存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)

存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)系統(tǒng)第1頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第2頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第3頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一分層的存儲(chǔ)系統(tǒng)基本概念存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量存儲(chǔ)器包含的存儲(chǔ)單元的總數(shù)存儲(chǔ)容量=存儲(chǔ)單元（字節(jié)）存儲(chǔ)器所能記憶的全部二進(jìn)制信息量例如：某存儲(chǔ)器有4096字節(jié)的存儲(chǔ)單元?jiǎng)t存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為4KB=32KBit第4頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)寄存器組高速緩沖存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器CPU內(nèi)部主機(jī)內(nèi)部外部設(shè)備價(jià)格高低容量小大第5頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一CacheCPURAMROM外存主存帶Cache的結(jié)構(gòu)層次第6頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)系統(tǒng)中的主存按存儲(chǔ)介質(zhì)分類半導(dǎo)體存儲(chǔ)器體積小、功耗低、存取時(shí)間短、信息容易丟失磁表面存儲(chǔ)器信息不易丟失磁芯存儲(chǔ)器體積龐大、工藝復(fù)雜、功耗大光盤存儲(chǔ)器記錄密度高、耐用性好、可靠性高、可互換性強(qiáng)第7頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一按存取方式分類只讀存儲(chǔ)器（ROM）掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASHmemory隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）

SRAM、DRAM串行訪問(wèn)存儲(chǔ)器磁帶存儲(chǔ)器第8頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一譯碼器與驅(qū)動(dòng)地址寄存器讀寫電路控制電路存儲(chǔ)體讀寫地址總線數(shù)據(jù)總線控制總線圖主存的基本組成第9頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一主存的工作過(guò)程主存的技術(shù)指標(biāo)存儲(chǔ)容量主存中能存放二進(jìn)制代碼的總數(shù)存儲(chǔ)容量=存儲(chǔ)單元數(shù)*字長(zhǎng)存儲(chǔ)速度存取時(shí)間：又叫存儲(chǔ)器的訪問(wèn)時(shí)間，是指啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作（讀或?qū)懀┑酵瓿稍摬僮魉枰娜繒r(shí)間存取周期：存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器操作所需要的最小時(shí)間間隔

MOS的存取周期100ns，TTL的存取周期10ns第10頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)器的帶寬每秒從存儲(chǔ)器中進(jìn)出信息的最大數(shù)量。單位為字節(jié)/秒或字/秒例如：存取周期為500ns，則1秒周內(nèi)能進(jìn)行1/（500*10-9）=200萬(wàn)次操作，假設(shè)每個(gè)存儲(chǔ)周期能夠訪問(wèn)16位的二進(jìn)制數(shù)，則它的帶寬為

200萬(wàn)*2*8=200萬(wàn)*2字節(jié)/秒

=4M字節(jié)/秒提高存儲(chǔ)器的帶寬：縮短存取周期、增加存儲(chǔ)字長(zhǎng)、增加存儲(chǔ)體第11頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一幾種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器存儲(chǔ)體地址譯碼讀寫電路地址總線A0……An數(shù)據(jù)總線D0……Dm片選線讀控制線寫控制線圖存儲(chǔ)器芯片的基本結(jié)構(gòu)第12頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一地址線編號(hào)方式：A0，A1，……，An存儲(chǔ)器芯片引腳的數(shù)目決定的存儲(chǔ)器的容量。一個(gè)存儲(chǔ)器芯片引腳的數(shù)目為10則地址范圍為0000000000–1111111111存儲(chǔ)容量為210=1024個(gè)存儲(chǔ)單元，即1KB。假設(shè)CPU有16位的地址總線，那么它可以訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間范圍為0000H–FFFFH，即216=64KB8086，8088地址總線為20位，可以訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間的范圍為：00000H–FFFFFH，即220=1MB第13頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一80286地址總線為24位，可訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間為16M80386，80486和Pentium地址總線為32位，可訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間為4GPentiumPro和PentiumII的地址總線為36位，可訪問(wèn)的存儲(chǔ)空間為64G16位二進(jìn)制數(shù)表示的地址：0000,0001,0002,……000E,000F0000,0001,0002,……000E,000F…………FFE0,FFE1,FFE2,……FFEE,FFEFFFF0,FFF1,FFF2,….…FFFE,FFFF第14頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一數(shù)據(jù)線表示方式：D0，D1，…………，Dm存儲(chǔ)器的容量通常為字節(jié)*也可以用字（16位）、4位或1位來(lái)進(jìn)行表示1K*8表示有1K的存儲(chǔ)容量，每個(gè)存儲(chǔ)單元輸出8位數(shù)據(jù)16K*1表示有16K的存儲(chǔ)容量，每個(gè)存儲(chǔ)單元輸出1位的數(shù)據(jù)芯片選擇線（片選線）存儲(chǔ)器芯片上有一個(gè)或一個(gè)以上允許存儲(chǔ)器芯片工作的控制線第15頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表示方式：片選（CS），片允許（CE），或簡(jiǎn)寫為S讀寫控制線存儲(chǔ)器芯片上傳輸讀、寫控制信號(hào)，ROM只有讀信號(hào)，RAM上有一到兩個(gè)讀寫控制信號(hào)表示方式ROM允許輸出信號(hào)OE或簡(jiǎn)稱GRAM讀信號(hào)WE或簡(jiǎn)稱W

寫信號(hào)OE或簡(jiǎn)稱G第16頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一只讀存儲(chǔ)器掩膜ROM…………………………Y列地址譯碼01231A5A6A7A8A9選通輸出0131X行地址譯碼A0A1A2A3A4第17頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一PROM行線列線VCC熔絲存0，則燒斷熔絲；存1，熔絲不斷。只能實(shí)現(xiàn)一次編程第18頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一EPROM改寫方式紫外線照射電氣的方法（EEPROM）FLASHmemoryP基片N+N+SDGSiO2第19頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一靜態(tài)RAM（SRAM）VCCT1T3T2T4T5T6A’A位線B’位線B地址選擇第20頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一動(dòng)態(tài)RAM字線數(shù)據(jù)線TCS第21頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一利用存儲(chǔ)器芯片構(gòu)造存儲(chǔ)系統(tǒng)利用與非門實(shí)現(xiàn)譯碼例：假設(shè)某微處理器有20根地址線

A0，A1，A2，…………，A198根數(shù)據(jù)線D0，D1，D2，…………，D7

20根地址線：CPU可以訪問(wèn)1M個(gè)存儲(chǔ)單元

8根數(shù)據(jù)線：CPU和存儲(chǔ)器之間每次傳送的數(shù)據(jù)為8位存儲(chǔ)器使用2K*8EPROM：11根地址線，8

根數(shù)據(jù)線第22頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2K*8EPROM數(shù)據(jù)線D0~D7地址線A0~A10CEOEVPPVCCRD地址線A12~A19地址線A11M/IO2K*8EPROM被譯為地址FF000H~FF7FFH第23頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一利用譯碼器實(shí)現(xiàn)譯碼Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7ABC

G1G2AG2B譯碼輸入輸入使能74LS138譯碼器第24頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一G2AG2BG1CBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y71XXXXX11111111X1XXXX11111111XX0XXX111111110010000111111100100110111111001010110111110010111110111100110011110111001101111110110011101111110100111011111110第25頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例：假設(shè)微處理器系統(tǒng)中從0E0000H開(kāi)始的64K存儲(chǔ)區(qū)無(wú)存儲(chǔ)器，已知某一類RAM是8K*8的存儲(chǔ)芯片，如何進(jìn)行擴(kuò)充？8K*8CEW/R數(shù)據(jù)線D0~D7地址線A0~A12第26頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0~A12D0~D7A0~A12D0~D7數(shù)據(jù)線地址線RDW/RW/RA13~A15A16A17~A19ABCG1G2AG2BE0000~E1FFFE2000~E3FFFE4000~E5FFFE6000~E7FFFE8000~E9FFFEA000~EBFFFEC000~EDFFFEE000~EFFFFCECE…………………………第27頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)器的擴(kuò)展存儲(chǔ)器的位擴(kuò)展位擴(kuò)展是指增加存儲(chǔ)器的字長(zhǎng)，如1K*4的存儲(chǔ)器，可組成1K*8的存儲(chǔ)器第28頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一21142114A0~A9D4~D7D0~D3CSWE第29頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)器的字?jǐn)U展字?jǐn)U展是指增加存儲(chǔ)器的字的數(shù)量，如2片

1K*8的存儲(chǔ)器，可組成2K*8的存儲(chǔ)器，即存儲(chǔ)器的容量增加了一倍第30頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一D0~D71K*8A1K*8BWEA0~A9A10存儲(chǔ)器的容量為2K，即

000000000001000000000001111111111111111111111K1KCS0CS1第31頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)器的字、位擴(kuò)展字、位擴(kuò)展是指既增加存儲(chǔ)器的字的數(shù)量又增加字長(zhǎng)，如4片1K*4的存儲(chǔ)器，可組成2K*8的存儲(chǔ)器，即存儲(chǔ)器的容量、字長(zhǎng)都增加了一倍。第32頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1K*41K*41K*41K*4D0~D7WECS0A0~A9A10CS1第33頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例：假設(shè)8086系統(tǒng)中從0E0000H

開(kāi)始的64K

存儲(chǔ)區(qū)無(wú)存儲(chǔ)器，2764EPROM

是8k*8

的只讀存儲(chǔ)器，如何對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)充？解：第一步：將地址范圍寫成二進(jìn)制代碼，并確定其總?cè)萘?/p>

A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A011100000000000000000

……

……

……1110111111111111111164K第二步：根據(jù)地址范圍的容量及該范圍在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用，選擇存儲(chǔ)芯片要擴(kuò)充64K的存儲(chǔ)容量，給定了只讀存儲(chǔ)器2764EPROM，共需要8片2764EPROM進(jìn)行擴(kuò)充。第34頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第四步：片選信號(hào)的形成第三步：分配地址線將CPU的低13位地址線A0~A12與2764EPROM相連，剩下的高位地址線用于產(chǎn)生片選信號(hào)。1譯碼器的輸入端A、B、C，決定了Y0~Y7那個(gè)端口有輸出，從而決定選中哪片芯片，將A15、A14、A13分別與C、B、A相連，從000~111變化，從而可以選擇8片芯片。

A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A011100000000000000000

……

……

……111011111111111111112為了使譯碼器進(jìn)行工作，G1位高電平，G2A、G2B位低電平，可以將A19、A18、A17連接到一個(gè)與非門上，與非門的輸出和

G2A、G2B輸入端相連。A16可以和一個(gè)非門電路相連，輸出和G1的輸入端相連。第35頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7A0~A12D0~D7A0~A12D0~D7數(shù)據(jù)線地址線RDW/RW/RA13~A15A16A17~A19ABCG1G2AG2BE0000~E1FFFE2000~E3FFFE4000~E5FFFE6000~E7FFFE8000~E9FFFEA000~EBFFFEC000~EDFFFEE000~EFFFFCECE…………………………第36頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A011100000000000000000

……

……

……11101111111111111111針對(duì)譯碼器的Y0輸出，這時(shí)CBA=000，即A15=0，A14=0，A13=0地址范圍：11100000000000000000=E0000H11100001111111111111=E1FFFH針對(duì)譯碼器的Y1輸出，這時(shí)CBA=001，即A15=0，A14=0，A13=1地址范圍：11100010000000000000=E2000H11100011111111111111=E3FFFH第37頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例：假設(shè)CPU有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，并用MREQ作為訪存控制信號(hào)（低電平有效），用WR做讀/寫控制信號(hào)（高電平為讀，低電平為寫），現(xiàn)有下列存儲(chǔ)芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，8K*8位RAM，2K*8位ROM，4K*8位ROM，8K*8位ROM及74LS138譯碼器和各種門電路，畫出CPU與存儲(chǔ)器的連接圖，要求：

1.主存地址空間分配

6000H~67FFH為系統(tǒng)程序區(qū)

6800H~6BFFH為用戶程序區(qū)

2.合理選用上述存儲(chǔ)芯片，說(shuō)明各選幾片？

3.詳細(xì)畫出存儲(chǔ)器芯片的片選邏輯圖。第38頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一解：第一步：將地址范圍寫成二進(jìn)制代碼，并確定其總?cè)萘?/p>

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00110000000000000

……

……

……01100111111111110110100000000000

……

……

……0110101111111111系統(tǒng)程序區(qū)2K*8用戶程序區(qū)1K*8第39頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二步：根據(jù)地址范圍的容量及該范圍在計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用，選擇存儲(chǔ)芯片由6000H~67FFH為系統(tǒng)程序區(qū)，為2K*8位，應(yīng)選擇一片2K*8位ROM

由6800H~6BFFH為用戶程序區(qū)，為1K*8位，應(yīng)選擇兩片1K*4位RAM第三步：分配CPU的地址線將CPU的低11位地址線A10~A0與2K*8位的ROM地址線相連，將CPU的低10位地址線A9~A0與1K*4位的RAM地址線相連，剩下的高位地址與訪存控制信號(hào)共同產(chǎn)生存儲(chǔ)芯片的片選信號(hào)。第40頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第四步：由題給出的74LS138譯碼器的輸入邏輯關(guān)系可知，必須保證G1為高電平，G2A、G2B為低電平才能使譯碼器工作。

A15為低，連接到G2A上，A14為高，連接到G1上，MREQ

為低，連接到G2B上。保證了三個(gè)控制端的要求

A13、A12、A11連接到C、B、A上。輸出Y4有效時(shí)，選中一片ROM；Y5有效時(shí)，同時(shí)A10有效為低電平，選中兩片

RAM。讀出時(shí)低電平有效，RAM的讀/寫控制端與CPU的命令端WR相連*ROM的數(shù)據(jù)線是單向的第41頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2K*81K*41K*4MREQD7D6D5D4D3D2D1D0WRA10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0CBAA13A12A11G1G2AG2BA15A14Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0第42頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一提高訪問(wèn)存儲(chǔ)器速度的方法多存儲(chǔ)體方式單體多字系統(tǒng)W位W位W位W位地址寄存器主存控制部件數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)體…………………………前提：指令和數(shù)據(jù)在主存中必須是連續(xù)存放的，一旦遇到轉(zhuǎn)移指令或者操作數(shù)不能連續(xù)存放，這種方法的效果就不明顯第43頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一多體并行存儲(chǔ)系統(tǒng)（地址碼被分為體號(hào)、體內(nèi)地址兩部分）高位交叉編址–

有利于存儲(chǔ)器的擴(kuò)充體號(hào)體內(nèi)地址地址譯碼……01n-1……nn+12n-1……2n2n+13n-1……3n3n+14n-1第44頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一000000000001000010000011000100000101000110000111001000001001001010001011001100001101001110001111010000010001010010010011010100010101010110010111011000011001011010011011011100011101011110011111100000100001100010100011100100100101100110100111101000101001101010101011101100101101101110101111110000110001110010110011110100110101110110110111111000111001111010111011111100111101111110111111M0M1M2M3第45頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一低位交叉編址–

有利于解決訪存沖突體內(nèi)地址地址譯碼……044n-4……154n-3……264n-2……374n-1體號(hào)第46頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一000000000100001000001100010000010100011000011100100000100100101000101100110000110100111000111100M0M1M2M3000001000101001001001101010001010101011001011101100001100101101001101101110001110101111001111101000010000110001010001110010010010110011010011110100010100110101010101110110010110110111010111110000011000111001011001111010011010111011011011111100011100111101011101111110011110111111011111111第47頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一高速緩沖存儲(chǔ)器--Cache問(wèn)題的提出避免CPU與I/O爭(zhēng)搶訪存

I/O設(shè)備向主存請(qǐng)求的級(jí)別高于CPU訪存解決CPU與主存之間速度不匹配的問(wèn)題

CPU的速度每年增長(zhǎng)60%RAM速度每年改進(jìn)7%程序訪問(wèn)的局部性原理使CPU與Cache交換信息成為可能第48頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Cache的工作原理012....2m-1……字塊0字塊1字塊2字塊2m-1主存塊號(hào)塊內(nèi)地址M塊=2mB個(gè)字=2bm位b位n位012....2c-1……字塊0字塊1字塊2字塊2c-1緩存塊號(hào)塊內(nèi)地址C塊=2cB個(gè)字=2bc位b位標(biāo)記第49頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一影響Cache命中率的因素塊長(zhǎng)一般塊長(zhǎng)取4至8個(gè)可編址單位（字或字節(jié)）

IBM370/168的主存是4體交叉，每個(gè)體寬為64

位（8個(gè)字節(jié)），Cache的塊長(zhǎng)為32個(gè)字節(jié)。容量

Cache的容量是成本與命中率的折衷

80386主存的最大容量為4GB，Cache的容量為

16KB或32KB，命中率可達(dá)95%以上第50頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一CPU地址總線數(shù)據(jù)總線主存Cache存儲(chǔ)體Cache數(shù)據(jù)替換機(jī)構(gòu)主存Cache地址映像變換機(jī)構(gòu)主存地址命中、產(chǎn)生Cache地址直接通路沒(méi)命中訪問(wèn)主存替換Cache第51頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一替換算法先進(jìn)先出（FIFO）優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)容易、開(kāi)銷小缺點(diǎn)：可能把一些常用的程序，如子程序、循環(huán)程序塊，作為最早進(jìn)入Cache塊，替換出去近期最少使用法（LRU）優(yōu)點(diǎn)：命中率高缺點(diǎn)：開(kāi)銷大第52頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Cache的讀/寫操作讀操作開(kāi)始CPU發(fā)出訪問(wèn)地址命中？訪問(wèn)Cache，取出信息送CPU訪問(wèn)主存，取出信息送CPU將新的主存塊調(diào)入Cache中執(zhí)行替換算法騰出空位結(jié)束YNCache滿？YN第53頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一寫操作寫直達(dá)法：數(shù)據(jù)寫入Cache的同時(shí)，也寫入主存的相應(yīng)的塊。能始終保證Cache中的內(nèi)容和主存中的內(nèi)容一致。寫回法：數(shù)據(jù)每次只是暫時(shí)寫入Cache中，并用標(biāo)志將該塊加以注明，當(dāng)該塊從Cache中替換出去時(shí)，才寫入主存中。該方法速度快，但因主存中的字塊未經(jīng)隨時(shí)修改，可能失效。信息只寫入主存，同時(shí)將相應(yīng)的Cache塊有效位置“0”，表明此塊已失效，需要時(shí)從主存中調(diào)入。還有一種情況，被修改的單元不在Cache內(nèi)，這時(shí)，寫操作只對(duì)主存進(jìn)行。第54頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一Cache的改進(jìn)單一緩存和兩級(jí)緩存統(tǒng)一緩存和分開(kāi)緩存統(tǒng)一緩存：指令和數(shù)據(jù)都存放在同一緩存內(nèi)的Cache分開(kāi)緩存：指令和數(shù)據(jù)分別存放在兩個(gè)緩存中。第55頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一外部存儲(chǔ)器主要技術(shù)指標(biāo)存儲(chǔ)密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度內(nèi)存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息道密度：磁盤沿半徑方向，單位長(zhǎng)度的磁道數(shù)位密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度磁道能紀(jì)錄的二進(jìn)制信息的位數(shù)磁道磁盤磁帶第56頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一存儲(chǔ)容量外存儲(chǔ)器所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息的總數(shù)量。一般以位或字節(jié)為單位。磁盤存儲(chǔ)器容量盤面數(shù)：可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的盤面?zhèn)€數(shù)扇區(qū)：每個(gè)磁道分為若干個(gè)區(qū)域，每個(gè)扇區(qū)存放512個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)磁盤存儲(chǔ)器容量=盤面數(shù)*每個(gè)盤面的磁道數(shù)*扇區(qū)數(shù)*每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)字節(jié)數(shù)格式化容量和非格式化容量非格式化容量：磁盤表面可以利用的磁化單元總數(shù)格式化容量：磁盤按某種特定的存儲(chǔ)格式所能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的總量第57頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一平均存取時(shí)間平均找道時(shí)間+平均等待時(shí)間+控制指令運(yùn)行時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸率單位時(shí)間內(nèi)磁表面存儲(chǔ)器向主機(jī)傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)或字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)傳輸率=記錄密度*記錄介質(zhì)的運(yùn)行速度誤碼率是衡量磁表面存儲(chǔ)器出錯(cuò)概率的參數(shù)誤碼率=出錯(cuò)信息的位數(shù)/讀出的總信息位數(shù)第58頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一磁記錄原理和記錄方式磁記錄原理寫線圈NS寫線圈SN磁芯磁通磁層磁載體局部磁化單元局部磁化單元寫入0寫入1第59頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一記錄方式歸零制（RZ）記錄1時(shí)通正向脈沖電流，記錄0時(shí)通負(fù)向脈沖電流兩位信息之間的驅(qū)動(dòng)電流歸零記錄密度不高，目前很少使用不歸零制（NRZ）磁頭線圈始終有電流當(dāng)連續(xù)記錄1或者0時(shí)，寫電流方向不變，只有當(dāng)兩個(gè)相鄰的代碼不同時(shí)，寫電流才改變方向。見(jiàn)1就翻的不歸零制（NRZ1）磁頭線圈始終有電流記錄0時(shí)電流不改變方向，記錄1時(shí)電流改變方向第60頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一調(diào)相制（PM）記錄0時(shí)，電流由負(fù)編正，記錄1時(shí)，電流由正變負(fù)每?jī)蓚€(gè)相同信息的交界處，電流方向變化一次；相鄰信息不同時(shí)，電流方向不變應(yīng)用于磁帶存儲(chǔ)器中調(diào)頻制（FM）以驅(qū)動(dòng)電流變化的頻率不同來(lái)區(qū)別記錄1或者0記錄0時(shí)，在一位信息的記錄時(shí)間內(nèi)電流保持不變；記錄1時(shí)，在一位信息記錄時(shí)間的中間時(shí)刻，電流改變一次方向。相鄰信息的交界處，線圈電流均變化一次。廣泛應(yīng)用于硬磁盤和軟磁盤中改進(jìn)調(diào)頻制（MFM）第61頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一記錄0時(shí)，在記錄時(shí)間內(nèi)電流不變，在記錄1時(shí)在記錄時(shí)間的中間時(shí)刻電流發(fā)生一次變化。（與調(diào)頻制相同）只有當(dāng)連續(xù)記錄兩個(gè)或兩個(gè)以上的0時(shí)，才在每位的起始處電流改變一次。寫入同樣的數(shù)據(jù)序列時(shí)，MFM比FM磁翻轉(zhuǎn)次數(shù)少，在相同長(zhǎng)度的磁層上可記錄的信息量將會(huì)增加，從而提高了磁記錄密度。倍密度軟磁盤采用MFM的記錄方式第62頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一011100010歸零制RZ不歸零制NRZ見(jiàn)1就翻的不歸零制NRZ1調(diào)相制PM調(diào)頻制FM改進(jìn)調(diào)頻制MFM第63頁(yè)，共73頁(yè)，2023年，2月20日，星期一評(píng)價(jià)記錄方式的主要指標(biāo)編碼效率位密度與磁化翻轉(zhuǎn)密度的比值，可以用記錄一位信息的最