資訊應用學程簡介

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云江
4 years ago
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1 主記憶體

2 2-2 記憶體 P2-22 記憶體是用來存放程式指令 ( 運算碼 ) 與資料 ( 運算元 ) 的地方主要可分為主記憶體 ( 暫時 ) 與輔助記憶體 ( 永久 ) 二種主記憶體 RAM( 揮發性 ) SRAM:Cache 快取使用 DRAM:SDRAM DDR DDR2 DDR3 ROM( 非揮發性 ) ROM PROM EPROM EEPROM Flash ROM

3 2-2 記憶體 P2-22 輔助記憶體磁碟 :FD HD 光碟 : CD-ROM CD-R CD-RW DVD-ROM DVD+R DVD-R DVD+RW DVD-RW BD-R BD-RW 磁帶磁光碟機 MO 隨身碟 (Flash ROM)

4 主記憶體類型 P2-23 隨機存取記憶體 (random access memory,ram ) 雙向性微處理器 CPU 與磁碟 ( 輔助記憶體 ) 的中介角色電腦關機時, 存在 RAM 中的資料就會消失屬揮發性記憶體病毒寄生的地方大多製作成記憶體模組型式目前常用的記憶體模組規格為 DDR3( 針腳為 240 pins)

5 主記憶體類型 P2-23 RAM 依硬體元件的電子特性, 分為動態隨機存取記憶體 (DRAM) (SDRAM) 由電容器製成, 保存資料的時間只有 2~4ms 需要不斷更新才能保存資料靜態隨機存取記憶體 (SRAM) 由正反器製成, 不需反覆地更新存取速度快成本高通常被用來製成 CPU 內的快取記憶體 DRAM vs. SRAM 比較項目 DRAM SRAM 是否需要充電是否存取速度慢快價格便宜昂貴

6 記憶體模組 P2-23 不同規格的 DRAM 模組 DDR2

7 記憶體速度 P2-24 DDR3 > DDR2 > DDR > SDRAM SDRAM: 時脈與 CPU 的時脈同步 EX: PC 133 該記憶體工作頻率 133MHz DDR SDRAM: 傳輸速度 ( 工作頻率 ) 是 SDRAM 的兩倍 EX:DDR 400 工作頻率 200MHz DDR2 SDRAM: 傳輸速度 ( 工作頻率 ) 是 DDR 的兩倍 EX:DDR2 800 工作頻率 800MHz DDR3 SDRAM: 使用的電壓較低 ( 低耗電 ), 效能好

8 記憶體模組 P2-24 EX: DDR2 800 是什麼意思? 2 指的是第二代的 DDR-SDRAM 800 工作頻率頻寬 : 匯流排寬度 * 工作頻率 64(bits) * 800 / 8 = 6400 MB / S = 6.4 GB / S 另類標法 :PC2-6400

9 虛擬記憶體 (Virtual Memory) P2-24 虛擬記憶體是作業系統為了使記憶體空間比實際的記憶體空間大, 所發展出來的記憶體空間管理方式一般作業系統會將部分的輔助記憶體 ( 如硬碟 ) 模擬成主記憶體來使用虛擬磁碟機將主記憶體空間來模擬輔助記憶體的使用, 以加快速度

10 雙通道記憶體 P2-25 雙通道主機板, 必頇搭配雙通道的記憶體安裝規則 : 1. 記憶體安裝數量為偶數 2. 成對安裝相同記憶體, 才能讓記憶體以雙通道的匯排流速度運行 ( 匯流排 128bit 速度加倍 ) 建議安裝兩條廠牌型號容量完全相同之記憶體, 確保系統執行的穩定度

11 主記憶體類型 P2-25 唯讀記憶體 ROM 唯讀記憶體 ROM(read-only memory) 屬於非揮發性記憶體, 不會因電源關閉而使其中的資料消失比較重要的資料會放在 ROM 中, 如 BIOS 早期的 ROM 為 Mask ROM, 由廠商設定程式, 一經燒錄就不能修改 ( 表格中 )

12 主記憶體類型 P2-25 可修改資料內容的 ROM, 分為可程式唯讀記憶體 (PROM) 專用燒錄機將資料寫入 ROM 中, 但是只能寫入一次可抹除可程式唯讀記憶體 (EPROM) 利用紫外線的照射來刪除或寫入資料電子可抹除可程式唯讀記憶體 (EEPROM) 利用電流訊號來刪除或寫入資料快閃記憶體 (flash memory, Flash ROM) 兼具 ROM 與 RAM 的特性, 常應用在隨身碟智慧 IC 卡記憶卡 PDA 上 Flash ROM 普遍用於目前主機板中 BIOS 的儲存

13 CPU 至不同記憶體存取資料之速度比較暫存器快取記憶體主記憶體 (RAM) 暫存器與快取記憶體內建在 CPU 中, 存取速度快, 但容量小主記憶體位置較遠, 存取速度較慢, 但容量較大 CP U CPU 至各輔助記憶體存取資料的速度比較為 : 暫存器 > 快取記憶體 > 主記憶體 > 輔助記憶體 (L1>L2 > L3) (RAM>ROM ) ( 硬碟 > 光碟 > 軟碟 )

14 韌體韌體 (firmware) 是指燒錄在 ROM 中的程式電腦開機時, 必頇執行的 BIOS 程式, 就是一種燒錄在 ROM 中的韌體韌體是直接燒錄在 ROM 中記憶體中, 因此可省去將程式由輔助記憶體載入記憶體的時間, 加快電腦開機的速度開機必備的 BIOS 程式便是一種燒錄在 ROM 中的韌體

15 硬式磁碟機磁柱

16 硬式磁碟機 P2-30 計算磁碟容量 = 讀寫頭次數 ( 磁盤數 *2-2)* 磁軌數 * 磁區數 * 磁區大小 Q: 某硬碟上標示 C/H/S:19328/16/64, 若已知格式化後每個磁區有 512 by tes, 請問此硬碟機的總容量為多少? A:C/H/S 分別代表磁柱 / 磁頭 / 每軌磁區的數目, 因此可計算得容量約為 16 面軌 / 面 64 磁區 / 軌 512 Bytes/ 磁區 GB

17 磁碟存取時間 (ms) P2-31 搜尋時間 (seek time): 磁碟機將讀寫頭移到所要存取 ( 磁軌 ) 的時間旋轉時間 (rotation time): 磁碟機將資料磁區旋轉到讀寫頭所在位置的時間, 和轉速 (RPM) 有關一般取旋轉一半的時間資料傳輸時間 (data transfer time): 讀寫頭將磁區資料讀出並傳送至主記憶體, 或主記憶體將資料傳送至讀寫頭並寫入資料磁區所花的時間

18 範例 7200rpm, 資料傳輸率 = 3 MB/Sec, 平均尋找時間 10ms, 如果要存取 6000Bytes 的資料頇花多少時間?

19 P2-32 觀念一把抓格式化 : 規劃出可用磁軌與磁區快速格式化 : 將磁碟的 FAT 清除, 不再重新規劃磁軌取磁區 ( 沿用舊有規劃 )

20 光碟機與光碟片 P2-32 光碟片上資料的存放方式

21 光碟機運作原理 ( 補 ) 1 旋轉 CD 光碟片 2 雷射光掃瞄讀取頭 read head 不同於磁盤的同心圓資料軌, 光碟片的資料軌呈螺旋狀若為燒錄機, 則內部將有另一個寫入頭 (write head), 負責寫入資料到光碟片上 3 讀取資料 4 解讀反射光

22 光碟機類型 CD DVD CD-RW DVD+RW DVD-RW CD-R 可複寫 CD-RW 光碟片 DVD+R DVD-R CD-ROM 可讀 CD-ROM CD-R CD-RW 光碟片可寫一次 CD-R 光碟片 DVD-ROM 可讀 CD DVD 光碟可寫一次 DVD+R DVD-R CD-R 光碟可複寫 CD-RW DVD+RW DVD-RW 光碟片 DVD-Dual DVDRAM 同時具有 DVD+RW DVD-RW 的功能存取 DVD-RAM 光碟片 BD BD-RE BD-R BD-ROM 可讀 CD DVD BD 光碟可寫一次 CD-R DVD-R BD-R 可複寫 BD-RW DVD(+RW -RW) CD-RW 光碟

23 CD DVD BD 光碟機的讀寫倍速 P2-33 CD 光碟機是以 150KB/Sec 來表示單倍速 DVD 光碟機是以 1350KB/Sec 來表示單倍速 BD 光碟機是以 4.5MB/Sec 來表示單倍速例子 50 倍速 CD 光碟機的讀寫速度為 = 50 * 150 / 1024 = 7.3MB/Sec 10 倍速 DVD 光碟機的讀寫速度為 = 10 * 1350 / 1024 = 13.5MB/Sec 6 倍速 BD 光碟機的讀寫速度為

24 光碟片容量類型儲存方式容量類型儲存方式容量 CD 單面 650MB- 700MB DVD18 雙面雙層 (DL) 17GB DVD5 單面單層 4.7GB 單面單層 25GB DVD9 單面雙層 (DL) 8.5GB BD 單面雙層 (DL) 50GB DVD10 雙面單層 9.4GB 雙面雙層 (DL) 100GB

25 DVD 的資料軌 P2-33 觀念一把抓 DVD 光碟機的運作原理與 CD 光碟機相似單面雙層的資料軌道是由順逆時針的雙螺旋銜接而成 CD 讀取頭所發射的雷射光較粗波長較長 DVD 讀取頭所發射的雷射光束較細波長較短

26 P2-34 其他儲存設備磁帶機磁性變化特性儲存資料循序存取資料磁光碟機磁性變化特性儲存資料隨身碟 Flash ROM 元件支援隨插即用與熱插拔功能

27 記憶體架構記憶體的階層關係

輔助記憶體

週邊設備週邊設備指主機 ( 板 ) 以外的相關硬體設備輔助儲存設備輔助儲存設備又稱為輔助記憶體用來儲存須長期保存的資料價格低容量大兼具輸入及輸出設備的功能 ( 長期保存容量大 ) ( 揮發性 ) 儲存裝置儲存裝置磁碟光碟磁帶軟碟硬碟 CD DVD 儲存裝置磁帶磁帶最早使用的儲存媒體以循序方式讀取資料, 速度最慢容量大, 成本低目前常使用大量的資料備份種類 :