数字媒体存储技术
内存储器 只读存储器 ROM 随机存取存储器 RAM 高速缓冲存器 Cache 外存储器 软磁盘 硬磁盘 优盘 光盘存储器 CD-ROM CD-R DVD
内存储器 内存储器的分类 内存储器泛指计算机系统中存放数据和指令的半导体存储单元 包括 RAM(Random Access Memory, 随机存储器 ) ROM(Read Only Memory, 只读存储器 ) Cache( 高速缓存 ) 等 内存的分类可以按其用途 外观以及工作原理等进 行分类
1 按内存的用途分类 按照内存的用途来分, 可以把内存储器分为主存储器 高速缓冲存储器和显示存储器 (1) 主存储器用来存放 CPU 正使用或者随时使用的程序或数据 (2) 高速缓冲存储器是位于 CPU 和主存储器之间的一种规模较小, 但速度很高的存储器 (3) 显示存储器是用来存放屏幕上显示的图形 图像等数据
2 按内存的外观分类 按照内存的外观来分类, 可以把内存储器分为双列直插内存芯片和内存条两种 (1) 双列直插内存芯片双列直插内存芯片 DIP(Double Inline Package) 是一种含有若干个引脚的半导体芯片 (2) 内存条内存条是把多片存储器芯片 电容 电阻等元器件焊在一小条印刷电路板上, 组装起来合成一个内存模组而形成的一种条形存储器
3 按内存的工作原理分类 内存储器按工作方式的不同, 可以分为随机存取存储器 RAM 和只读存储器 ROM 两种 (1) 随机存取存储器 RAM(Random Access Memory) 随机存取存储器 RAM 是一种读写存储器, 其内容可以随时根据需要读出, 也可以随时重新写入新的信息 根据其制造原理不同, 随机存储器 RAM 又分为静态随机存贮器 SRAM(Static RAM) 和动态随机存贮器 DRAM(Dynamic RAM)
3 按内存的工作原理分类 1) 静态随机存储器 SRAM(Static RAM) SRAM 存储单元的基本结构是一个双稳态电路, 由于读 写的转换由写电路控制, 所以只要写电路不工作, 且电路有电, 其开关元件的状态就保持不变, 不需要电流刷新, 因此称为静态 RAM SRAM 的特点是读写速度较快
3 按内存的工作原理分类 2) 动态随机存储器 DRAM(Dynamic RAM) 一个 DRAM 单元由一个晶体管和一个小电容组成,DRAM 的晶体管通过小电容的电压来保持断开 接通的状态, 当小电容有电时, 晶体管接通表示 1; 当小电容没电时, 晶体管断开表示 0 DRAM 比 SRAM 速度慢, 但比 SRAM 便宜, 在容量上也可以做得更大, 适合作大容量存储器, 所以主内存通常采用 DRAM
3 按内存的工作原理分类 2) 动态随机存储器 DRAM(Dynamic RAM) 在 DRAM 的发展过程中, 出现了各种规格类型的 DRAM, 如 : 1 快速页面模式随机存储器 FPM(Fast Page Mode RAM) 2 扩展数据输出随机存储器 EDO DRAM(Extended Date Out DRAM) 3 突发扩充数据输出随机存储器 BEDO RAM 4 同步动态随机存储器 SDRAM(Synchronous DRAM) 5DDR 是双倍数据速率 (Double Data Rate) 6 存储器总线式动态随机存储器 RDRAM(Rambus DRAM) 7DDRII 内存
各种内存带宽 内存类型 时钟频率 数据总线位宽 最大带宽 PC100 SDRAM 100MHz 64bit (100Mhz 64b)/8=0.8GB/s PC133 SDRAM 133 MHz 64bit (133Mhz 64b)/8=1.06 GB/s DDR200 /PC1600 100 MHz 2DDR 64bit (100Mhz 2 64b)/8=1.60 GB/s DDR266 /PC2100 133 MHz 2DDR 64bit (133Mhz 2 64b)/8=2.10 GB/s DDR300/ PC2400 150MHz 2DDR 64bit (150Mhz 2 64b)/8=2.40 GB/s DDR333/ PC2700 166 MHz 2DDR 64bit (166Mhz 2 64b)/8=2.70 GB/s DDR400 /PC3200 200 MHz 2DDR 64bit (200Mhz 2 64b)/8=3.20 GB/s DDRII 400 /PC2 3200 200 MHz 2DDR II 64bit (200Mhz 2 64b)/8=3.20 GB/s DDRII 533 /PC2 4200 266 MHz 2DDR II 64bit (266Mhz 2 64b)/8=4.30 GB/s DDRII 667 /PC2 5400 333MHz 2DDR II 64bit (333Mhz 2 64b)/8=5.30 GB/s RDRAM/ PC800 400 MHz 2 32bit (400Mhz 2 32b)/8=3.20 GB/s RDRAM /PC1066 533 MHz 2 32bit (533Mhz 2 32b)/8=4.20 GB/s RDRAM/ PC1066 533 MHz 2 64bit (533Mhz 2 64b)/8=8.40 GB/s RDRAM/ PC1200 600 MHz 2 32bit (600Mhz 2 32b)/8=4.80 GB/s RDRAM /PC1200 600 MHz 2 32bit (600Mhz 2 32b)/8=9.60 GB/s
3 按内存的工作原理分类 内存储器按工作方式的不同, 可以分为随机存取存储器 RAM 和只读存储器 ROM 两种 (2) 只读存储器 ROM(Read Only Memory) 只读存储器 ROM 是一种内容只能读出而不能写入和修改的存储器, 其存储的信息是在制作该存储器时就被写入的 根据根据 ROM 中的信息存储方法, 可把 ROM 分为 : 1) 普通 ROM 或称掩膜 ROM 2) 一次可编程只读存储器 PROM 3) 多次改写可擦除可编程只读存储器
内存储器 内存储器的单位和性能指标 1 内存储器的单位 (1) 位 位 又称比特 ( 即 bit, 常用 b 表示 ), 是二进制数的最基本单位, 也是存储器存储信息的最小单位 (2) 字节 8 个连续的二进制位称为一个字节 (Byte, 常用 B 表示 ), 内存容量指的就是具有多少字节
(3) 内存单位的换算目前一般微机的内存大小都以 MB 作为基本的单位, 如 256MB 512MB 等 常用的内存单位及其换算如下 : 千字节 (KB):1KB=1024B 兆字节 (MB):1MB=1024KB 吉字节 (GB):1GB=1024MB 太字节 (TB):1TB=1024GB
2 内存储器的技术指标 反映内存性能的技术指标主要有 : (1) 存取周期 (2) 数据宽度和带宽 (3) 内存的 线 数 (4) 容量 (5) 内存的电压
外存储器 1 软盘的外观
2 软盘的主要参数 软盘的相关术语主要有 : (1) 面数 (2) 磁道数 磁道 旋转方向 扇区 移动的磁头 (3) 扇区数 (4) 容量 零磁道
1 硬盘的外部结构
2 硬盘的内部结构
2 硬盘的内部结构 硬盘的相关术语有 : (1) 磁头数 (2) 柱面数 (3) 每磁道扇区数 (4) 交错因子 (5) 硬盘单碟容量 (6) 容量
3 硬盘的主要性能指标 反映硬盘的主要性能指标有 : (1) 转速 (2) 平均访问时间 (3) 数据传输率 (4) 缓存 (5) 硬盘的表面温度 (6) 连续无故障时间
USB 闪存盘就是采用闪存 (Flash memory) 作为存储器的移动存储设备, 即通 常所说的 优盘 如图所示
1 光盘存储器的特点 光盘又称为 CD(Compact Disc, 压缩盘 ), 是通过冲压设备压制或激光烧刻, 从而在其上产生一系列凹槽来记录信息的一种存储媒体
1 光盘存储器的特点 光盘在存储多媒体信息方面具有以下主要的特点 : (1) 记录密度高 (2) 存储容量大 (3) 采用非接触方式读 / 写信息 (4) 信息保存时间长 (5) 价格低廉
2 光盘存储器的分类 按光盘的读 / 写性能, 可以将光盘分为 3 种类型 : (1) 只读型光盘存储器 : 数据是用压模方法压制而成的, 用户只能读取上面的数据 (2) 多次可写光盘存储器 : 这种光盘允许用户一次或多次写入数据, 并可随时往盘上追加数据, 直到盘满为止 (3) 可擦写光盘存储器 : 这种光盘具有磁盘一样的可擦写性, 可多次写入或修改光盘上的数据, 更适合作为计算机的新型标准外存设备
2 光盘存储器的分类 按按光盘的数据存放格式分类 : (1) 数字激光唱盘 CD-DA (2) 只读光盘 CD-ROM (3) 可刻录光盘 CD-R (4) 可重复刻录光盘 CD-RW (5) 视频压缩光盘 VCD (6) 数字视频光盘 DVD
1 CD-ROM 光盘的结构 CD-ROM 盘片主要由保护层 反射激光的铝反射层 刻槽和聚 碳脂衬垫组成, 如图所示 CD-ROM 的结构
2 CD-ROM 光盘的尺寸 CD-ROM 盘片的尺寸如图所示 CD-ROM 盘片直径一般为 120mm, 可以保存大约 635MB 的数据 CD-ROM 的尺寸
3 CD-ROM 光盘的信息组织结构 CD-ROM 光盘信息组织和其地址编码与软盘 硬盘不一 样,CD 盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同, 它的光道不是 同心环光道, 而是螺旋型光道 CD 盘的光道与磁盘的磁道比较
1 CD-R 光盘的结构 CD-R 的结构如图所示,CD-R 盘片共由 5 层组成 CD-R 的结构
2 CD-R 光盘驱动器 CD-R/RW 驱动器的外观与 CD-ROM 驱动器几乎一样, 其控制面 板上的按键 插孔的作用, 背面的接口, 也都与 CD-ROM 驱动器相 同 CD-R/RW 驱动器的外部结构
光盘存储器 DVD 是数字视盘 (Digital Video Disc) 的缩写 它是一种能够保存视频 音频和计算机数据的一种容量更大 运行速度更快的压缩光盘 DVD 的特点是存储容量比现在的 CD 盘大得多, 最高可达到 17GB 一片 DVD 盘的容量相当于现在的 25 片 CD- ROM(650 MB), 而 DVD 盘的尺寸与 CD 相同
1 DVD 提高容量的方法 从外观和尺寸方面来看,DVD 盘与现在广泛使用的 CD 盘没有什么差别, 但不同的是 DVD 盘光道之间的间距由原来的 1.6mm 缩小到 0.74mm, 而记录信息的最小凹凸坑长度由原来的 0.83mm 缩小到 0.4mm, 它们之间的差别如图 9-22 所示 CD 盘光道与 DVD 盘比较
1 DVD 提高容量的方法 另外, 常规的 CD 盘只使用一个面并且只用一个记录层来记录信息 为了提高存储容量,DVD 盘可分为单面单层 单面双层 双面单层以及双面双层 4 种结构, 如图所示 单面单层 单面双层 双面单层 双面双层 DVD 盘的 4 种结构
2 DVD 的分类 根据 DVD 的容量和格式可以将 DVD 大致可分成 DVD-5 DVD-9 DVD-10 和 DVD-18 如表所示 DVD 的容量和格式
2 DVD 的分类 根据 DVD 的用途来划分, 可以将 DVD 盘片分为五大类 : (1) DVD-ROM( 只读 DVD) (2) DVD Video( 视频 DVD) (3) DVD Audio( 音频 DVD) (4) DVD Recordable( 可写 DVD) (5) DVD-RAM(DVD 随机存储器, 也被称为 DVD-RW, 即 DVD-Rewritable)