计算机系统维护课件

第六讲

外部存储设备

外存概述

与信息存储有关的部件

冯。诺依曼的存储程序计算机中，CPU是 直接连接存储器的

CPU (寄存器）

高速缓存

主存储器

外存储器

存储器硬件的金字塔结构

速 度 越 来 越 快

寄存器

高速缓存 主存储器 软磁盘

容 量 越 来 越 大

硬盘

其它外存设备

寄存器

位于金字塔顶端的是计算机中工作速度最快又 最紧缺的存储资源：CPU中的“寄存器”。 “寄存器”是高速存储单元，其工作速度与信 息处理的运算部件合拍。 与处理部件距离最 近，处理部件执行指令时 一般都直接对寄存器进行操作。

主存储器

*从塔尖往下一个层次，是主存储器（常简称为 “主存”或“内存”），计算机系统工作时主存 里存放着与当前工作有关的程序和数据。 *主存储器目前采用超大规模集成电路技术制造的 半导体存储芯片组成。今天主存的存储芯片一般 被安装制成标准存储模块（俗称“内存条”）。 *有限数量的主板存储模块插槽对计算机的主存储 器最大容量是一种限制。 *输入源及输出目的地。

高速缓存

为了缓和CPU与主存储器之间的速度矛盾，在 CPU 和主存储器之间设置一个缓冲性的高速 存储部件（硬件），这个部件称为高速缓存 （简称“缓存”，英文词是cache）。 命中率

外部存储设备

金字塔中，位于主存储器下面一个层次的是各种外围 存储设备，包括常见的磁盘、磁带、光盘存储器等。 这些存储器的共同特点是存储容量大，存储价格便宜。 外存储器采用磁性的或其他的方式存储信息，其存储 方式的一个重要特点就是非易失性，不需要外部提供 能量。 这类存储设备的数据访问速度比主存储器慢得多。 外存储器的这些特点正好与主存互为补充，共同支撑 着整个计算机存储体系的有效功能。 主存与外存的关系≈主存与Cache的关系

外部存储设备与计算机的连接方式

软盘：软驱 光盘：光驱 硬盘

– 固定硬盘：数据总线（IDE、SCSI） – 移动硬盘：USB接口

磁带：磁带机

外存史话—第一阶段（1952-1992）

1952年，磁带及磁带驱动器 IBM 50年代初，美国公司 磁鼓 1956年，硬盘 IBM 型号为RAMAC 350 重约 1吨，里面由50张直径为24英寸的盘片组成，50 M。 60年代末，软盘 IBM 72年成功应用 到这一阶段末期，磁盘驱动器的尺寸已经缩小到2. 5和3.5英寸，成为业界的标准配置。 在这段时间里，高速缓冲存储控制单元（cached storage control units）在所有的磁盘子系统里 几乎已被普遍应用起来，成为一种标准。 光盘：70年代初

外存史话—第二阶段（1992年至199 9年）

磁盘阵