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第3题      2019年上半年 数据库系统工程师 上午试卷 综合知识
所属知识点   计算机系统基础        关键词   存储系统   外存储器   存储器
考点辞典   存储系统   存储系统   外存储器   存储器   外存储器   存储系统   外存储器

 
在计算机的存储系统中,( )属于外存储器
 
 
  A.  硬盘
 
  B.  寄存器
 
  C.  高速缓存
 
  D.  内存
 
 
 

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通常可以将计算机系统中执行一条指令的过程分为取指令,分析和执行指令3步。若取指令时间为4△t,分析时间为2△t。执行时间为3△t,按顺序方式从头到尾执行完600条指令所需时间为(4)△t;若按..
  第4题    2009年上半年  
   37%
处理机主要由处理器、存储器和总线组成,总线包括(4)。
 

存储系统
       主存储器
       主存储器简称内存或主存,用来存放当前正在使用或随时要使用的数据和程序,CPU可直接访问。主存一般由RAM和ROM两种工作方式的存储器组成,其绝大部分存储空间由RAM构成。
       主存储器的性能指标包括以下几个方面。
       (1)存储容量。每个内存储单元都有一个地址,对内存的读、写操作都要给出地址来选择具体单元。在微机系统中内存是以字节作为一个单元的。在不同字长的系统中,一次可以对2个、4个或8个单元进行访问。存储容量用字数或字节数(B)来表示,如64KB、512KB、10MB。
       (2)存取时间。存取时间指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。
       (3)存储周期。存储周期指连续启动两次独立的存储器操作(如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。通常,存储周期略大于存储时间,其时间单位为ns。
       (4)存储器带宽。存储器带宽指每秒钟能访问的bit数,记作Bm。设每个存取周期存取数据位为Wb,则Bm=Wb/Tm
       存储器的构成
       由于存储器芯片的容量是有限的,在字数或字长方面与实际存储器的要求都有很大差距,可以通过字向和位向两方面进行扩充。假设一个存储器的容量为M×N位,若使用m×n位的芯片(mM,nN),此时共需要(M/m)×(N/n)个存储器芯片。
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存储系统
       存储器的层次结构
       计算机的三层存储体系结构如下图所示。
       
       存储器层次结构示意框图
       三层存储结构是高速缓存(Cache)、主存储器(Main Memory,MM)和辅助存储器(外存储器)。若将CPU内部寄存器也看作存储器的一个层次,那么存储器的层次分为4层。若有些计算机没有高速缓存,那么存储器的层次分为两层,即只有主存和辅存。
       存储器的分类
       1)按位置分类
       存储器按位置分类,可分为内存和外存。
       (1)内存(主存):用来存储当前运行所需要的程序和数据,速度快,容量小。
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外存储器
外存储器用来存放暂时不用的程序和数据,并且以文件的形式存储。CPU不能直接访问外存中的程序和数据,将其以文件为单位调入主存后方可访问。外存由磁表面存储器(如磁盘、磁带)及光盘存储器构成。
1)磁盘存储器
(1)磁盘存储器的构成。磁盘存储器由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片用来存储信息;驱动器用于驱动磁头沿盘面径向运动以寻找目标磁道位置,驱动盘片以额定速率稳定旋转,并且控制数据的写入和读出;控制器接收主机发来的命令,将它转换成磁盘驱动器的控制命令,并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送,以控制驱动器的读写操作;接口是主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。
(2)磁盘存储器的种类。根据所用材质的不同,磁盘存储器分为软盘和硬盘。
①软盘。为了正确存储信息,将盘片划成许多同心圆,称为磁道,从外到里编号,最外一圈为0道,往内道号依次增加。沿径向的单位距离的磁道数称为道密度,单位为tpi。将一个磁道沿圆周等分为若干段,每段称为一个扇段或扇区,每个扇区内可存放一个固定长度的数据块。磁道上单位距离可记录的比特数称为位密度,单位为bpi。因为每条磁道上的扇区数相同,而每个扇区的大小又一样,所以每个磁道都记录同样多的信息。又因为里圈磁道的圆周比外圈磁道的圆周小,所以里圈磁道的位密度要比外圈磁道的位密度高。最内圈的位密度称为最大位密度。
磁盘容量有两种指标:一种是非格式化容量,它是指一个磁盘所能存储的总位数;另一种是格式化容量,它是指各扇区中数据区容量的总和。计算公式分别为:
非格式化容量=面数×(磁道数/面)×内圆周长×最大位密度
格式化容量=面数×(磁道数/面)×(扇区数/道)×(字节数/扇区)
②硬盘。按盘片是否固定、磁头是否移动等指标,硬盘可分为移动磁头固定盘片的磁盘存储器、固定磁头的磁盘存储器、移动磁头可换盘片的磁盘存储器和温彻斯特磁盘存储器(简称温盘)。一个硬盘驱动器内可装多个盘片,组成盘片组,每个盘片都配有一个独立的磁头。所以记录面上相同序号的磁道构成一个圆柱面,其编号与磁道编号相同。文件存储在硬盘上时尽可能放在同一圆柱面上,或者放在相邻柱面上,这样可以缩短寻道时间。
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存储器
存储器是计算机的一个重要组成部分,它用来保存计算机工作所必需的程序和数据。正因为有了存储器,计算机才有信息记忆功能。
       分类
       1)按在计算机中的作用分类
       按在计算机中的作用可分为内部存储器、外部存储器和缓冲存储器。
       (1)内部存储器简称内存或主存。内存是主机的一个组成部分,它用来容纳当前正在使用的,或者经常要使用的程序或数据,CPU可以直接从内部存储器取指令或存取数据。
       (2)外部存储器简称外存或辅存。外存也是用来存储各种信息的,但是CPU要使用这些信息时,必须通过专门的设备将信息先传送到内存中,因此外存存放相对来说不经常使用的程序和数据。另外,外存总是和某个外部设备相关的。
       (3)缓冲存储器用于两个工作速度不同的部件之间,在交换信息过程中起缓冲作用。
       2)按存储介质分类
       按存储介质可分为半导体存储器、磁表面存储器和光电存储器。
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外存储器
外存储器的特点是容量大、价格低,但是存取速度慢,用于存放暂时不用的程序和数据。外存储器主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。磁盘是最常用的外存储器,通常分软磁盘和硬磁盘两类。目前,常用的外存储器有软盘、硬盘和光盘存储器。它们和内存一样,存储容量也是以字节为基本单位的。
1)软磁盘存储器
软磁盘是用柔软的聚酯材料制成圆形底片,在两个表面涂有磁性材料。目前,常用软盘的直径为3.5英寸。软磁盘安装在硬塑胶盒中,而且没有裸露部分,因此使盘片得到了更好的保护,信息在磁盘上是按磁道和扇区的形式来存放的。磁道即磁盘上的一组同心圆的信息记录区,它们由外向内编号,一般为0~79道。每条磁道被划成相等的区域,称为扇区。一般每磁道有9、15或18个扇区。每个扇区的容量为512B。一个软盘的存储容量可由下面的公式算出,即
软盘总容量=磁道数×扇区数×扇区字节数(512B)×磁盘面数(2)
例如,3.5英寸软盘有80个磁道,每条磁道18个扇区,每个扇区512B,共有两面,则其存储容量的计算公式为:
软盘容量=80×18×512×2=1 474 560B=1.44MB
扇区是软盘(或硬盘)的基本存储单元,每个扇区记录一个数据块,数据块中的数据按顺序存取。扇区也是磁盘操作的最小可寻址单位,与内存进行信息交换是以扇区为单位进行的。
在进行写入操作时,写保护开关先要对磁盘是否有写保护缺口进行检索,如果检测到有写保护缺口,则允许进行写操作;如果没有或被胶纸黏封,则不能进行写操作。
使用软磁盘应注意防磁、防潮、防污(灰尘和手摸)、防丢信息(写保护和勤复制)和防病毒(常加写保护,不使用来历不明的软磁盘)。
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存储系统
       存储器的分类
       存储器的分类主要有以下几种。
       (1)按存储器所处的位置分为内存和外存。
       (2)按构成存储器的材料分为磁存储器、半导体存储器和光存储器。
       (3)按工作方式分为只读存储器和读写存储器。
       (4)按访问方式分为按地址访问的存储器和按内容访问的存储器。
       (5)按寻址方式分为随机存储器、顺序存储器和直接存储器。
       主存储器
       主存储器简称为主存或内存。
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外存储器
外存储器具有存储容量大、价格便宜、信息不易丢失、存取速度比内存慢、机械结构复杂、只能与主存储器交换信息而不能被CPU直接访问等特点,属于输入/输出设备。外存储器的这些特点正好与主存储器互为补充,共同支撑着整个计算机存储体系实现有效的功能。
1)磁盘存储器
磁盘存储器是外存中最常用的存储介质,存取速度较快且具有较大的存储容量,分为软盘存储器和硬盘存储器。
磁盘存储器的主要技术指标如下。
.道密度:沿盘面半径方向单位长度内磁道的数目,单位是:道/毫米。
.位密度:磁道圆周上单位长度内存储的二进制位的个数,单位是:位/毫米。
.存储容量:存储容量=总的盘面数×每面的磁道数×每道的扇区数×每个扇区存储的字节数。
.平均访问时间:平均访问时间=平均寻道(址)时间+平均等待时间。
.平均寻道(址)时间:表示从当前道移至目标道的平均时间,反映了磁头的移动定位速度。
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