微机原理-第5版(周荷琴)-第五章.pptx

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1、5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学微型计算机原理与接口技术微型计算机原理与接口技术第第5版版第第5章章 存储器存储器5.1 存储器分类 第5章 存储器 5.1 存存储器分类储器分类 5.2 随随机存取存储器机存取存储器RAM 5.3 只只读存储器读存储器ROM 5.4 存存储器与储器与CPU的连接的连接 5.5 高高速缓冲存储速缓冲存储器器*供选用供选用本章主要内容：本章主要内容：5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学第第5章章 存储器存储器5.1 存储器分类存储器分类5.1 存储器分类第第第第5 5章

2、章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学按地位 和作用分存储器的分类存储器的分类存储器的分类存储器的分类5.1 存储器分类 第5章 存储器其它分类方法：其它分类方法：u 按按存储存储介质分类介质分类 半导体存储器半导体存储器、磁表面存储器、光表面、磁表面存储器、光表面存储器等存储器等u 按存储信息按存储信息的可保存的可保存性分类性分类 易失性存储器（易失性存储器（Volatile Memory）非易失性存储器非易失性存储器(Non Volatile Memory)u 按在计算机中按在计算机中的的作用分类作用分类 主存储器主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器5

3、.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5.1 存储器分类存储器分类5.1.1 内部存储器内部存储器5.1.2 外部存储器外部存储器5.1.3 存储器的性能指标存储器的性能指标5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5.1.1 内部存储器内部存储器u位位于于主主机机内内部部，简简称称内内存存或或主主存存，存存放放系系统统软软件件和和正正执执行行的的程程序序和和使使用用的的数数据据，CPU可直接访问内存。可直接访问内存。u为为与与CPU速速度度匹匹配配，内内存存采采用用速速度度较较快快的的半导体存储器半导体存储器。

4、u按按照照数数据据保保存存方方法法和和读读写写过过程程，半半导导体体存存储器可分成储器可分成RAM和和ROM两大类。两大类。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学1.RAM 随机存取存储器随机存取存储器 Random Access Memoryl可可随随机机写写入入和和读读出出，访访问问速速度度快快，但但断断电电后后内容会全部丢失，即具有易失性。内容会全部丢失，即具有易失性。1）SRAM（Static RAM，静态，静态RAM）用用两两个个双双极极型型晶晶体体管管或或基基于于6个个MOS场场效效应应管管的的双双稳稳态态电电路路构构成成基基本本存存储储

5、单单元元，电电路路结结构构复复杂杂，集集成成度度较较低低，功功耗耗也也大大，但但存存取取速速度很快，访问时间可小于度很快，访问时间可小于10ns。不不适适合合做做容容量量很很大大的的内内存存，主主要要用用作作高高速速缓缓存存（Cache），并并用用于于网网络络服服务务器器、路路由由器器和交换机等高速网络设施上。和交换机等高速网络设施上。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学2）DRAM（Dynamic RAM，动态，动态RAM）用用MOS开开关关管管控控制制电电容容的的充充放放电电来来存存储储信信息息，电电路路简简单单，但但存存取取速速度度慢慢，电电

6、容容上上存存储的信息会丢失，需要刷新。储的信息会丢失，需要刷新。容容量量大大，价价格格便便宜宜，PC机机上上的的内内存存都都采采用用DRAM，而而且且做做成成内内存存条条，便便于于扩扩充充内内存存容量。容量。此此外外，还还被被用用在在其其它它需需要要大大量量存存储储的的场场合合，如激光打印机、高清晰数字电视等。如激光打印机、高清晰数字电视等。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学3）PSRAM（Pseudo SRAM，伪，伪SRAM）手手手手持持持持式式式式电电电电子子子子设设设设备备备备的的的的电电电电路路路路板板板板面面面面积积积积很很很很小小小

7、小，并并并并用用用用电电电电池池池池 供供供供 电电电电，希希希希 望望望望 存存存存 储储储储 器器器器 芯芯芯芯 片片片片 兼兼兼兼 有有有有 SRAMSRAM和和和和DRAMDRAM的特点，电路简洁又省电。的特点，电路简洁又省电。的特点，电路简洁又省电。的特点，电路简洁又省电。采采采采用用用用简简简简化化化化接接接接口口口口电电电电路路路路的的的的DRAMDRAM，改改改改用用用用自自自自刷刷刷刷新新新新（Self-refreshSelf-refresh）方方方方案案案案，电电电电路路路路与与与与SRAMSRAM兼兼兼兼容容容容，形形形形成成成成了了了了一一一一种种种种伪伪伪伪SRAMS

8、RAM，也也也也称称称称PSDRAMPSDRAM。例例例例如如如如MicronMicron公司的公司的公司的公司的MT45W8MW16BGXMT45W8MW16BGX芯片。芯片。芯片。芯片。随随随随着着着着手手手手机机机机、掌掌掌掌上上上上电电电电脑脑脑脑、数数数数码码码码相相相相机机机机、数数数数字字字字DVDV等等等等的的的的广广广广泛泛泛泛使使使使用用用用，PSRAMPSRAM正正正正在在在在成成成成为为为为一一一一个个个个新新新新兴兴兴兴产产产产业。业。业。业。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学2.ROM 只读存储器只读存储器Read-O

9、nly Memoryl存存放放在在ROM中中的的内内容容不不会会因因断断电电而而丢丢失失，它它 属属 于于 非非 易易 失失 性性 存存 储储 器器（Nonvolatile Memory）。）。l计计算算机机只只能能对对ROM读读出出不不能能进进行行写写入入，改改写要用专门的编程器（写要用专门的编程器（Programmer）。）。lROM被被广广泛泛用用于于微微机机化化仪仪器器设设计计，存存放放断断电后不应丢失的监控程序和仪器配置参数。电后不应丢失的监控程序和仪器配置参数。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学1）掩膜）掩膜ROM Masked RO

10、M为为降降低低成成本本，在在制制造造时时就就采采用用在在半半导导体体芯芯片片上上掩掩膜膜的的技技术术，把把程程序序和和数数据据直直接接制制作作进进去去，形形成成掩掩膜膜ROM产产品品，适适合合大大批量生产。批量生产。缺缺点点是是制制作作过过程程应应十十分分可可靠靠，若若发发现现错错误必须重新制作，会造成很大浪费。误必须重新制作，会造成很大浪费。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学2）PROM，可编程，可编程ROM Programmable ROM由由一一个个存存放放二二进进制制数数的的阵阵列列构构成成，节节点点为为含含熔熔断断丝丝的的三三极极管管或

11、或开开关关二二极极管管，用用熔熔断断丝丝或或开开关关的的通通断断表表示示0和和1。使使用用时时根根据据存存储储内内容容将将熔熔断断丝丝烧烧断断或或把把二二极极管管击击穿穿，制制成成ROM。不不能能二二次次编编程程，成成本本高高。也也称称为为一一次次性性编编程程ROM（One Time Programmable ROM，OTPROM），用于大批量生产。），用于大批量生产。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学3）EPROM，可擦除可编程，可擦除可编程ROM Erasable Programmable ROM它它广广泛泛用用于于微微机机化化仪仪器器设设计

12、计，可可用用编编程程器器写写入入调调试试好好的的程程序和数据，并能长期保存。序和数据，并能长期保存。采采用用紫紫外外光光照照射射便便能能擦擦除除芯芯片片的的内内容容，然然后后重重新新编编程程，一个芯片能反复编程很多次。一个芯片能反复编程很多次。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学4）EEPROM，电可擦除可编程，电可擦除可编程ROM Electricity Erasable PROM也也写写成成E2PROM。可可直直接接用用TTL电电平平信信号号控控制制其其写写入入和和擦擦除除，不不需需编编程程器器和和擦擦除器，数据能长期保存。除器，数据能长期保存

13、。用用来来存存放放仪仪器器或或接接口口卡卡的的硬硬件件设设置置数数据据或构成防止软件非法拷贝的或构成防止软件非法拷贝的“硬件锁硬件锁”。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5）Flash Memory 闪速存储器闪速存储器闪存的特点：闪存的特点：具具具具有有有有非非非非易易易易失失失失性性性性，能能能能不不不不加加加加电电电电而而而而长长长长期期期期保存信息，抗干扰能力强；保存信息，抗干扰能力强；保存信息，抗干扰能力强；保存信息，抗干扰能力强；能能能能在在在在线线线线进进进进行行行行快快快快速速速速电电电电擦擦擦擦除除除除，类类类类似似似似于于于于

14、EEPROMEEPROM；编编编编 程程程程 速速速速 度度度度 可可可可 达达达达10ns/byte10ns/byte，比比比比 EPROMEPROM和和和和 EEP EEP ROMROM快；快；快；快；价价价价格格格格已已已已低低低低于于于于DRAMDRAM，容容容容量量量量则则则则接接接接近近近近于于于于DRAMDRAM。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学两类闪存两类闪存:l lNORNOR闪闪闪闪存存存存，独独独独立立立立地地地地址址址址/数数数数据据据据线线线线，可可可可访访访访问问问问到到到到每每每每1 1位位位位，价价价价格格格格较

15、较较较高高高高，容容容容量量量量较较较较小小小小，适适适适用用用用于于于于手手手手机机机机等等等等需需需需频频频频繁繁繁繁随随随随机机机机读读读读写写写写的的的的产产产产品。品。品。品。l lNANDNAND闪闪闪闪存存存存，共共共共用用用用地地地地址址址址/数数数数据据据据线线线线，8 8根根根根I/OI/O线线线线，传传传传送送送送8 8/1616位数据，接口技术复杂。密度和速度更高，成本更低。位数据，接口技术复杂。密度和速度更高，成本更低。位数据，接口技术复杂。密度和速度更高，成本更低。位数据，接口技术复杂。密度和速度更高，成本更低。以页为基本存储单元，像硬盘。以页为基本存储单元，像硬盘

16、。以页为基本存储单元，像硬盘。以页为基本存储单元，像硬盘。2 2种页容量：种页容量：种页容量：种页容量：(512+16)512+16)字节字节字节字节 （2Gb2Gb），），），），6464字节校验。字节校验。字节校验。字节校验。Intel Intel：27F256(32K27F256(32K 8)8)28F032(4M28F032(4M 8)8)Atmel:AT29C020(256K Atmel:AT29C020(256K 8)AT29C1024(64K8)AT29C1024(64K 16)16)三星：三星：三星：三星：K9K1G08U0M(1Gb)K9K4G08U0M(4Gb)K9K1G0

17、8U0M(1Gb)K9K4G08U0M(4Gb)5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学闪存用途闪存用途:取取取取代代代代EPROMEPROM和和和和EEPROMEEPROM，固固固固化化化化BIOSBIOS，并并并并用用用用在在在在打打打打印机、条码阅读器、各种仪器和外设中。印机、条码阅读器、各种仪器和外设中。印机、条码阅读器、各种仪器和外设中。印机、条码阅读器、各种仪器和外设中。制制制制作作作作USBUSB闪闪闪闪存存存存盘盘盘盘(U U盘盘盘盘)，也也也也称称称称固固固固态态态态硬硬硬硬盘盘盘盘(Solid Solid State State D

18、iskDisk，SSD)SSD)，不不不不用用用用盘盘盘盘片片片片和和和和读读读读写写写写头头头头，容容容容量量量量高高高高达达达达几几几几百百百百GBGB，是大量应用的新型外存。，是大量应用的新型外存。，是大量应用的新型外存。，是大量应用的新型外存。各类小型存储介质，如各类小型存储介质，如各类小型存储介质，如各类小型存储介质，如 CFCF卡卡卡卡(紧凑式闪存紧凑式闪存紧凑式闪存紧凑式闪存)SMSM卡卡卡卡(固态软盘卡固态软盘卡固态软盘卡固态软盘卡)SD SD卡卡卡卡(安全数码卡安全数码卡安全数码卡安全数码卡)MMCMMC卡卡卡卡(多媒体卡多媒体卡多媒体卡多媒体卡)MSMS卡卡卡卡(记忆棒记忆

19、棒记忆棒记忆棒)XDXD卡卡卡卡(尖端数字图像卡尖端数字图像卡尖端数字图像卡尖端数字图像卡)等等等等 性能好、功耗低、体积小、重量轻。性能好、功耗低、体积小、重量轻。性能好、功耗低、体积小、重量轻。性能好、功耗低、体积小、重量轻。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学SD卡卡256GB固态盘固态盘CF卡卡MMC卡卡XD卡卡记忆棒记忆棒U盘盘5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学6）新的非易失性存储器技术）新的非易失性存储器技术正在涌现的非易失性存储器技术，包括：正在涌现的非易失性存储器技术，包括：正在涌现的

20、非易失性存储器技术，包括：正在涌现的非易失性存储器技术，包括：铁电介质存储器（铁电介质存储器（铁电介质存储器（铁电介质存储器（FeRAMFeRAM）磁介质存储器（磁介质存储器（磁介质存储器（磁介质存储器（MRAMMRAM）奥弗辛斯基效应一致性存储器（奥弗辛斯基效应一致性存储器（奥弗辛斯基效应一致性存储器（奥弗辛斯基效应一致性存储器（OUMOUM）聚合物存储器（聚合物存储器（聚合物存储器（聚合物存储器（PFRAMPFRAM）导电桥导电桥导电桥导电桥RAMRAM（CBRAMCBRAM）纳米纳米纳米纳米RAMRAM（NRAMNRAM）等）等）等）等l l它它它它们们们们在在在在速速速速度度度度、功功

21、功功耗耗耗耗、尺尺尺尺寸寸寸寸、读读读读写写写写次次次次数数数数等等等等方方方方面面面面各各各各有有有有亮亮亮亮点点点点，性性性性能能能能比比比比现现现现有有有有SRAMSRAM、DRAMDRAM及及及及闪闪闪闪存存存存更更更更优优优优越越越越。但但但但大大大大多多多多面面面面临临临临着着着着批批批批量量量量生生生生产产产产要要要要解解解解决决决决的的的的成成成成本本本本、稳定性等问题。稳定性等问题。稳定性等问题。稳定性等问题。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5.1 存储器分类存储器分类5.1.1 内部存储器内部存储器5.1.2 外部存储器外部

22、存储器5.1.3 存储器的性能指标存储器的性能指标5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5.1.2 外部存储器外部存储器u简简称称外外存存或或辅辅存存，是是计计算算机机的的数数据据仓仓库库，用来存放暂不执行的程序或不用的数据。用来存放暂不执行的程序或不用的数据。u外外存存不不能能直直接接与与CPU交交换换信信息息，要要通通过过专专门的接口电路把信息读进内存。门的接口电路把信息读进内存。u外存容量无限，可存放外存容量无限，可存放海量数据海量数据。u数据数据不易丢失不易丢失，能保存几十年甚至，能保存几十年甚至100年。年。u访问速度比内存访问速度比内存慢

23、慢。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学1磁记录存储器磁记录存储器l l磁芯是早期计算机的内存。磁芯是早期计算机的内存。磁芯是早期计算机的内存。磁芯是早期计算机的内存。l l磁磁磁磁鼓鼓鼓鼓、磁磁磁磁带带带带是是是是早早早早期期期期计计计计算算算算机机机机的的的的主主主主要要要要外外外外存存存存。磁磁磁磁鼓鼓鼓鼓已已已已被被被被淘淘淘淘汰，磁带仍被使用。汰，磁带仍被使用。汰，磁带仍被使用。汰，磁带仍被使用。早期计算机使用的磁鼓存储器早期的内存-磁芯存储器磁鼓尚在使用的磁带机5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技

24、术大学1）磁带（）磁带（Magnetic Tape）要要要要和和和和磁磁磁磁带带带带机机机机（Tape Tape DriveDrive）一一一一起起起起使使使使用用用用，采采采采用用用用源源源源于于于于模模模模拟拟拟拟音音音音频频频频记记记记录录录录的的的的数数数数据据据据流流流流技技技技术术术术，可可可可读读读读可可可可写写写写，存存存存储容量大，数据能长期保存。储容量大，数据能长期保存。储容量大，数据能长期保存。储容量大，数据能长期保存。它它它它属属属属于于于于顺顺顺顺序序序序存存存存取取取取存存存存储储储储器器器器（Sequency Sequency Access Access Memo

25、ryMemory，SAMSAM），信信信信息息息息只只只只能能能能按按按按存存存存放放放放的的的的先先先先后后后后顺顺顺顺序序序序（串串串串行行行行）存存存存取取取取，不不不不便便便便于于于于频频频频繁繁繁繁读读读读写写写写，主主主主要要要要用用用用于于于于数据备份（数据备份（数据备份（数据备份（Data BackupData Backup），常设计成磁带库。），常设计成磁带库。），常设计成磁带库。），常设计成磁带库。采采采采用用用用高高高高纠纠纠纠错错错错能能能能力力力力编编编编码码码码技技技技术术术术和和和和写写写写后后后后即即即即读读读读通通通通道道道道技技技技术术术术，以以以以显显显显

26、著著著著提提提提高高高高数数数数据据据据备备备备份份份份的的的的可可可可靠靠靠靠性性性性。今今今今天天天天磁磁磁磁带带带带仍仍仍仍是是是是一一一一种种种种经经经经济济济济、可可可可靠靠靠靠的的的的备备备备份份份份设设设设备备备备，应应应应用用用用在在在在许许许许多多多多需需需需要要要要存储大容量数据的场合。存储大容量数据的场合。存储大容量数据的场合。存储大容量数据的场合。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学2）软盘（）软盘（Floppy Disk）在在在在塑塑塑塑料料料料盘盘盘盘片片片片上上上上涂涂涂涂上上上上电电电电磁磁磁磁材材材材料料料料，分分

27、分分成成成成磁磁磁磁道道道道和和和和扇扇扇扇区区区区，放入驱动器，由磁头在旋转的盘片上读写数据。放入驱动器，由磁头在旋转的盘片上读写数据。放入驱动器，由磁头在旋转的盘片上读写数据。放入驱动器，由磁头在旋转的盘片上读写数据。软盘可取出来单独保存，属于可移动的磁盘。软盘可取出来单独保存，属于可移动的磁盘。软盘可取出来单独保存，属于可移动的磁盘。软盘可取出来单独保存，属于可移动的磁盘。软软软软盘盘盘盘在在在在PCPC机机机机发发发发展展展展中中中中起起起起过过过过重重重重要要要要作作作作用用用用，8 8吋吋吋吋和和和和5.255.25吋吋吋吋的的的的软软软软盘盘盘盘已已已已难难难难觅觅觅觅踪踪踪踪影

28、影影影，而而而而仍仍仍仍在在在在用用用用3.53.5吋吋吋吋软软软软盘盘盘盘作作作作外存的外存的外存的外存的PCPC机用户也已寥寥无几。机用户也已寥寥无几。机用户也已寥寥无几。机用户也已寥寥无几。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学8吋软盘吋软盘1971年年5.25吋软盘吋软盘1976年年160、360KB1.2MB等等3.5吋软盘吋软盘1984年年360、720KB1.44、2.88MB5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学3）硬盘（）硬盘（Hard Disk）盘盘片片固固定定在在驱驱动动器器中中，也也

29、称称固固定定盘盘（Fixed Disk）。由由磁磁盘盘驱驱动动器器控控制制，用用几几个个磁磁头头同步访问若干同心磁盘。同步访问若干同心磁盘。按按存存储储区区域域（如如磁磁道道和和扇扇区区）存存取取信信息息，属属直直接接存存取取存存储储器器（Direct Acsses Memory，DAM），在小区域内是顺序存储。），在小区域内是顺序存储。最最早早的的PC/AT机机配配10MB硬硬盘盘，而而现现代代PC机机大大多多拥拥有有一一个个5001000GB硬硬盘盘，盘盘片片直直径径只有只有3.5吋、吋、2.5吋乃至吋乃至1.8吋。吋。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国

30、科学技术大学硬盘驱动器硬盘驱动器5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学4）磁盘阵列（）磁盘阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks，RAID）将将将将多多多多个个个个价价价价格格格格便便便便宜宜宜宜、容容容容量量量量较较较较小小小小、速速速速度度度度较较较较慢慢慢慢但但但但稳稳稳稳定定定定性性性性较较较较高高高高的的的的磁磁磁磁盘盘盘盘，按按按按一一一一定定定定方方方方式式式式组组组组合合合合构构构构成成成成一一一一个个个个大大大大型型型型磁盘组，形成海量存储器。磁盘组，形成海量存储器。磁盘组，形成海量存储器。

31、磁盘组，形成海量存储器。现现现现代代代代PCPC机机机机的的的的BIOSBIOS中中中中，附附附附有有有有RAIDRAID设设设设置置置置程程程程序序序序，用户可用几个硬盘来组构磁盘阵列。用户可用几个硬盘来组构磁盘阵列。用户可用几个硬盘来组构磁盘阵列。用户可用几个硬盘来组构磁盘阵列。由16个磁盘构成的160TB磁盘阵列由12个磁盘构成的36TB磁盘阵列 5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学2.磁盘接口标准磁盘接口标准1 1）IDEIDE（电子集成驱动器）接口（电子集成驱动器）接口（电子集成驱动器）接口（电子集成驱动器）接口 Integrated D

32、rive ElectronicsIntegrated Drive Electronics早早早早期期期期广广广广泛泛泛泛使使使使用用用用的的的的硬硬硬硬盘盘盘盘接接接接口口口口，盘盘盘盘体体体体与与与与控控控控制制制制器器器器集集集集成成成成一一一一起起起起减减减减少少少少接口电缆长度，提高传输可靠性。接口电缆长度，提高传输可靠性。接口电缆长度，提高传输可靠性。接口电缆长度，提高传输可靠性。IDEIDE接接接接口口口口问问问问世世世世于于于于8080年年年年代代代代,被被被被称称称称为为为为ATAATA硬硬硬硬盘盘盘盘接接接接口口口口(Advan-Advan-ced ced Technolog

33、y Technology Attachment,Attachment,高高高高级级级级技技技技术术术术附附附附件件件件),),用用用用8080针针针针排排排排线线线线连连连连接接接接PCPC机机机机和和和和硬硬硬硬盘盘盘盘,1616位位位位双双双双向向向向总总总总线线线线,也也也也称称称称并并并并行行行行ATA ATA(Parallel(Parallel ATA)ATA)接接接接口口口口。能能能能同同同同时时时时传传传传送送送送几几几几个个个个数数数数据据据据包包包包,达达达达较较较较高高高高传传传传输速率输速率输速率输速率,如如如如Ultra-ATA/133Ultra-ATA/133传输速率

34、传输速率传输速率传输速率133MB/s133MB/s。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学2）SATA接口，串行接口，串行ATA接口接口SATA1.0SATA1.0规规规规范范范范20012001年年年年提提提提出出出出，用用用用4 4针针针针串串串串行行行行点点点点对对对对点点点点传传传传送送送送数数数数据据据据，一一一一次次次次传传传传1 1位位位位，但但但但总总总总线线线线8 8位位位位，每每每每时时时时钟钟钟钟周周周周期期期期能能能能传传传传送送送送1 1字字字字节节节节，并并并并用数据包传送，速率达用数据包传送，速率达用数据包传送，速率达

35、用数据包传送，速率达150MB/s150MB/s。接接接接口口口口结结结结构构构构简简简简单单单单，能能能能减减减减小小小小功功功功耗耗耗耗，支支支支持持持持热热热热插插插插拔拔拔拔，还还还还能能能能对对对对传传传传输输输输指令进行检查，并自动纠错，传输可靠性高。指令进行检查，并自动纠错，传输可靠性高。指令进行检查，并自动纠错，传输可靠性高。指令进行检查，并自动纠错，传输可靠性高。SATA SATA IIII和和和和SATA SATA IIIIII是是是是最最最最新新新新硬硬硬硬盘盘盘盘接接接接口口口口，目目目目前前前前广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用。SATA SATA IIII外外外外部部

36、部部传传传传输输输输率率率率300MB/s300MB/s，SATA SATA IIIIII目目目目标标标标600MB/s600MB/s。不不不不过过过过，硬硬硬硬盘盘盘盘本本本本身身身身速速速速度度度度远远远远跟跟跟跟不不不不上上上上接接接接口口口口标标标标准准准准所所所所指指指指定定定定的的的的外外外外部部部部传传传传输速率目标。输速率目标。输速率目标。输速率目标。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学3）SCSI接口，小型计算机系统接口接口，小型计算机系统接口 Small Computer System InterfaceSmall Comput

37、er System Interface19791979年年年年就就就就提提提提出出出出的的的的一一一一种种种种并并并并行行行行接接接接口口口口，要要要要配配配配专专专专门门门门的的的的SCSISCSI控控控控制制制制卡，最多可连卡，最多可连卡，最多可连卡，最多可连1515个硬盘，也可驱动其它个硬盘，也可驱动其它个硬盘，也可驱动其它个硬盘，也可驱动其它SCSISCSI接口外设。接口外设。接口外设。接口外设。在在在在同同同同期期期期产产产产品品品品中中中中，SCSISCSI硬硬硬硬盘盘盘盘的的的的转转转转速速速速、缓缓缓缓存存存存容容容容量量量量、数数数数据据据据传传传传输速率都比输速率都比输速率

38、都比输速率都比IDEIDE硬盘高。硬盘高。硬盘高。硬盘高。主主主主流流流流的的的的Ultra Ultra 320 320 SCSISCSI的的的的速速速速度度度度为为为为320MB/s320MB/s，主主主主要要要要用用用用在在在在服服服服务器和工作站上。务器和工作站上。务器和工作站上。务器和工作站上。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学4）SAS接口，串行连接接口，串行连接SCSI接口接口 Serial Attached SCSI新新一一代代SCSI技技术术，它它和和SATA接接口口那那样样采采用用串串行行技技术术来来获获得得更更高高的的传传输输

39、速速度度，并并通通过缩短连线来改善内部空间等。过缩短连线来改善内部空间等。采用SAS接口的硬盘驱动器SAS接口与SATA接口的比较5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5）其它硬盘接口）其它硬盘接口 PCMCIAPCMCIA总总总总线线线线，19891989年年年年个个个个人人人人机机机机存存存存储储储储卡卡卡卡国国国国际际际际联联联联合合合合会会会会提提提提出出出出的的的的接口标准，定义了三类电子卡及接口标准，定义了三类电子卡及接口标准，定义了三类电子卡及接口标准，定义了三类电子卡及16/3216/32位的总线。位的总线。位的总线。位的总线。323

40、2位位位位的的的的PCMCIAPCMCIA总总总总线线线线也也也也称称称称为为为为CardBusCardBus总总总总线线线线，是是是是用用用用于于于于笔笔笔笔记记记记本本本本电电电电脑脑脑脑的的的的高高高高性性性性能能能能PCPC卡卡卡卡总总总总线线线线。CardBusCardBus用用用用于于于于固固固固态态态态盘盘盘盘能能能能提提提提供供供供132Mb/s33MHz132Mb/s33MHz传传传传输输输输速速速速率率率率，用用用用于于于于快快快快速速速速以以以以太太太太网网网网的的的的PCPC卡卡卡卡，最最最最大大大大吞吞吞吞吐吐吐吐量量量量近近近近90Mb/s90Mb/s。PCPC卡卡

41、卡卡可可可可独独独独立立立立于于于于主主主主CPUCPU与与与与内内内内存存存存直直直直接接接接交交交交换换换换数数数数据据据据，3.3V3.3V供供供供电电电电，低低低低功功功功耗耗耗耗，被被被被广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用于于于于手手手手提提提提电电电电脑脑脑脑的存储卡、硬盘接口、的存储卡、硬盘接口、的存储卡、硬盘接口、的存储卡、硬盘接口、LANLAN适配器等。适配器等。适配器等。适配器等。笔记本PCMCIA接口笔记本CardBus接口的无线网卡5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5）其它硬盘接口）其它硬盘接口 FC-ALFC-AL（光光光

42、光纤纤纤纤通通通通道道道道仲仲仲仲裁裁裁裁环环环环路路路路），基基基基于于于于光光光光纤纤纤纤传传传传输输输输技技技技术术术术的的的的快快快快速速速速串串串串行行行行总总总总线线线线标标标标准准准准，整整整整合合合合交交交交换换换换机机机机与与与与集集集集线线线线器器器器，与与与与多多多多台台台台存存存存储储储储设设设设备备备备构构构构成成成成集集集集群群群群，支支支支持持持持铜铜铜铜质质质质或或或或光光光光纤纤纤纤并并并并含含含含126126个个个个磁磁磁磁盘盘盘盘的的的的环环环环路路路路，传传传传送送送送距距距距离离离离达达达达1010公公公公里里里里。支支支支持持持持热热热热插插插插拔拔

43、拔拔，允允允允许许许许不不不不中中中中断断断断传传传传输输输输一一一一次次次次从从从从环环环环路路路路中中中中拔拔拔拔出出出出多多多多个个个个装装装装置置置置，有高度的容错能力。有高度的容错能力。有高度的容错能力。有高度的容错能力。移移移移动动动动硬硬硬硬盘盘盘盘技技技技术术术术使使使使USB2.0USB2.0、USB3.0USB3.0和和和和RJ-45RJ-45网网网网线线线线接接接接口口口口也也也也在在在在成成成成为为为为硬硬硬硬盘盘盘盘接接接接口口口口标标标标准准准准。如如如如新新新新的的的的1.81.8吋吋吋吋超超超超薄薄薄薄移移移移动动动动硬硬硬硬盘盘盘盘，容容容容量量量量3TB3T

44、B，仅仅仅仅8.8mm8.8mm厚厚厚厚，USB3.0USB3.0高高高高速速速速接接接接口口口口，内内内内嵌嵌嵌嵌SATA SATA IIII垂垂垂垂直直直直记记记记录录录录技技技技术术术术，有有有有8MB8MB缓缓缓缓存存存存，传传传传输输输输速速速速率率率率500MB/s500MB/s。13941394接口，见第接口，见第接口，见第接口，见第1212章。章。章。章。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学3.光学存储器光学存储器l l高高高高密密密密度度度度磁磁磁磁盘盘盘盘（Compact Compact DiskDisk，CDCD），即即即即激

45、激激激光光光光盘盘盘盘或或或或光光光光盘盘盘盘。用用用用激激激激光光光光来来来来改改改改变变变变相相相相变变变变合合合合金金金金属属属属表表表表面面面面的的的的发发发发射射射射特特特特性，实现数据的刻录。信息密度高，保存时间长。性，实现数据的刻录。信息密度高，保存时间长。性，实现数据的刻录。信息密度高，保存时间长。性，实现数据的刻录。信息密度高，保存时间长。l l光光光光盘盘盘盘要要要要与与与与光光光光盘盘盘盘驱驱驱驱动动动动器器器器配配配配合合合合使使使使用用用用，可可可可通通通通过过过过IDEIDE、SCSISCSI、IEEE 1394IEEE 1394和和和和USBUSB等接口连到等接口

46、连到等接口连到等接口连到PCPC机。机。机。机。l l光盘包括：光盘包括：光盘包括：光盘包括：CD-ROM 只读光盘只读光盘(Compact Disk-ROM)CD-R 一次性写入光盘（一次性写入光盘（CD-Recordable）CD-RW 可擦写光盘（可擦写光盘（CD Rewritable）DVD-ROM只读数字激光视盘，即只读数字激光视盘，即DVD光盘光盘DVD-RAM可反复擦写可反复擦写DVD光盘光盘5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学DVD盘盘与与MPEG2数

47、数据据存存储储标标准准结结合合，存存放放大大容容量量影影音音数数据据（如如音音乐乐、电电影影、游游戏戏和和电电视视节节目目等等），也可存储程序。，也可存储程序。用光驱（光盘刻录机）刻录光盘。用光驱（光盘刻录机）刻录光盘。DVD盘的存储容量有盘的存储容量有4种规格，即种规格，即 1 1）DVD-5 DVD-5 简称简称简称简称D5D5，单面单层，容量，单面单层，容量，单面单层，容量，单面单层，容量4.7GB4.7GB；2 2）D9D9，单面双层，单面双层，单面双层，单面双层，8.5GB8.5GB；3 3）D10D10，单层双面，单层双面，单层双面，单层双面，9.7GB9.7GB；4 4）D18D

48、18，双层双面，双层双面，双层双面，双层双面，17GB17GB。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学DVD刻录刻录双双双双层层层层刻刻刻刻录录录录是是是是一一一一种种种种新新新新技技技技术术术术，能能能能在在在在一一一一面面面面刻刻刻刻上上上上两两两两层层层层数数数数据据据据，中中中中间间间间夹夹夹夹入入入入一一一一个个个个半半半半透透透透明明明明反反反反射射射射层层层层，读读读读取取取取第第第第二二二二层层层层时时时时不不不不需需需需将将将将盘片翻面，只要切换激光读取头的聚焦位置。盘片翻面，只要切换激光读取头的聚焦位置。盘片翻面，只要切换激光读取

49、头的聚焦位置。盘片翻面，只要切换激光读取头的聚焦位置。刻刻刻刻录录录录机机机机技技技技术术术术指指指指标标标标：刻刻刻刻录录录录、复复复复写写写写和和和和读读读读取取取取速速速速度度度度，以以以以DVDDVD的的的的1 1倍倍倍倍速速速速（1350KB/s1350KB/s）为为为为单单单单位位位位。D5D5盘盘盘盘用用用用 2 2、4 4和和和和 8 8倍速刻录，需倍速刻录，需倍速刻录，需倍速刻录，需2727、1515和和和和8 8分钟。分钟。分钟。分钟。目目目目前前前前刻刻刻刻录录录录机机机机的的的的最最最最大大大大读读读读速速速速1616倍倍倍倍速速速速，最最最最快快快快刻刻刻刻速速速速2

50、222倍倍倍倍速速速速。不不不不宜宜宜宜用用用用过过过过高高高高速速速速度度度度刻刻刻刻录录录录双双双双层层层层盘盘盘盘（如如如如D9D9盘盘盘盘），易易易易导导导导致致致致质量不稳。质量不稳。质量不稳。质量不稳。擦擦擦擦除除除除数数数数据据据据并并并并刻刻刻刻录录录录新新新新数数数数据据据据的的的的最最最最大大大大速速速速度度度度称称称称复复复复写写写写速速速速度度度度，目目目目前能达前能达前能达前能达4 4倍速，约倍速，约倍速，约倍速，约5.4MB/s5.4MB/s。5.1 存储器分类第第第第5 5章章章章 存储器存储器存储器存储器中国科学技术大学5.1 存储器分类存储器分类5.1.1 内