a) 假定存取时间是 60ns,刷新时间是 40ns。问:存储周期是多少?假定 1 位 输出,这个 DRAM 所支持的最大数据传输率是多少?
解: 60+40=100ns V=1*10^9/100*1=10^7bit/s=0.125*10^7B/s=1.25MB/s b) 使用这些芯片构成一个 32 位宽的存储器系统,其产生的数据传输率是多 少?
解:V’=1.25*32=40MB/s
对海明码的应用
4. 一个 8 位字 00111001,采用海明码生成校验位后存储。假定由存储器读出数据时,计算出的校验位是 1101,那么由存储器读出的数据字是什么?
00111001 产生的海明码为
C1=D1⊕D2⊕D4⊕D5⊕D7=1 C2=D1⊕D3⊕D4⊕D6⊕D7=1 C3=D2⊕D3⊕D4⊕D8=1 C4=D5⊕D6⊕D7⊕D8=0 0111
与1101异或的结果是1010可知第十位出错 原来的是0011 0 100 1 1 11
第十位出错可知读出的数据字是 00011001
关于寻址单元以及字扩展位扩展
5.已知某机主存容量为 64KB,按字节编址。假定用 1K×4 位的 DRAM 芯片构成该存储器,
请问:
a) 需要多少个这样的 DRAM 芯片?
1B=8bit
所以N=64KB/(1K*4it)=16*8=128个
b) 主存地址共多少位?哪几位用于选片?哪几位用于片内选址?
按字节选址的话64K=2^6*2^10=2^16B 所以主存地址一共16位 一共有2^7个芯片
所以前七位用于选片,后9位用于片内选址
6. 假定用 8K×8 位的 EPROM 芯片组成 32K×16 位的只读存储器,请问
a) 数据寄存器(用于存放数据)最少应有多少位?
16位,与每个寻址单元中数据的长度相同
b) 地址寄存器(用于存放地址)最少应有多少位?
32K=2^15bit 所以最少15位
c) 共需要多少个EPROM芯片
32/8*16/8=8个
Ⅴ External Memory 外部存储器
外存的需求
1.大容量.(不会一直被使用) 2.不易失
外存的种类
包括磁盘、磁带、光盘、USB、SSD
一.磁盘
类型:软盘、硬盘 物理特性:
1.衬底:铝、铝合金、玻璃
使用玻璃的好处:稳定性高,减少读写错误、支持更低的飞行高度,不容易损坏 2.磁头——读写磁盘数据 ·可运动
·不可运动(需要多个磁头) 3.磁盘 ·可移动 ·不可移动
(读写过程中,磁头做径向运动,磁盘旋转) 4.面 ·双面 ·单面
5. 盘片: 单盘、 多盘
柱面:位于同一圆柱表面上的圈
影响多盘效率的因素: 多盘的情况下,每个盘的磁头只能位于盘面的同一个柱面。 6.磁头机制: 接触式(软盘) 固定悬空高度、 可变悬空高度
磁头通过电磁感应进行读写,为增加数据量,可将圈变窄,相应磁头就得变小,此时电磁感
应变弱,必须降低磁盘高度,即飞行高度)
关于Winchester head 温氏磁盘、磁头封装在一个无污染的密封装置中。和常规磁头相比,
可以更加贴近磁表面,数据密度更大。磁盘不动时,以气垫的形式使磁头轻停在磁盘表面。磁盘旋转时,产生的气压使气垫升高而将磁头与盘面分离。
磁盘的工作机制:
·根据极性记录数据
·读写时,磁头固定,磁盘旋转
·写: 正负电流产生不同的脉冲信号传至磁头,表面上产生不同磁性的磁化域,分别代表0、1 ·读:磁场相对磁头运动,在磁头中产生电流,不同的极性产生不同方向的电流
磁盘的数据组织
·磁道:数据由同心圆组成,每个同心圆即磁道
·扇区:每个磁道被分隔为多个区域,存储大小一定,一般为512B
·匀角速度:增加外圈数据间的空间,使得相同角度经过的扇区数目相同(浪费空间) ·多带记录数据:把磁盘分为多个带,同一个带中采取相同的划分方式,不同带之间的划分方
式不同
优点:增加存储量 缺点:需要更加复杂的电路。 扇区内的数据组织:GAP间隙:为磁头提供反应时间
ID FILED: 同步信息,判断是否到达新的扇区(格式化就是划分扇区,
给ID Field写入信息)
数据区域(515B)其中1B为同步信息,512存储数据,2B为CPR产生
校验码
数据传输时间的计算
1.寻道时间:移动磁头定位到要访问的磁道所花费的时间 2.旋转等待时间
3.传输时间:T=b/(rN) b为需要存储的数据量,r为转速,N为每个磁道上的数据 4.存取时间=寻道时间+旋转等待时间+传送时间 Ta=Ts+1/2r+b/rN
例:假设一个磁盘的平均寻道时间为4ms,旋转速度为15000 rpm, 每个扇区有512byte每个磁道有500个扇区,如果我们需要读一个文件包含2500个扇区共1.28Mbytes 1.假设是连续的:则文件占据了5个磁道 2.随机分布的
对于情况1: 15000rpm=2500rps 1/2500=4ms 所以t=2+4/2+4+4*(4/2+4)=34ms
对于情况2: 因为是随机的 t=2500*(4+4/2+0.008)=15020ms