷新
动态MOS存储器采用“读出”方式进行刷新。从上一次对整个存储器刷新结束到下一次对整个存储器全部刷新一遍为止，这一段时间间隔叫刷新周期。
常用的刷新方式有三种：集中式分散式异步式

计算机的存储系统名词解释

计算机的存储系统名词解释计算机的存储系统是一个关键的组成部分，它负责存储和检索数据，并确保计算机能够高效地进行运算和处理。

在这篇文章中，我们将解释一些与计算机存储系统相关的重要名词，帮助读者更好地理解这个复杂的概念。

一、硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）硬盘驱动器是一种常见的计算机存储设备，用于永久存储和检索数据。

它由一个或多个旋转的磁盘组成，这些磁盘利用磁性材料将数据保存在其表面上。

HDD通过磁头读取和写入数据，这些磁头悬浮在旋转的磁盘上方，并利用磁性现象来转换信息。

HDD的优点是存储容量大，价格相对较低，适合用于长期存储数据。

二、固态驱动器（Solid State Drive，SSD）固态驱动器是另一种常见的计算机存储设备，与HDD相比，SSD采用了不同的工作原理。

它使用闪存芯片来存储数据，而不是磁性材料。

SSD的基本单位是存储单元，每个存储单元可保存多个位数据。

相对于HDD，SSD的读写速度更快，可靠性更高，并且不会受到机械故障的影响。

然而，由于其制造成本高，SSD的容量通常较小，价格也较高。

三、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）随机存取存储器是计算机内部的临时存储器，用于暂时存储正在使用的数据和程序。

与磁盘不同，RAM具有快速读写速度，可以立即访问任何存储位置，而不需要按顺序读取。

RAM是计算机运行速度快的关键，因为它允许CPU更快地访问所需的信息。

然而，与硬盘不同，RAM是易失性存储器，即一旦计算机关闭，其中的数据将丢失。

四、非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM）非易失性存储器是一种不会丢失数据的存储器，即使在电源关闭的情况下也能保持数据的保存。

NVM可以用来存储计算机操作系统和固件等重要的非易失性数据。

它通常采用闪存技术，可以在断电情况下保持数据完整性。

NVM也常用于嵌入式系统和移动设备中，因为它具有低功耗和高可靠性的特点。

计算机储存原理

计算机储存原理计算机储存是计算机系统的重要组成部分，其构成和原理是计算机科学的核心内容之一。

计算机储存体现了计算机的信息处理能力。

计算机储存系统能够保存、维护和利用信息来满足不同的用户需求。

本文将介绍计算机的储存原理，以及不同类型的储存系统，为初学者提供参考。

1、计算机储存原理计算机储存是计算机系统中最重要的组成部分，它是计算机系统的基础，其存储原理包括两部分：硬件原理和软件原理。

（1）硬件原理计算机储存硬件包括内存单元、存储器和输入/输出设备。

内存单元是负责保存用户数据的单元，它可以被计算机系统访问，并且通过电路来控制访问的方式及时间，从而实现计算机存储的功能。

存储器是一种非易失性的存储设备，它能够将用户数据长期保存，使用户可以在以后使用这些信息。

输入/输出设备提供了计算机存储的原始输入和输出信息，它能够将用户的输入数据转化为计算机可识别的信息，将计算机的结果输出到外部设备中。

（2）软件原理计算机存储的软件原理是指计算机系统中实现存储的软件程序，如操作系统、文件管理系统、数据管理系统、查询系统等。

它们可以帮助用户更有效地利用所拥有的存储系统，提高计算机系统的整体性能。

2、不同类型储存系统（1）内存储存系统内存储存系统是指在计算机内部，与硬件融合，具有较高速度、较低容量的存储介质，如内存静态随机存取存储器（RAM）、内存分页存储器（PAM）等。

内存储存系统的读写速度极快，可以实现高速数据处理；但它的容量有限，不能用于长期存储数据。

（2）外存储存系统外存储存系统是指在计算机外部安装的存储介质，如磁盘驱动器（硬盘）、可移动存储设备（U盘）等。

外存储存系统存储容量大，可以用来长期存储数据；但速度慢，不能用于高速数据处理。

3、结论计算机储存是计算机系统的重要组成部分，其原理包括硬件原理和软件原理。

计算机储存系统可分为内存储存系统和外存储存系统，它们各有优缺点，可以根据应用需求合理组合使用。

存储系统

6.1存储系统:由多种不同工艺的存储器组成;Cache:在计算机存储系统的层次结构中，介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。

页表:是存储管理软件根据主存运行情况自动建立的,主存中的固定区域存放页表;段表:每一行记录了某个段对应的若干信息,包括段号、段起点、段长、装入位和其他控制位等，通常驻留在主存中；虚拟存储器:利用虚拟技术设计的存储器称为虚拟存储器;快表:当前最常用的页表信息存放在一个小容量的高速存储器中;慢表:与快表相对应,存放在主存中的页表称为慢表;虚地址:在虚拟存储器中的一种虚拟地址空间;实地址:与虚地址相对应;相联存储器:是一种按内容访问的存储器;双端口存储器:一个存储器具有两个端口,分别用L和R表示左端口和右端口,每个端口都有各自独立的读/写控制线路和各自的数据总线,地址总线和控制总线,从而可以通过两个端口同时对存储器进行读写操作,来提高存储器的存取速度;RAID:是一组物理磁盘驱动器,在操作系统下被视为一个单逻辑驱动器;集中刷新:在2ms最大刷新周期内,集中对每一行进行刷新。

分散刷新:将存储周期分为两段,前段读/写/保持,后段刷新。

异步刷新:按芯片行数决定所需的刷新周期数,并分散安排在最大刷新周期2ms中。

磁表面存储器:将磁性材料沉积在盘片的基体上形成记录介质,并以绕有线圈的磁头与记录介质的相对运动来写入或读出信息.6.2计算机采用多级结构的存储系统的原因：答：从CPU角度来看，高速缓冲存储器—主存储器这一层次的速度接近与高速缓冲存储器，其容量和位价格却接近与主存储器；主存储器-辅助存储器这一层次的速度接近于主存储器，容量接近于辅助存储器，平均位价格也接近于低速、廉价的辅助存储器，这样就解决了速度、容量、成本三者之间的矛盾。

6.3多级存储系统的建立的原理：程序运行的局部性原理6.4存储器的主要技术指标：容量、技术、位价格；6.5按存取方式分类，存储器分为：随机存取存储器（RAM）：可以对存储器的内容随机地存取，RAM读/写方便，使用灵活，主要用作主存储器，也可以用作高速缓冲存储器；只读存储器（ROM）：只能随机读出二不能写入；顺序存取存储器（SAM）：只能按某种顺序存取，存取时间的长短与信息在存储体上的物理位置有光；直接存取存储器（DAM）：是介于DAM和SAM之间。

计算机存储系统

计算机存储系统在现代计算机技术中，存储系统扮演着至关重要的角色。

它是计算机的核心组成部分之一，负责存储和管理数据，为计算和检索操作提供支持。

计算机存储系统的设计和性能直接关系到计算机的速度和效率。

本文将介绍计算机存储系统的基本原理和不同类型的存储设备。

一、存储系统的基本原理计算机存储系统的基本原理是将数据存储在不同的介质中，通过电子信号的读写操作来实现数据的存取。

存储器的主要任务是提供一个可以快速读写数据的空间，供计算机进行运算和存储数据。

1. 随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）随机存取存储器，简称RAM，是计算机存储系统中使用最广泛的一种存储设备。

RAM是一种易失性存储器，当计算机断电时，其中的数据将会丢失。

RAM的读写速度非常快，可以在很短的时间内读取或写入数据。

它通常被用作临时存储和高速缓存。

2. 只读存储器（Read-Only Memory，ROM）只读存储器，简称ROM，是一种非易失性存储器，其中的数据一经写入就无法更改。

ROM中存储了计算机的启动程序和固件等重要信息。

与RAM不同，ROM的数据读取速度较慢，但能够长时间保存数据。

3. 硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）硬盘驱动器，简称HDD，是一种机械式存储设备，使用磁性介质存储数据。

HDD容量大、价格相对较低，被广泛应用于个人电脑和服务器等领域。

然而，HDD的读写速度相对较慢，限制了计算机的整体性能。

4. 固态硬盘（Solid State Drive，SSD）固态硬盘，简称SSD，是一种基于闪存技术的非机械式存储设备。

SSD具有较快的读写速度和良好的耐用性，逐渐替代HDD成为主流存储设备。

尽管SSD的价格较高，但其性能和能耗优势使其成为现代计算机的首选存储设备。

二、存储系统的层次结构为了提高存储系统的性能和效率，存储器通常按照层次结构进行组织。

存储系统的层次结构从上到下包括高速缓存、主存储器和辅助存储器。

计算机存储系统实验报告

一、实验目的1. 理解计算机存储系统的基本原理和组成；2. 掌握计算机存储系统的性能测试方法；3. 熟悉常用存储设备的使用和配置；4. 分析存储系统的性能瓶颈，提出优化方案。

二、实验环境1. 硬件环境：- 计算机：一台配置较高的PC机；- 存储设备：硬盘、固态硬盘、U盘等；- 测试软件：CrystalDiskMark、AS SSD Benchmark等。

2. 软件环境：- 操作系统：Windows 10；- 驱动程序：存储设备的官方驱动程序。

三、实验内容1. 存储系统组成及原理（1）存储系统的组成计算机存储系统由以下几部分组成：1）存储器：包括硬盘、固态硬盘、U盘等；2）接口：连接存储器和主机的接口，如SATA、USB等；3）控制器：负责管理存储设备的数据传输和存储；4）主机：包括CPU、内存等，负责数据的处理和存储。

（2）存储系统原理存储系统通过将数据写入存储介质（如硬盘、固态硬盘）上，实现数据的持久化存储。

当需要读取数据时，存储系统通过读取存储介质上的数据，将其传输到主机进行处理。

2. 存储系统性能测试（1）测试软件介绍1）CrystalDiskMark：一款用于测试硬盘读写速度的软件；2）AS SSD Benchmark：一款用于测试固态硬盘性能的软件。

（2）测试方法1）硬盘测试：将硬盘连接到计算机，使用CrystalDiskMark进行读写速度测试；2）固态硬盘测试：将固态硬盘连接到计算机，使用AS SSD Benchmark进行读写速度测试。

3. 存储系统优化（1）硬盘优化1）定期进行磁盘碎片整理；2）合理分区，提高磁盘利用率；3）使用SSD缓存，提高读写速度。

（2）固态硬盘优化1）选择合适的固件版本；2）关闭固态硬盘的电源管理功能；3）开启固态硬盘的S.M.A.R.T.功能。

四、实验结果与分析1. 硬盘测试结果通过CrystalDiskMark对硬盘进行测试，得到以下结果：- 读取速度：200MB/s；- 写入速度：150MB/s。

计算机组成原理存储器(1)(1)

1.存储器一、单选题（题数 54，共7 ）1在下述存储器中，允许随机访问的存储器是（）。

（1.2分）A、磁带 B 、磁盘 C 、磁鼓 D 、半导体存储器正确答案 D2若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为（）。

（1.2分）A、4×10^6字节/秒B、4M字节/秒C、8×10^6字节/秒D、8M字节/秒正确答案 C3下列有关RAM和ROM得叙述中正确的是()。

IRAM是易失性存储器，ROM是非易失性存储器IIRAM和ROM都是采用随机存取方式进行信息访问IIIRAM和ROM都可用做CacheIVRAM和ROM都需要进行刷新（1.2分）A、仅I和IIB、仅I和IIIC、仅I，II，IIID、仅II，III，IV正确答案 A4静态RAM利用（）。

（1.2分）A、电容存储信息B、触发器存储信息C、门电路存储信息D、读电流存储信息正确答案 B5关于计算机中存储容量单位的叙述，其中错误的是（）。

（1.2分）A、最小的计量单位为位（bit），表示一位“0”或“1”B、最基本的计量单位是字节（Byte），一个字节等于8bC、一台计算机的编址单位、指令字长和数据字长都一样，且是字节的整数倍D、主存容量为1KB，其含义是主存中能存放1024个字节的二进制信息正确答案 C6若CPU的地址线为16根，则能够直接访问的存储区最大容量为（）。

（1.2分）A、1MB、640KC、64KD、384K正确答案 C7由2K×4的芯片组成容量为4KB的存储器需要()片这样的存储芯片。

（1.2分）A、2B、4C、8D、16正确答案 B8下面什么存储器是目前已被淘汰的存储器。

（1.2分）A、半导体存储器B、磁表面存储器C、磁芯存储器D、光盘存储器正确答案 C9下列几种存储器中，（）是易失性存储器。

（1.2分）A、cacheB、EPROMC、FlashMemoryD 、 C D-ROM正确答案 A10下面关于半导体存储器组织叙述中，错误的是什么。

计算机的存储系统(1)

数字逻辑与计算机组成原理：第三章 存储器系统(1)

计算机中的存储系统的构成

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