主記憶體 2009.2
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
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)
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)
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
記憶體模組 P2-23 不同規格的 DRAM 模組 DDR2
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
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
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
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
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 )
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
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 )
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
硬式磁碟機 磁柱
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 19328 軌 / 面 64 磁區 / 軌 512 Bytes/ 磁區 230 9.4 GB
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
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?
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 )
光碟機與光碟片 P2-32 光碟片上資料的存放方式
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
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
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
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
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
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
記憶體架構 記憶體的階層關係