存储器的基础知识第四组1 (1)
存储基础知识
存储的介质及其存储原理?1.磁存储介质磁存储介质主要分为磁带存储和磁盘存储。
（1）磁带存储磁带是所有存储媒体中单位存储信息成本最低、容量最大、标准化程度最高的常用存储介质之一。
它互换性好、易于保存，近年来由于采用了具有高纠错能力的编码技术和即写即读的通道技术，大大提高了磁带存储的可靠性和读写速度。
磁带存储器则是以磁带为存储介质，由磁带机及其控制器组成的存储设备，是计算机的一种辅助存储器。
磁带机由磁带传动机构和磁头等组成，能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁转换，在磁带上顺序地记录或读出数据。
磁带存储器是计算机外围设备之一。
磁带存储器以顺序方式存取数据。
存储数据的磁带可脱机保存和互换读出。
磁带存储器也称为顺序存取存储器(SequentialAccessMemory，简称SAM)即磁带上的文件依次存放。
磁带存储器存储容量很大，但查找速度慢，在微型计算机上一般用做后备存储装置，以便在硬盘发生故障时，恢复系统和数据。
根据读写磁带的工作原理可分为螺旋扫描技术、线性记录（数据流）技术、DLT技术以及比较先进的LTO技术：螺旋扫描读写技术：以螺旋扫描方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录像机基本相似，磁带缠绕磁鼓的大部分，并水平低速前进，而磁鼓在磁带读写过程中反向高速旋转，安装在磁鼓表面的磁头在旋转过程中完成数据的存取读写工作。
其磁头在读写过程中与磁带保持15度倾角，磁道在磁带上以75度倾角平行排列。
采用这种读写技术在同样磁带面积上可以获得更多的数据通道，充分利用了磁带的有效存储空间，因而拥有较高的数据存取密度。
线性记录读写技术：以线性记录方式读写磁带上数据的磁带读写技术与录音机基本相同，平行于磁头的高速运动磁带掠过静止的磁头，进行数据记录或读出操作。
这种技术可使驱动系统设计简单，读写速度较低，但由于数据在磁带上的记录轨迹与磁带两边平行，数据存储利用率较低。
为了有效提高磁带的利用率和读写速度，人们研制出了多磁头平行读写方式，提高了磁带的记录密度和传输速率，但驱动器的设计变得极为复杂，成本也随之增加。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机中非常重要的组成部分，它用于存储和读取数据。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括存储器的基本概念、存储器的分类、存储器的工作流程以及常见的存储器技术。
二、存储器的基本概念1. 存储器的定义：存储器是计算机用于存储和读取数据的设备，它可以将数据保存在内部，以便后续使用。
2. 存储单元：存储器由许多存储单元组成，每个存储单元可以存储一个固定大小的数据。
3. 存储单元的地址：每个存储单元都有一个唯一的地址，用于标识该单元的位置。
4. 存储单元的位数：存储单元的位数表示该单元可以存储的不同状态的数量，常见的有1位、8位、16位、32位和64位。
三、存储器的分类1. 主存储器（RAM）：主存储器是计算机中最常用的存储器，它用于存储正在运行的程序和数据。
主存储器分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）两种类型。
2. 辅助存储器：辅助存储器用于长期存储数据，例如硬盘、固态硬盘（SSD）和光盘等。
辅助存储器的容量通常比主存储器大得多，但访问速度较慢。
3. 高速缓存存储器（Cache）：高速缓存存储器位于主存储器和处理器之间，用于加快数据的访问速度。
它根据局部性原理，将最常用的数据存储在靠近处理器的位置，以提高数据的访问效率。
四、存储器的工作流程1. 读取数据：当计算机需要读取存储器中的数据时，首先需要提供要读取的存储单元的地址。
存储器控制器根据地址找到对应的存储单元，并将存储单元中的数据传输给处理器或其他设备。
2. 写入数据：当计算机需要将数据写入存储器时，首先需要提供要写入的存储单元的地址和数据。
存储器控制器根据地址找到对应的存储单元，并将数据写入该单元。
五、常见的存储器技术1. 静态随机存取存储器（SRAM）：SRAM由触发器电路组成，每个存储单元由6个晶体管构成。
它的读写速度快，但相对较贵，通常用于高速缓存存储器。
2. 动态随机存取存储器（DRAM）：DRAM由电容和晶体管组成，每个存储单元由一个电容和一个晶体管构成。
《计算机的存储器》 讲义
《计算机的存储器》讲义在我们日常使用计算机的过程中，存储器是一个至关重要的组成部分。
它就像是计算机的“记忆库”，负责存储各种数据和程序，让计算机能够随时调用和处理。
接下来，咱们就来深入了解一下计算机的存储器。
首先，我们来谈谈什么是存储器。
简单来说，存储器是用于存储信息的设备，这些信息可以是数字、文本、图像、音频、视频等等。
计算机中的存储器主要分为两大类：内存储器和外存储器。
内存储器，也称为主存储器，它直接与计算机的中央处理器（CPU）进行数据交换，速度非常快。
内存储器又分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
随机存取存储器（RAM）就像是计算机的“短期记忆”。
当计算机运行程序时，程序和数据会被加载到 RAM 中，CPU 可以快速地读取和修改其中的数据。
但是，一旦计算机关机或者断电，RAM 中的数据就会丢失。
这就好比我们在纸上临时写下的一些东西，如果不保存，一旦纸张丢失或损坏，上面的内容也就没了。
只读存储器（ROM）则不同，它里面的数据在制造的时候就被固化了，用户只能读取其中的信息，不能修改。
ROM 通常存储着计算机启动时所需的基本程序和数据，比如 BIOS（基本输入输出系统）。
外存储器，是用于长期存储大量数据和程序的设备，即使计算机关机，其中的数据也不会丢失。
常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U 盘等等。
硬盘是目前计算机中最主要的外存储器之一。
它的存储容量很大，可以达到几百 GB 甚至几 TB。
硬盘通过磁介质来存储数据，就像是一个装满了信息的大仓库。
不过，与内存储器相比，硬盘的读写速度要慢一些。
软盘曾经也是一种常用的外存储器，但由于其存储容量小、容易损坏等缺点，现在已经逐渐被淘汰。
光盘则通过激光在盘片上读写数据，包括 CD、DVD 等不同类型。
光盘的优点是存储成本低、保存时间长，但它的读写速度相对较慢，而且不能像硬盘那样进行随机读写。
U盘是一种便携式的外存储器，它使用闪存芯片来存储数据。
存储器知识的课件
绿色环保
人才培养
未来存储器技术将更加重视环保和可持续 发展，采用更环保的材料和制造工艺，降 低对环境的影响。
为了推动存储器技术的不断发展，需要加 能人才培养和引进，提高技术研发水平和 创新能力。
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• 现代存储器：随着半导体技术的发展，出现了多种新型的存储器，如只读光盘 （CD、DVD等）、闪存（USB闪存盘、固态硬盘等）等。这些新型的存储器 具有更高的速度、更大的容量和更低的功耗，进一步推动了计算机技术的发展 。
02
存储器基本原理
存储器结构与工作原理
要点一
存储器结构
存储器主要由存储单元、地址译码器和读写控制电路组成 。存储单元是存储器的核心，用于存储数据；地址译码器 用于将输入的地址信号转换为相应的存储单元的地址；读 写控制电路用于控制数据的读出和写入。
低功耗存储
人工智能存储
人工智能技术的不断发展对存储器提 出了新的要求，未来将采用人工智能 技术来优化存储器的性能和功能。
随着移动设备的普及，低功耗存储器 将成为未来发展的重要方向，需要采 用低功耗技术来降低能耗。
05
存储器应用领域及案例分析
计算机领域应用案例分析
01
02
03
内存条
用于临时存储CPU中的运 算数据，提高程序运行速 度。
01
随着制程技术不断进步，闪存容量持续增加，同时保持低成本
。
相变存储器（PCM）
02
利用材料在晶态和非晶态之间转换来存储数据，具有速度快、
寿命长等优点。
阻变存储器（ReRAM）
03
通过改变电阻值来存储数据，具有高密度、低功耗等优点。
存储器技术面临的挑战与解决方案
存储技术基础知识
存储技术基础知识2023/9/7CONTENTS目录04半导体存储03光学存储02磁性存储01存储基本概念05数据存力存储基本概念01存储的作用·存储系统是计算机最重要的组成部分之一，实现“记忆”的功能·存储系统负责对信息数据进行保存，可以支持写入和读取存储的类型（按类别）· 存储分为多种类型，内存(Memory) 和硬盘(Hard Disk)是最常见的两种· 内存有时候也叫运行内存(运存)。
它是CPU和硬盘之间的桥梁，暂时存放CPU中的运算数据存储的类型（按类别）· 关机或断电后，内存上的数据就没有了，属于易失性(VM)存储器· 硬盘比内存的容量更大，存放了大量的数据文件。
只要执行了保存(写入)操作，即便关机或断电，硬盘上的数据仍会继续存在，属于非易失性(NVM)存储器存储器的层次结构· 不同类型的存储器，根据性能和成本的权衡，应用于不同的位置。
· 性能越强的存储器，价格就越贵，会越离计算芯片 (CPU/GPU等)越近· 性能弱的存储器，可以承担一些对存储时延要求低，写入速度不敏感的需求，降低成本。
数据的类型存储技术分类(按介质)· 现代存储技术，主要分为三大类别，分别是: 磁性存储、光学存储以及半导体存储.磁性存储02磁存储时代磁带机存储器· 以磁带为存储介质，由磁带机及其控制器组成的存储设备，是计算机的一种辅助存储器· 磁带机由磁带传动机构和磁头等组成，能驱动磁带相对磁头运动，用磁头进行电磁转换，在磁带上顺序地记录或读出数据。
· 低成本的存储方式，经常用于冷数据的离线存储硬盘(HDD)的基本知识硬盘(磁性)的组成· 主流的硬盘，扇区密度是一致的，也就是说，越靠外侧，扇区数越多。
每个扇区的大小是4K字节，用一个逻辑块编号寻址 (LBA，Logical Block Addressing)· 以扇区为基础，一个或多个连续的扇区组成一个块，叫做物理块。
《计算机的存储器》 讲义
《计算机的存储器》讲义在我们日常使用计算机的过程中，无论是工作、学习还是娱乐，都离不开计算机的存储器。
它就像是计算机的“记忆库”，负责存储和管理各种数据和信息。
那么，什么是计算机的存储器？它又是如何工作的呢？首先，我们来了解一下存储器的分类。
计算机的存储器大致可以分为两类：内存储器和外存储器。
内存储器，也被称为主存储器，通常包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM 就像是我们的工作桌面，它可以随时读写数据，但一旦计算机断电，存储在其中的数据就会丢失。
而 ROM 则是预先写入了一些重要的程序和数据，比如计算机启动时所需的基本指令，它里面的数据是只读的，不会因为断电而丢失。
外存储器呢，常见的有硬盘、光盘、U盘等。
硬盘是计算机中最重要的外存之一，它的存储容量大，可以长期保存数据。
光盘则分为只读光盘（CDROM、DVDROM 等）和可读写光盘（CDRW、DVDRW 等）。
U盘小巧便携，使用方便，是我们日常生活中经常使用的移动存储设备。
接下来，我们看看存储器的性能指标。
存储容量是一个重要的指标，它表示存储器能够存储多少数据。
单位通常有字节（B）、千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）等。
比如，我们常说的 500GB 硬盘，就是指它的存储容量为 500 吉字节。
另外，存取速度也是关键。
它指的是从存储器中读取数据或者向存储器中写入数据的速度。
存取速度越快，计算机的运行效率就越高。
还有存储器的价格和可靠性也是需要考虑的因素。
价格当然是越实惠越好，但同时也要保证存储器的可靠性，确保数据的安全和稳定存储。
再来说说存储器是如何管理数据的。
当我们在计算机上操作时，数据会先被存储在内存中，然后由 CPU 进行处理。
如果需要长期保存数据，就会将其转移到外存中。
在实际应用中，我们要根据不同的需求选择合适的存储器。
如果是运行大型软件或者进行多任务处理，就需要较大容量的内存。
如果是要长期保存大量的文件和数据，就需要大容量的硬盘或者其他外存设备。
《计算机的存储器》 讲义
《计算机的存储器》讲义在当今数字化的时代，计算机已经成为我们生活和工作中不可或缺的一部分。
而计算机的存储器，则是计算机系统中至关重要的组成部分，它负责存储和管理计算机运行所需的各种数据和程序。
一、存储器的定义与作用存储器，简单来说，就是计算机用于存储信息的部件。
它就像是一个巨大的“仓库”，可以存放各种各样的数据，包括文档、图片、音频、视频，以及计算机运行所需的操作系统、应用程序等等。
存储器的主要作用有两个方面。
首先，它能够保存计算机当前正在处理的数据和程序，使得计算机在进行运算和操作时能够快速地访问和使用这些信息。
其次，存储器还能够长期保存用户的数据和程序，即使计算机断电，这些信息也不会丢失。
二、存储器的分类计算机的存储器可以分为两大类：主存储器和辅助存储器。
主存储器，也称为内存，是计算机直接进行数据处理和运算的地方。
它的速度非常快，但容量相对较小，而且存储的数据在断电后会丢失。
常见的主存储器有随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
随机存取存储器（RAM）就像是计算机的“临时工作台”，它可以随时读取和写入数据，但一旦断电，存储在其中的数据就会消失。
我们在使用计算机时，运行的程序和处理的数据通常都暂时存放在 RAM 中。
只读存储器（ROM）则是一种只能读取而不能写入的存储器，它里面的数据在制造时就已经被固化，即使断电也不会丢失。
ROM 通常用于存储计算机的基本输入输出系统（BIOS）等重要的系统信息。
辅助存储器，也称为外存，主要用于长期存储大量的数据和程序。
它的速度相对较慢，但容量很大，并且数据在断电后不会丢失。
常见的辅助存储器有硬盘、光盘、U盘、固态硬盘（SSD）等。
硬盘是计算机中最常见的辅助存储器，它具有较大的存储容量，可以存储大量的文件和数据。
光盘则通过激光技术来读取和写入数据，常见的有CD、DVD 等。
U盘是一种小巧便携的存储设备，使用方便。
固态硬盘（SSD）则是近年来发展迅速的一种新型存储设备，它具有更快的读写速度和更好的抗震性能。
计算机存储器及存储系统知识
虚拟存储器
1、页式虚拟存储器（3/3） 工作原理：
A）CPU提供虚地址：逻辑地址+页内地址 B）访问页表：页表基址寄存器+逻辑页号 C）查表。若页面命中：主存地址：物理页号 +页内地址；若未命中：启动I/O系统，从外 存调入主存。
虚拟存储器
页表基址寄存器 页表基地址
CPU提供的虚存地址
逻辑页号（虚页号）
遍，才能确定是否命中；成本太高。
高速缓冲存储器
Cache存贮器 标记 页号0
标记 页号1
主存地址
标记 m=t+c 位
2c －1
主存页面标记 m=t+c 位
页内地址 b位
全相联映像方式
主存 页号0 页号1
页号i
页号2m－1
高速缓冲存储器
组相联映象（1/2） A）将Cache分为2n 个组，每组包含2r 个页面，Cache共 有2c =2n+r 个页面。其映象关系为：j=(i mod 2 n )×2r ＋k (0≤k≤2r-1) 例，设n=3位，r=1位，考虑主存字块15可映象到Cache的 哪一个字块中。
高速缓冲存储器
Cache的工作原理(3/3)： 4)未命中：
若是“读”请求，则从主存读出所需字送CPU， 且把含该字的一块送Cache; 若是“写”请求，直接写入主存。
高速缓冲存储器
Cache替换算法： ① 先进先出法(FIFO):命中率不高。 ② 近期最少使用算法(LRU):命中率比FIFO有 所提高，并不最理想。 ③ 优化替换算法(OPT):一种理想算法，但实现 起来难度大。只作为衡量其它算法的标准。
主存地址
标记
m位
页号2 c－1
主存页面标记 cache页面地址 页内地址
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计算机存储信息的大小,最基本的单位是字节,一个汉 字由两个字节组成,字母和数字由一个字节组成. 容量的单位从小到大依次是：字节（B）、KB、MB、 GB、TB.它们之间的关系是: 1TB=1024GB 1GB=1024MB 1MB=1024KB 1KB=1024字节 通常人们都使用简便的叫法,把后面的“B”去掉.
光盘是以光信息做为存储的载体并用来存储数据的一 种物品。 分为： 1.不可擦写光盘，如CD-ROM、DVD-ROM等；2.可擦写光 盘，如CD-RW、DVD-RAM等。 光盘是利用激光原理进行读、写的设备，是迅速发展 的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图 像和动画等多媒体数字信息。 光盘定义：即高密度光盘（Compact Disc）是近代发展起 来不同于完全磁性载体的光学存储介质（例如：磁光盘也 是光盘），用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存 储和再生信息，又称激光光盘。
在计算机诞生初期并不存在内存条的概念.
最早的内存是以磁芯的形式排列在线路上，每个磁芯与晶体管组成的一个双稳态电 路作为一比特（BIT)的存储器,每一比特都要有玉米粒大小，可以想象一间的机房只能 装下不超过百k字节左右的容量。 后来才出现了焊接在主板上集成内存芯片，以内存芯片的形式为计算机的运算提供 直接支持。那时的内存芯片容量都特别小，最常见的莫过于256K×1bit、1M×4bit，虽 然如此，但这相对于那时的运算任务来说却已经绰绰有余了。
硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者 多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁 磁性材料。 硬盘有固态硬盘、机械硬盘、混合硬盘，混合 硬盘是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。 绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定 在硬盘驱动器中。 磁头复位节能技术：通过在闲时对磁头的复位来节 能。 多磁头技术：通过在同一碟片上增加多个磁头同时 的读或写来为硬盘提速，或同时在多碟片同时利用 磁头来读或写来为磁盘提速，多用于服务器和数据 库中心。
————电脑的记忆体
1、什么是存储器?作用是什么？ 2、存储器的常用参数. 3、什么是内存？ 4、内存的发展史. 5、什么是外存？ 6、外存的种类.
目 录
存储器（Memory）是现代信息技术中用 于保存信息的记忆设备。其概念很广，有很 多层次. 在数字系统中，只要能保存二进制数据 的都可以是存储器；在集成电路中，一个没 有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储 器，如RAM、FIFO等. 在系统中，具有实物形式的存储设备也 叫存储器，如内存条、TF卡等。 计算机中全部信息，包括输入的原始数 据、计算机程序、中间运行结果和最终运行 结果都保存在存储器中。
内存：内存是计算机中重要的部件之一， 它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有 程序的运行都是在内存中进行的，因此内存 的性能对计算机的影响非常大。内存 (Memory)也被称为内存储器，内存是由内存 芯片、电路板、金手指等部分组成的。 作用：它作用是用于暂时存放CPU中的 运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的 数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需 要运算的数据调到内存中进行运算，当运算 完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行 也决定了计算机的稳定运行。
软盘（Floppy Disk）是个人 计算机（PC）中最早使用的可 移介质。软盘的读写是通过软 盘驱动器完成的。软盘驱动器 设计能接收可移动式软盘，目 前常用的就是容量为1.44MB的 3.5英寸软盘。软盘存取速度慢， 容量也小，但可装可卸、携带 方便。作为一种可移贮存方法， 它是用于那些需要被物理移动
内存条的诞生
内存芯片的状态一直沿用到286初期，鉴于它存在着无法拆卸更换的弊病，这对于 计算机的发展造成了现实的阻碍。有鉴于此，内存条便应运而生了。将内存芯片焊接 到事先设计好的印刷线路板上，而电脑主板上也改用内存插槽。这样就把内存难是指除计算机内存及 CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍 然能保存数据。常见的外储存器有硬盘、软盘、光 盘、U盘等。 外存储器 单位价格低，容量大, 速度慢, 断电后 数据不会丢失. 在计算机外还有辅助存贮器，又叫外存贮器， 简称外存。外存贮器有补充内存和长期保存程序、 数据及运算结果的作用。外存贮器存贮的内容不能 直接供计算机使用，而要先送入内存，再从内存提 供给计算机。外存的特点是容量大、能够长时间保 存存贮的内容，存取速度比内存慢。外存贮器通常 用磁盘和磁带。