存儲訪問原理是什麼

① 網路存儲技術的工作原理是什麼有圖解釋么

網路存儲技術（Network Storage Technologies）是基於數據存儲的一種通用網路術語。網路存儲結構大致分為三種：直連式存儲（DAS：Direct Attached Storage）、網路存儲設備（NAS：Network Attached Storage）和存儲網路（SAN：Storage Area Network）。
網路存儲技術
直連式存儲（DAS）：這是一種直接與主機系統相連接的存儲設備，如作為伺服器的計算機內部硬體驅動。到目前為止，DAS 仍是計算機系統中最常用的數據存儲方法。 DAS即直連方式存儲，英文全稱是Direct Attached Storage。中文翻譯成「直接附加存儲」。顧名思義，在這種方式中，存儲設備是通過電纜（通常是SCSI介面電纜）直接到伺服器的。I/O（輸入/輸入）請求直接發送到存儲設備。DAS，也可稱為SAS（Server-Attached Storage，伺服器附加存儲）。它依賴於伺服器，其本身是硬體的堆疊，不帶有任何存儲操作系統。
DAS的適用環境為：
1） 伺服器在地理分布上很分散，通過SAN（存儲區域網路）或NAS（網路直接存儲）在它們之間進行互連非常困難時(商店或銀行的分支便是一個典型的例子)； 2） 存儲系統必須被直接連接到應用伺服器（如Microsoft Cluster Server或某些資料庫使用的「原始分區」）上時； 3） 包括許多資料庫應用和應用伺服器在內的應用，它們需要直接連接到存儲器上，群件應用和一些郵件服務也包括在內。 典型DAS結構如圖所示： 典型DAS結構如圖所示
對於多個伺服器或多台PC的環境，使用DAS方式設備的初始費用可能比較低，可是這種連接方式下，每台PC或伺服器單獨擁有自己的存儲磁碟，容量的再分配困難；對於整個環境下的存儲系統管理，工作煩瑣而重復，沒有集中管理解決方案。所以整體的擁有成本（TCO）較高。目前DAS基本被NAS所代替。下面是DAS與NAS的比較。 DAS與NAS的比較圖
網路存儲設備（NAS）：NAS 是一種採用直接與網路介質相連的特殊設備實現數據存儲的機制。由於這些設備都分配有 IP 地址，所以客戶機通過充當數據網關的伺服器可以對其進行存取訪問，甚至在某些情況下，不需要任何中間介質客戶機也可以直接訪問這些設備。
NAS網路存儲器
1. 最大存儲容量
最存儲大存儲容量是指NAS存儲設備所能存儲數據容量的極限，通俗的講，就是NAS設備能夠支持的最大硬碟數量乘以單個硬碟容量就是最大存儲容量。這個數值取決於NAS設備的硬體規格。不同的硬體級別，適用的范圍不同，存儲容量也就有所差別。通常，一般小型的NAS存儲設備會支持幾百GB的存儲容量，適合中小型公司作為存儲設備共享數據使用，而中高檔的NAS設備應該支持T級別的容量（1T=1000G）。
2. 處理器
同普通電腦類似，NAS產品也都具有自己的處理器（CPU）系統，來協調控制整個系統的正常運行。其採用的處理器也常常與台式機或伺服器的CPU大體相同。目前主要有以下幾類。 （1）Intel系列處理器 （4）AMD系列處理器 （5）PA-RISC型處理器 （6）PowerPC處理器 （7）MIPS處理器 一般針對中小型公司使用NAS產品採用AMD的處理器或Intel PIII/PIV等處理器。而大規模應用的NAS產品則使用Intel Xeon處理器、或者RISC型處理器等。但是也不能一概而論，視具體應用和廠商規劃而定。
3. 內存
NAS從結構上講就是一台精簡型的電腦，每台NAS設備都配備了一定數量的內存，而且大多用戶以後可以擴充。在NAS設備中，常見的內存類型由SDRAM（同步內存）、FLASH（快閃記憶體）等。不同的NAS產品出廠時配備的內存容量不同，一般為幾十兆到數GB（1GB=1000MB）容量不等，這取決於NAS產品的應用范圍，一般來講，應用在小規模的區域網當中的NAS，如果只是應付幾台設備的訪問，64M以下內存容量即可。如果是上百個節點以上的訪問，就得需要上G容量的內存。當然，這不是絕對的因素，NAS產品的綜合性能發揮還取決於它的處理器能力、硬碟速度及其網路實際環境等因素的制約。總之，選購NAS產品時，應該綜合考慮各個方面的性能參數。
4. 介面
NAS產品的外部介面比較簡單，由於只是通過內置網卡與外界通訊，所以一般只具有乙太網絡介面，通常是RJ45規格，而這種介面網卡一般都是100M網卡或1000M網卡。另外，也有部分NAS產品需要與SAN（存儲區域網路）產品連接提供更為強大的功能，所以也可能會有FC（Fiber Channel光纖通道）介面。
5. 預置軟體系統
預制操作系統是指NAS產品出廠時隨機帶的操作系統或者管理軟體。目前NAS產品一般帶有以下幾種系統軟體。 精簡的WINDOWS2000系統 這類系統只是保留了WINDOWS2000 SERVER系統核心網路中最重要的部分，能夠驅動NAS產品正常工作。我們可以把它理解為WINDOWS2000的「精簡版」。 FreeBSD嵌入式系統 FreeBSD是類UNIX系統，在網路應用方面具備極其優異的性能。 Linux嵌入式系統 Linux系統類似於UNIX操組系統，但相比之下具有界面友好、內核升級迅速等特點。常常用來作為電器等產品的嵌入式控制系統。
6. 網路管理
網路管理，是指網路管理員通過網路管理程序對網路上的資源進行集中化管理的操作，包括配置管理、性能和記賬管理、問題管理、操作管理和變化管理等。一台設備所支持的管理程度反映了該設備的可管理性及可操作性。 一般的網路滿足SNMP MIB I / MIB II統計管理功能。常見的網路管理方式有以下幾種： （1）SNMP管理技術 （2）RMON管理技術 （3）基於WEB的網路管理 SNMP是英文「Simple Network Management Protocol」的縮寫，中文意思是「簡單網路管理協議」。SNMP首先是由Internet工程任務組織(Internet Engineering Task Force)(IETF)的研究小組為了解決Internet上的路由器管理問題而提出的。 SNMP是目前最常用的環境管理協議。SNMP被設計成與協議無關，所以它可以在IP，IPX，AppleTalk，OSI以及其他用到的傳輸協議上被使用。SNMP是一系列協議組和規范（見下表），它們提供了一種從網路上的設備中收集網路管理信息的方法。SNMP也為設備向網路管理工作站報告問題和錯誤提供了一種方法。 目前，幾乎所有的網路設備生產廠家都實現了對SNMP的支持。領導潮流的SNMP是一個從網路上的設備收集管理信息的公用通信協議。設備的管理者收集這些信息並記錄在管理信息庫（MIB）中。這些信息報告設備的特性、數據吞吐量、通信超載和錯誤等。MIB有公共的格式，所以來自多個廠商的SNMP管理工具可以收集MIB信息，在管理控制台上呈現給系統管理員。 通過將SNMP嵌入數據通信設備，如交換機或集線器中，就可以從一個中心站管理這些設備，並以圖形方式查看信息。目前可獲取的很多管理應用程序通常可在大多數當前使用的操作系統下運行，如Windows3.11、Windows95 、Windows NT和不同版本UNIX的等。 一個被管理的設備有一個管理代理，它負責向管理站請求信息和動作，代理還可以藉助於陷阱為管理站提供站動提供的信息，因此，一些關鍵的網路設備（如集線器、路由器、交換機等）提供這一管理代理，又稱SNMP代理，以便通過SNMP管理站進行管理。
7. 網路協議
網路協議即網路中（包括互聯網）傳遞、管理信息的一些規范。如同人與人之間相互交流是需要遵循一定的規矩一樣，計算機之間的相互通信需要共同遵守一定的規則，這些規則就稱為網路協議。 一台計算機只有在遵守網路協議的前提下，才能在網路上與其他計算機進行正常的通信。網路協議通常被分為幾個層次，每層完成自己單獨的功能。通信雙方只有在共同的層次間才能相互聯系。常見的協議有：TCP/IP協議、IPX/SPX協議、NetBEUI協議等。在區域網中用得的比較多的是IPX/SPX.。用戶如果訪問Internet，則必須在網路協議中添加TCP/IP協議。 TCP/IP是「transmission Control Protocol/Internet Protocol」的簡寫，中文譯名為傳輸控制協議/互聯網路協議）協議， TCP/IP（傳輸控制協議/網間協議）是一種網路通信協議，它規范了網路上的所有通信設備，尤其是一個主機與另一個主機之間的數據往來格式以及傳送方式。TCP/IP是INTERNET的基礎協議，也是一種電腦數據打包和定址的標准方法。在數據傳送中，可以形象地理解為有兩個信封，TCP和IP就像是信封，要傳遞的信息被劃分成若干段，每一段塞入一個TCP信封，並在該信封面上記錄有分段號的信息，再將TCP信封塞入IP大信封，發送上網。在接受端，一個TCP軟體包收集信封，抽出數據，按發送前的順序還原，並加以校驗，若發現差錯，TCP將會要求重發。因此，TCP/IP在INTERNET中幾乎可以無差錯地傳送數據。 對普通用戶來說，並不需要了解網路協議的整個結構，僅需了解IP的地址格式，即可與世界各地進行網路通信。 IPX/SPX是基於施樂的XEROX』S Network System（XNS）協議，而SPX是基於施樂的XEROX』S SPP（Sequenced Packet Protocol：順序包協議）協議，它們都是由novell公司開發出來應用於區域網的一種高速協議。它和TCP/IP的一個顯著不同就是它不使用ip地址，而是使用網卡的物理地址即（MAC）地址。在實際使用中，它基本不需要什麼設置，裝上就可以使用了。由於其在網路普及初期發揮了巨大的作用，所以得到了很多廠商的支持，包括microsoft等，到現在很多軟體和硬體也均支持這種協議。 NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface ，或NetBios增強用戶介面。它是NetBIOS協議的增強版本，曾被許多操作系統採用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI協議在許多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系統的預設協議。總之NetBEUI協議是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協議，安裝後不需要進行設置，特別適合於在「網路鄰居」傳送數據。所以建議除了TCP/IP協議之外，區域網的計算機最好也安上NetBEUI協議。另外還有一點要注意，如果一台只裝了TCP/IP協議的WINDOWS98機器要想加入到WINNT域，也必須安裝NetBEUI協議。
8. 網路文件協議
網路文件系統是基於網路的分布式文件系統，其文件系統樹的各節點可以存在於不同的聯網計算機甚至不同的系統平台上，可以用來提供跨平台的信息存儲與共享。 當今最主要的兩大網路文件系統是Sun提出的NFS（Network File System）以及由微軟、EMC和NetApp提出的CIFS（Common Internet File System），前者主要用於各種Unix平台，後者則主要用於Windows平台，我們熟悉的「網上鄰居」的文件共享方式就是基於CIFS系統的。其他著名的網路文件系統還有Novell公司的NCP（網路控制協議）、Apple公司的AFP以及卡內基-梅隆大學的Coda等，NAS的主要功能之一便是通過各種網路文件系統提供存儲服務。
9. 網路備份軟體
目前在數據存儲領域可以完成網路數據備份管理的軟體產品主要有Legato公司的NetWorker、IBM公司 的Tivoli、Veritas公司 的NetBackup等。另外有些操作系統，諸如Unix的tar/cpio、Windows2000/NT的Windows Backup、Netware的Sbackup也可以作為NAS的備份軟體。
NetBackup
NetBackup是Veritas公司推出的適用於中型和大型的存儲系統的備份軟體，可以廣泛的支持各種開放平台。另外該公司還推出了適合低端的備份軟體Backup Exec。
NetWorker
NetWorker是Legato公司推出的備份軟體，它適用於大型的復雜網路環境，具有各種先進的備份技術機制，廣泛的支持各種開放系統平台。值得一提的是， NetWorker中的Cellestra技術第一個在產品上實現了Serverless Backup（無伺服器備份）的思想。
IBM Tivoli
IBM Tivoli是IBM公司推出的備份軟體，與Veritas的NetBackup和Legato的NetWorker相比，Tivoli Storage Manager更多的適用於IBM主機為主的系統平台，其強大的網路備份功能可以勝任大規模的海量存儲系統的備份需要。 此外，CA公司原來的備份軟體ARCServe，在低端市場具有相當廣泛的影響力。其新一代備份產品--BrightStor，定位直指中高端市場，也具有不錯的性能。 選購備份軟體時，應該根據不同的用戶需要選擇合適的產品，理想的網路備份軟體系統應該具備以下功能:
集中式管理
網路存儲備份管理系統對整個網路的數據進行管理。利用集中式管理工具的幫助，系統管理員可對全網的備份策略進行統一管理，備份伺服器可以監控所有機器的備份作業，也可以修改備份策略，並可即時瀏覽所有目錄。所有數據可以備份到同備份伺服器或應用伺服器相連的任意一台磁帶庫內。
全自動的備份
備份軟體系統應該能夠根據用戶的實際需求，定義需要備份的數據，然後以圖形界面方式根據需要設置備份時間表，備份系統將自動啟動備份作業，無需人工干預。這個自動備份作業是可自定的,包括一次備份作業、每周的某幾日、每月的第幾天等項目。設定好計劃後，備份作業就會按計劃自動進行。
資料庫備份和恢復
在許多人的觀念里，資料庫和文件還是一個概念。當然，如果你的資料庫系統是基於文件系統的，當然可以用備份文件的方法備份資料庫。但發展至今，資料庫系統已經相當復雜和龐大，再用文件的備份方式來備份資料庫已不適用。是否能夠將需要的數據從龐大的資料庫文件中抽取出來進行備份，是網路備份系統是否先進的標志之一。
在線式的索引
備份系統應為每天的備份在伺服器中建立在線式的索引，當用戶需要恢復時，只需點取在線式索引中需要恢復的文件或數據，該系統就會自動進行文件的恢復。
歸檔管理
用戶可以按項目、時間定期對所有數據進行有效的歸檔處理。提供統一的Open Tape Format 數據存儲格式從而保證所有的應用數據由一個統一的數據格式作為永久的保存，保證數據的永久可利用性。
有效的媒體管理
備份系統對每一個用於作備份的磁帶自動加入一個電子標簽，同時在軟體中提供了識別標簽的功能，如果磁帶外面的標簽脫落，只需執行這一功能，就會迅速知道該磁帶的內容。
滿足系統不斷增加的需求
備份軟體必須能支持多平台系統，當網路上連接上其它的應用伺服器時，對於網路存儲管理系統來說，只需在其上安裝支持這種伺服器的客戶端軟體即可將數據備份到磁帶庫或光碟庫中。
10. 網站瀏覽器支持
網站瀏覽器支持是指能否夠通過WEB（就是WWW，俗稱互聯網）手段對NAS產品進行管理，以及管理時使用的瀏覽器類型。絕大部分的NAS產品都支持WEB管理，這樣的好處是管理方便，用戶在任何地方只要能夠上網就可以輕松的管理NAS設備。 目前NAS產品支持的常用瀏覽器有微軟的IE（Internet Explorer）瀏覽器以及網景公司的Netscape瀏覽器。
11. 網路服務
網路服務是指NAS產品在運行時系統能夠提供何種服務。典型的網路服務有DHCP、DNS、FTP、Telnet、WINS、SMTP等。
DHCP
DHCP的全名是「Dynamic Host Configuration Protocol」，即動態主機配置協議。在使用DHCP的網路里，用戶的計算機可以從DHCP伺服器那裡獲得上網的參數，幾乎不需要做任何手工的配置就可以上網。 一般情況下，DHCP伺服器會盡量保持每台計算機使用同一個IP地址上網。如果計算機長時間沒有上網或配置為使用靜態地址上網，DHCP伺服器就會把這個地址分配給其他計算機。
WINS
WINS是「Windows Internet Name Service」的簡稱，中文為Windows網際命名服務，WINS伺服器主要用於NetBIOS名字（計算機名稱）服務，它處理的是NetBIOS計算機名(Computer Name)，所以也被稱為NetBIOS名字伺服器(NBNS，NetBIOS Name Server)。WINS伺服器可以登記WINS-enabled工作站(下面簡稱為「WINS工作站」)的計算機名、IP地址、DNS域名等數據，當工作站查詢名字時，它又可以將這些數據提供給工作站。
DNS
DNS，Domain Name System或者Domain Name Service（域名系統或者余名服務）。域名系統為Internet上的主機分配域名地址和IP地址。用戶使用域名地址，該系統就會自動把域名地址轉為IP地址。域名服務是運行域名系統的Internet工具。執行域名服務的伺服器稱之為DNS伺服器，通過DNS伺服器來應答域名服務的查詢。
FTP
文件傳輸協議FTP(File Transfer Protocol)是Internet傳統的服務之一。FTP使用戶能在兩個聯網的計算機之間傳輸文件，它是Internet傳遞文件最主要的方法。使用匿名(Anonymous)FTP， 用戶可以免費獲取Internet豐富的資源。除此之外，FTP還提供登錄、目錄查詢、文件操作及其他會話控制功能。
SMTP
SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)即簡單郵件傳輸協議,它是一組用於由源地址到目的地址傳送郵件的規則,由它來控制信件的中轉方式。SMTP協議屬於TCP/IP協議族,它幫助每台計算機在發送或中轉信件時找到下一個目的地。通過SMTP協議所指定的伺服器,我們就可以把E－mail寄到收信人的伺服器上了,整個過程只要幾分鍾。SMTP伺服器則是遵循SMTP協議的發送郵件伺服器，用來發送或中轉你發出的電子郵件。
Telnet
有的時候我們需要運行一些很大的程序，而自己的PC又達不到運行這個程序所必須的配置，在這種情況下，我們可以通過網路連接上一台功能強大的計算機，並且把自己的PC模擬成那台計算機的終端，進而達到在該計算機上運行程序的目的。這種利用網路遠程登錄到其他計算機上，並且以虛擬終端方式遙控程序運行的做法就是TELNET。隨著計算機硬體的發展，目前TELNET在一般網路用戶中已經不是很普遍了，但是對於網路管理員來說，它仍然是個得力助手。
12. 網路安全
網路安全是指網路系統的硬體、軟體及其系統中的數據受到保護，不受偶然的或者惡意的原因而遭到破壞、更改、泄露，系統連續可靠正常地運行，網路服務不中斷。 網路安全實際上包括兩部分：網路的安全和主機系統的安全。網路安全主要通過設置防火牆來實現，也可以考慮在路由器上設置一些數據包過濾的方法防止來自Internet上的黑客的攻擊。至於系統的安全則需根據不同的操作系統來修改相關的系統文件，合理設置用戶許可權和文件屬性。 NAS產品的網路安全應具有以下四個方面的特徵： 保密性：信息不泄露給非授權用戶、實體或過程，或供其利用的特性。 完整性： 數據未經授權不能進行改變的特性。即信息在存儲或傳輸過程中保持不被修 改、不被破壞和丟失的特性。 可用性：可被授權實體訪問並按需求使用的特性。即當需要時能否存取所需的信息。例 如網路環境下拒絕服務、破壞網路和有關系統的正常運行等都屬於對可用性的攻擊； 可控性：對信息的傳播及內容具有控制能力。
13. NAS
NAS是英文「Network Attached Storage」的縮寫, 中文意思是「網路附加存儲」。按字面簡單說就是連接在網路上, 具備資料存儲功能的裝置，因此也稱為「網路存儲器」或者「網路磁碟陣列」。 從結構上講，NAS是功能單一的精簡型電腦，因此在架構上不像個人電腦那麼復雜，在外觀上就像家電產品，只需電源與簡單的控制鈕， 結構圖如下： NAS是一種專業的網路文件存儲及文件備份設備，它是基於LAN（區域網）的，按照TCP/IP協議進行通信，以文件的I/O（輸入/輸出）方式進行數據傳輸。在LAN環境下，NAS已經完全可以實現異構平台之間的數據級共享，比如NT、UNIX等平台的共享。 一個NAS系統包括處理器，文件服務管理模塊和多個硬碟驅動器(用於數據的存儲)。 NAS 可以應用在任何的網路環境當中。主伺服器和客戶端可以非常方便地在NAS上存取任意格式的文件，包括SMB格式（Windows）NFS格式(Unix, Linux)和CIFS（Common Internet File System）格式等等。典型的NAS的網路結構如下圖所示： 存儲網路（SAN）：SAN 是指存儲設備相互連接且與一台伺服器或一個伺服器群相連的網路。其中的伺服器用作 SAN 的接入點。在有些配置中，SAN 也與網路相連。SAN 中將特殊交換機當作連接設備。它們看起來很像常規的乙太網絡交換機，是 SAN 中的連通點。SAN 使得在各自網路上實現相互通信成為可能，同時並帶來了很多有利條件。 SAN英文全稱：Storage Area Network，即存儲區域網路。它是一種通過光纖集線器、光纖路由器、光纖交換機等連接設備將磁碟陣列、磁帶等存儲設備與相關伺服器連接起來的高速專用子網。 SAN由三個基本的組件構成：介面（如SCSI、光纖通道、ESCON等）、連接設備（交換設備、網關、路由器、集線器等）和通信控制協議（如IP和SCSI等）。這三個組件再加上附加的存儲設備和獨立的SAN伺服器，就構成一個SAN系統。SAN提供一個專用的、高可靠性的基於光通道的存儲網路，SAN允許獨立地增加它們的存儲容量，也使得管理及集中控制（特別是對於全部存儲設備都集群在一起的時候）更加簡化。而且，光纖介面提供了10 km的連接長度，這使得物理上分離的遠距離存儲變得更容易.

② 各種存儲器的工作原理是什麼

1．按用途分類 ⑴內部存儲器 內部存儲器又叫內存，是主存儲器。用來存儲當前正在使用的或經常使用的程序和數據。CPU可以對他直接訪問，存取速度較快。 ⑵外部存儲器 外部存儲器又叫外存，是輔助寄存器。外存的特點是容量大，所存的信息既可以修改也可以保存。存取速度較慢，要用專用的設備來管理。 計算機工作時，一般由內存ROM中的引導程序啟動程序，再從外存中讀取系統程序和應用程序，送到內存的RAM中，程序運行的中間結果放在RAM中,（內存不夠是也可以放在外存中）程序的最終結果存入外部存儲器。
2.按存儲器的性質分類 ⑴RAM隨機存取存儲器（Random Access Memory） CPU根據RAM的地址將數據隨機的寫入或讀出。電源切斷後，所存數據全部丟失。按照集成電路內部結構不同，RAM又分為兩類： ①SRAM靜態RAM（Static RAM） 靜態RAM速度非常快，只要電源存在內容就不會消失。但他的基本存儲電路是由6個MOS管組成1位。集成度較低，功耗也較大。一般高速緩沖存儲器（Cache memory）用它組成。 ②DRAM動態RAM（Dynamic RAM） DRAM內容在 或 秒之後自動消失，因此必須周期性的在內容消失之前進行刷新（Refresh）。由於他的基本存儲電路由一個晶體管及一個電容組成，因此他的集成成本較低，另外耗電也少，但是需要刷新電路。⑵ROM只讀存儲器（Read Only Memory） ROM存儲器將程序及數據固化在晶元中，數據只能讀出不能寫入。電源關掉，數據也不會丟失。ROM按集成電路的內部結構可以分為：①PROM可編程ROM（Programable ROM ）將設計的程序固化進去，ROM內容不可更改。②EPROM可擦除、可編程（Erasable PROM）可編程固化程序，且在程序固化後可通過紫外線光照擦除，以便重新固化新數據。③EEPROM電可擦除可編程（Electrically Erasable PROM） 可編程固化程序，並可利用電壓來擦除晶元內容，以便重新固化新數據。 3、按存儲介質分
(1)半導體存儲器。 存儲元件由半導體器件組成的叫半導體存儲器。其優點是體積小、功耗低、存取時間短。其缺點是當電源消失時，所存信息也隨即丟失，是一種易失性存儲器。
半導體存儲器又可按其材料的不同， 分為雙極型（TTL）半導體存儲器和MOS半導體存儲器兩種。 前者具有高速的特點，而後者具有高集成度的特點，並且製造簡單、成本低廉， 功耗小、故MOS半導體存儲器被廣泛應用。 (2)磁表面存儲器。 磁表面存儲器是在金屬或塑料基體的表面上塗一層磁性材料作為記錄介質，工作時磁層隨載磁體高速運轉，用磁頭在磁層上進行讀寫操作，故稱為磁表面存儲器。
按載磁體形狀的不同，可分為磁碟、磁帶和磁鼓。現代計算機已很少採用磁鼓。由於用具有矩形磁滯回線特性的材料作磁表面物質，它們按其剩磁狀態的不同而區分「0」或「1」，而且剩磁狀態不會輕易丟失，故這類存儲器具有非易失性的特點。
(3)光碟存儲器。 光碟存儲器是應用激光在記錄介質(磁光材料)上進行讀寫的存儲器，具有非易失性的特點。光碟記錄密度高、耐用性好、可靠性高和可互換性強等。 4、按存取方式分類
按存取方式可把存儲器分為隨機存儲器、只讀存儲器、順序存儲器和直接存取存儲器四類。
(1)隨機存儲器RAM RAM是一種可讀寫存儲器， 其特點是存儲器的任何一個存儲單元的內容都可以隨機存取，而且存取時間與存儲單元的物理位置無關。計算機系統中的主存都採用這種隨機存儲器。由於存儲信息原理的不同， RAM又分為靜態RAM (以觸發器原理寄存信息)和動態RAM(以電容充放電原理寄存信息)。
(2)只讀存儲器 只讀存儲器是能對其存儲的內容讀出，而不能對其重新寫入的存儲器。這種存儲器一旦存入了原始信息後，在程序執行過程中，只能將內部信息讀出，而不能隨意重新寫入新的信息去改變原始信息。因此，通常用它存放固定不變的程序、常數以及漢字字型檔，甚至用於操作系統的固化。它與隨機存儲器可共同作為主存的一部分，統一構成主存的地址域。
只讀存儲器分為掩膜型只讀存儲器MROM（Masked ROM）、可編程只讀存儲器PROM(Programmable ROM)、可擦除可編程只讀存儲器EPROM(Erasable Programmable ROM)、用電可擦除可編程的只讀存儲器EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM)。以及近年來出現了的快擦型存儲器Flash Memory，它具有EEPROM的特點，而速度比EEPROM快得多。
(3)串列訪問存儲器 如果對存儲單元進行讀寫操作時，需按其物理位置的先後順序尋找地址，則這種存儲器叫做串列訪問存儲器。顯然這種存儲器由於信息所在位置不同，使得讀寫時間均不相同。如磁帶存儲器，不論信息處在哪個位置，讀寫時必須從其介質的始端開始按順序尋找，故這類串列訪問的存儲器又叫順序存取存儲器。還有一種屬於部分串列訪問的存儲器，如磁碟。在對磁碟讀寫時，首先直接指出該存儲器中的某個小區域(磁軌)，然後再順序尋訪，直至找到位置。故其前段是直接訪問，後段是串列訪問，也稱其為半順序存取存儲器。

③ 固態硬碟的存儲原理是什麼

一、固定分區存儲管理
其基本思想是將內存劃分成若干固定大小的分區，每個分區中最多隻能裝入一個作業。當作業申請內存時，系統按一定的演算法為其選擇一個適當的分區，並裝入內存運行。由於分區大小是事先固定的，因而可容納作業的大小受到限制，而且當用戶作業的地址空間小於分區的存儲空間時，造成存儲空間浪費。

1、空間的分配與回收

系統設置一張「分區分配表」來描述各分區的使用情況，登記的內容應包括：分區號、起始地址、長度和佔用標志。其中佔用標志為「0」時，表示目前該分區空閑；否則登記佔用作業名（或作業號）。有了「分區分配表」，空間分配與回收工作是比較簡單的。

2、地址轉換和存儲保護

固定分區管理可以採用靜態重定位方式進行地址映射。

為了實現存儲保護，處理器設置了一對「下限寄存器」和「上限寄存器」。當一個已經被裝入主存儲器的作業能夠得到處理器運行時，進程調度應記錄當前運行作業所在的分區號，且把該分區的下限地址和上限地址分別送入下限寄存器和上限寄存器中。處理器執行該作業的指令時必須核對其要訪問的絕對地址是否越界。

3、多作業隊列的固定分區管理

為避免小作業被分配到大的分區中造成空間的浪費，可採用多作業隊列的方法。即系統按分區數設置多個作業隊列，將作業按其大小排到不同的隊列中，一個隊列對應某一個分區，以提高內存利用率。

二、可變分區存儲管理
可變分區存儲管理不是預先將內存劃分分區，而是在作業裝入內存時建立分區，使分區的大小正好與作業要求的存儲空間相等。這種處理方式使內存分配有較大的靈活性，也提高了內存利用率。但是隨著對內存不斷地分配、釋放操作會引起存儲碎片的產生。

1、空間的分配與回收

採用可變分區存儲管理，系統中的分區個數與分區的大小都在不斷地變化，系統利用「空閑區表」來管理內存中的空閑分區，其中登記空閑區的起始地址、長度和狀態。當有作業要進入內存時，在「空閑區表」中查找狀態為「未分配」且長度大於或等於作業的空閑分區分配給作業，並做適當調整；當一個作業運行完成時，應將該作業佔用的空間作為空閑區歸還給系統。

可以採用首先適應演算法、最佳（優）適應演算法和最壞適應演算法三種分配策略之一進行內存分配。

2、地址轉換和存儲保護

可變分區存儲管理一般採用動態重定位的方式，為實現地址重定位和存儲保護，系統設置相應的硬體：基址/限長寄存器（或上界/下界寄存器）、加法器、比較線路等。

基址寄存器用來存放程序在內存的起始地址，限長寄存器用來存放程序的長度。處理機在執行時，用程序中的相對地址加上基址寄存器中的基地址，形成一個絕對地址，並將相對地址與限長寄存器進行計算比較，檢查是否發生地址越界。

3、存儲碎片與程序的移動

所謂碎片是指內存中出現的一些零散的小空閑區域。由於碎片都很小，無法再利用。如果內存中碎片很多，將會造成嚴重的存儲資源浪費。解決碎片的方法是移動所有的佔用區域，使所有的空閑區合並成一片連續區域，這一技術稱為移動技術（緊湊技術）。移動技術除了可解決碎片問題還使內存中的作業進行擴充。顯然，移動帶來系統開銷加大，並且當一個作業如果正與外設進行I/O時，該作業是無法移動的。

④ 什麼是存儲訪問的局部性原理,它分別成哪兩個方面的局部性

程序局部性原理:虛擬存儲管理的效率與程序局部性程序有很大關系。根據統計，進程運行時，在-
段時間內，其程序的執行往往呈現岀高度的局限性，包括時間局部性和空間局部性
1、時間局部性:是指若一條指令被執行，則在不久的將來，它可能再被執行
2、空間局部性:是指一旦一個存儲單元被訪問，那它附近的單元也將很快被訪問

⑤ 硬碟存儲原理是什麼（我要詳細的）

硬碟數據結構初買來一塊硬碟，我們是沒有辦法使用的，你需要將它分區、格式化，然後再安裝上操作系統才可以使用。就拿我們一直沿用到現在的Win9x/Me系列來說，我們一般要將硬碟分成主引導扇區、操作系統引導扇區、FAT、DIR和Data等五部分（其中只有主引導扇區是唯一的，其它的隨你的分區數的增加而增加）。 主引導扇區主引導扇區位於整個硬碟的0磁軌0柱面1扇區，包括硬碟主引導記錄MBR（Main Boot Record）和分區表DPT（Disk Partition Table）。其中主引導記錄的作用就是檢查分區表是否正確以及確定哪個分區為引導分區，並在程序結束時把該分區的啟動程序（也就是操作系統引導扇區）調入內存加以執行。至於分區表，很多人都知道，以80H或00H為開始標志，以55AAH為結束標志，共64位元組，位於本扇區的最末端。值得一提的是，MBR是由分區程序（例如DOS 的Fdisk.exe）產生的，不同的操作系統可能這個扇區是不盡相同。如果你有這個意向也可以自己去編寫一個，只要它能完成前述的任務即可，這也是為什麼能實現多系統啟動的原因（說句題外話:正因為這個主引導記錄容易編寫，所以才出現了很多的引導區病毒）。 操作系統引導扇區OBR（OS Boot Record）即操作系統引導扇區，通常位於硬碟的0磁軌1柱面1扇區（這是對於DOS來說的，對於那些以多重引導方式啟動的系統則位於相應的主分區/擴展分區的第一個扇區），是操作系統可直接訪問的第一個扇區，它也包括一個引導程序和一個被稱為BPB（BIOS Parameter Block）的本分區參數記錄表。其實每個邏輯分區都有一個OBR，其參數視分區的大小、操作系統的類別而有所不同。引導程序的主要任務是判斷本分區根目錄前兩個文件是否為操作系統的引導文件（例如MSDOS或者起源於MSDOS的Win9x/Me的IO.SYS和MSDOS.SYS）。如是，就把第一個文件讀入內存，並把控制權交予該文件。BPB參數塊記錄著本分區的起始扇區、結束扇區、文件存儲格式、硬碟介質描述符、根目錄大小、FAT個數、分配單元（Allocation Unit，以前也稱之為簇）的大小等重要參數。OBR由高級格式化程序產生（例如DOS 的Format.com）。-------------------------------------------------------------------------------- 文件分配表

FAT FAT(File Allocation Table)即文件分配表，是DOS/Win9x系統的文件定址系統，為了數據安全起見，FAT一般做兩個，第二FAT為第一FAT的備份, FAT區緊接在OBR之後，其大小由本分區的大小及文件分配單元的大小決定。關於FAT的格式歷來有很多選擇，Microsoft 的DOS及Windows採用我們所熟悉的FAT12、FAT16和FAT32格式，但除此以外並非沒有其它格式的FAT，像Windows NT、OS/2、UNIX/Linux、Novell等都有自己的文件管理方式。 目錄區DIR是Directory即根目錄區的簡寫，DIR緊接在第二FAT表之後,只有FAT還不能定位文件在磁碟中的位置，FAT還必須和DIR配合才能准確定位文件的位置。DIR記錄著每個文件（目錄）的起始單元（這是最重要的）、文件的屬性等。定位文件位置時，操作系統根據DIR中的起始單元，結合FAT表就可以知道文件在磁碟的具體位置及大小了。在DIR區之後，才是真正意義上的數據存儲區，即DATA區。 數據區DATA雖然占據了硬碟的絕大部分空間，但沒有了前面的各部分，它對於我們來說，也只能是一些枯燥的二進制代碼，沒有任何意義。在這里有一點要說明的是，我們通常所說的格式化程序（指高級格式化，例如DOS下的Format程序），並沒有把DATA區的數據清除，只是重寫了FAT表而已，至於分區硬碟，也只是修改了MBR和OBR，絕大部分的DATA區的數據並沒有被改變，這也是許多硬碟數據能夠得以修復的原因。但即便如此，如MBR/OBR/FAT/DIR之一被破壞的話，也足夠咱們那些所謂的DIY老鳥們忙乎半天了……需要提醒大家的是，如果你經常整理磁碟，那麼你的數據區的數據可能是連續的，這樣即使MBR/FAT/DIR全部壞了，我們也可以使用磁碟編輯軟體（比如DOS下的DiskEdit），只要找到一個文件的起始保存位置，那麼這個文件就有可能被恢復（當然了，這需要一個前提，那就是你沒有覆蓋這個文件……）。 硬碟分區方式我們平時說到的分區概念，不外乎三種:主分區、擴展分區和邏輯分區。主分區是一個比較單純的分區，通常位於硬碟的最前面一塊區域中，構成邏輯C磁碟。在主分區中，不允許再建立其它邏輯磁碟。擴展分區的概念則比較復雜，也是造成分區和邏輯磁碟混淆的主要原因。由於硬碟僅僅為分區表保留了64個位元組的存儲空間，而每個分區的參數占據16個位元組，故主引導扇區中總計可以存儲4個分區的數據。操作系統只允許存儲4個分區的數據，如果說邏輯磁碟就是分區，則系統最多隻允許4個邏輯磁碟。對於具體的應用，4個邏輯磁碟往往不能滿足實際需求。為了建立更多的邏輯磁碟供操作系統使用，系統引入了擴展分區的概念。所謂擴展分區，嚴格地講它不是一個實際意義的分區，它僅僅是一個指向下一個分區的指針，這種指針結構將形成一個單向鏈表。這樣在主引導扇區中除了主分區外，僅需要存儲一個被稱為擴展分區的分區數據，通過這個擴展分區的數據可以找到下一個分區（實際上也就是下一個邏輯磁碟）的起始位置，以此起始位置類推可以找到所有的分區。無論系統中建立多少個邏輯磁碟，在主引導扇區中通過一個擴展分區的參數就可以逐個找到每一個邏輯磁碟。需要特別注意的是，由於主分區之後的各個分區是通過一種單向鏈表的結構來實現鏈接的，因此，若單向鏈表發生問題，將導致邏輯磁碟的丟失。 數據存儲原理既然要進行數據的恢復，當然數據的存儲原理我們不能不提，在這之中，我們還要介紹一下數據的刪除和硬碟的格式化相關問題…… 文件的讀取操作系統從目錄區中讀取文件信息（包括文件名、後綴名、文件大小、修改日期和文件在數據區保存的第一個簇的簇號），我們這里假設第一個簇號是0023。操作系統從0023簇讀取相應的數據，然後再找到FAT的0023單元，如果內容是文件結束標志（FF），則表示文件結束，否則內容保存數據的下一個簇的簇號，這樣重復下去直到遇到文件結束標志。 文件的寫入當我們要保存文件時，操作系統首先在DIR區中找到空區寫入文件名、大小和創建時間等相應信息，然後在Data區找到閑置空間將文件保存，並將Data區的第一個簇寫入DIR區，其餘的動作和上邊的讀取動作差不多。 文件的刪除看了前面的文件的讀取和寫入，你可能沒有往下邊繼續看的信心了，不過放心，Win9x的文件刪除工作卻是很簡單的，簡單到只在目錄區做了一點小改動――將目錄區的文件的第一個字元改成了E5就表示將改文件刪除了。 Fdisk和Format的一點小說明和文件的刪除類似，利用Fdisk刪除再建立分區和利用Format格式化邏輯磁碟（假設你格式化的時候並沒有使用/U這個無條件格式化參數）都沒有將數據從DATA區直接刪除，前者只是改變了分區表，後者只是修改了FAT表，因此被誤刪除的分區和誤格式化的硬碟完全有可能恢復……

⑥ U盤的存儲原理是什麼

U盤的存儲原理是:計算機把二進制數字信號轉為復合二進制數字信號（加入分配、核對、堆棧等指令）讀寫到USB晶元適配介面，通過晶元處理信號分配給EPROM2存儲晶元的相應地址存儲二進制數據，實現數據的存儲。

EPROM2數據存儲器，其控制原理是電壓控制柵晶體管的電壓高低值（高低電位），柵晶體管的結電容可長時間保存電壓值，也就是為什麼USB斷電後能保存數據的原因。

(6)存儲訪問原理是什麼擴展閱讀

U盤最大的優點就是：小巧便於攜帶、存儲容量大、價格便宜、性能可靠。U盤體積很小，僅大拇指般大小，重量極輕，一般在15克左右，特別適合隨身攜帶，我們可以把它掛在胸前、吊在鑰匙串上、甚至放進錢包里。

一般的U盤容量有2G、4G、8G、16G、32G、64G（1GB已沒有了，因為容量過小），除此之外還有128G、256G、512G、1T等。價格上以最常見的8GB為例，20-40元左右就能買到，16G的50元左右。快閃記憶體檔中無任何機械式裝置，抗震性能極強。另外，快閃記憶體檔還具有防潮防磁、耐高低溫等特性，安全可靠性很好。

快閃記憶體檔幾乎不會讓水或灰塵滲入，也不會被刮傷，而這些在舊式的攜帶式存儲設備（例如光碟、軟碟片）等是嚴重的問題。

而快閃記憶體檔所使用的固態存儲設計讓它們能夠抵抗無意間的外力撞擊。這些優點使得快閃記憶體檔非常適合用來從某地把個人數據或是工作文件攜帶到另一地，例如從家中到學校或是辦公室，或是一般來說需要攜帶到並訪問個人數據的各種地點。由於USB在現今的個人電腦中幾乎無所不在，因而到處都可以使用快閃記憶體檔。不過，小尺寸的快閃記憶體檔也讓它們常常被放錯地方、忘掉或遺失。

快閃記憶體檔雖然小，但相對來說卻有很大的存儲容量。早期快閃記憶體檔容量較小，僅可存儲16-32M文件，即便是這樣，也相當於當時通用的可擦寫移動存儲介質軟盤容量的10-20倍。隨著科技的發展，U盤容量也依摩爾定律飛速猛增。

到2012年為止，4G容量U盤已基本處於淘汰的邊緣，主流U盤容量發展為8-16G，相當於2-4張DVD光碟的容量。最大容量則已達到1T，相當於240餘張DVD光碟的容量。

快閃記憶體檔使用USB大量存儲設備的類別，這表示大多數現代的操作系統都可以在不需要另外安裝驅動程序的情況下讀取及寫入快閃記憶體檔。

快閃記憶體檔在操作系統裡面顯示成區塊式的邏輯單元，隱藏內部快閃記憶體所需的復雜細節。操作系統可以使用任何文件系統或是區塊定址的方式。也可以製作啟動U盤來引導計算機。

與其它的快閃記憶體設備相同，快閃記憶體檔在總讀取與寫入次數上也有限制。中階的快閃記憶體檔在正常使用狀況下可以讀取與寫入數十萬次，但當快閃記憶體檔變舊時，寫入的動作會更耗費時間。當我們用快閃記憶體檔來運行應用程序或操作系統時，便不能不考慮這點。

有些程序開發者特別針對這個特性以及容量的限制，為快閃記憶體檔撰寫了特別版本的操作系統（例如Linux）或是應用程序（例如Mozilla
Firefox）。它們通常對使用空間做優化，並且將暫存檔存儲在電腦的主存中，而不是快閃記憶體檔里。

許多快閃記憶體檔支持寫入保護的機制。這種在外殼上的開關可以防止電腦寫入或修改磁碟上的數據。寫入保護可以防止電腦病毒文件寫入快閃記憶體檔，以防止該病毒的傳播。沒有防寫功能的快閃記憶體檔，則成了多種病毒隨自動運行等功能傳播的途徑。

快閃記憶體檔比起機械式的磁碟來說更能容忍外力的撞擊，但仍然可能因為嚴重的物理損壞而故障或遺失數據。在組裝電腦中，錯誤的USB連接埠接線也可能損壞快閃記憶體檔的電路。

⑦ 存儲器的原理是什麼

存儲器講述工作原理及作用

介紹

存儲器(Memory)是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器;在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等;在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。

2.按存取方式分類

(1)隨機存儲器(RAM)：如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存儲器(RAM)。RAM主要用來存放各種輸入/輸出的程序、數據、中間運算結果以及存放與外界交換的信息和做堆棧用。隨機存儲器主要充當高速緩沖存儲器和主存儲器。

(2)串列訪問存儲器(SAS)：如果存儲器只能按某種順序來存取，也就是說，存取時間與存儲單元的物理位置有關，則這種存儲器稱為串列訪問存儲器。串列存儲器又可分為順序存取存儲器(SAM)和直接存取存儲器(DAM)。順序存取存儲器是完全的串列訪問存儲器，如磁帶，信息以順序的方式從存儲介質的始端開始寫入(或讀出);直接存取存儲器是部分串列訪問存儲器，如磁碟存儲器，它介於順序存取和隨機存取之間。

(3)只讀存儲器(ROM)：只讀存儲器是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM(MROM)，可擦除可編程ROM(EPROM)，電可擦除可編程ROM(EEPROM).ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，計算機常把一些管理、監控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。

3.按信息的可保存性分類

非永久記憶的存儲器：斷電後信息就消失的存儲器，如半導體讀/寫存儲器RAM。

永久性記憶的存儲器：斷電後仍能保存信息的存儲器，如磁性材料做成的存儲器以及半導體ROM。

4.按在計算機系統中的作用分

根據存儲器在計算機系統中所起的作用，可分為主存儲器、輔助存儲器、高速緩沖存儲器、控制存儲器等。為了解決對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾，目前通常採用多級存儲器體系結構，即使用高速緩沖存儲器、主存儲器和外存儲器。

能力影響

從寫命令轉換到讀命令，在某個時間訪問某個地址，以及刷新數據等操作都要求數據匯流排在一定時間內保持休止狀態，這樣就不能充分利用存儲器通道。此外，寬並行匯流排和DRAM內核預取都經常導致不必要的大數據量存取。在指定的時間段內，存儲器控制器能存取的有用數據稱為有效數據速率，這很大程度上取決於系統的特定應用。有效數據速率隨著時間而變化，常低於峰值數據速率。在某些系統中，有效數據速率可下降到峰值速率的10%以下。

通常，這些系統受益於那些能產生更高有效數據速率的存儲器技術的變化。在CPU方面存在類似的現象，最近幾年諸如AMD和 TRANSMETA等公司已經指出，在測量基於CPU的系統的性能時，時鍾頻率不是唯一的要素。存儲器技術已經很成熟，峰值速率和有效數據速率或許並不比以前匹配的更好。盡管峰值速率依然是存儲器技術最重要的參數之一，但其他結構參數也可以極大地影響存儲器系統的性能。

影響有效數據速率的參數

有幾類影響有效數據速率的參數，其一是導致數據匯流排進入若干周期的停止狀態。在這類參數中，匯流排轉換、行周期時間、CAS延時以及RAS到CAS的延時(tRCD)引發系統結構中的大部分延遲問題。

匯流排轉換本身會在數據通道上產生非常長的停止時間。以GDDR3系統為例，該系統對存儲器的開放頁不斷寫入數據。在這期間，存儲器系統的有效數據速率與其峰值速率相當。不過，假設100個時鍾周期中，存儲器控制器從讀轉換到寫。由於這個轉換需要6個時鍾周期，有效的數據速率下降到峰值速率的 94%。在這100個時鍾周期中，如果存儲器控制器將匯流排從寫轉換到讀的話，將會丟失更多的時鍾周期。這種存儲器技術在從寫轉換到讀時需要15個空閑周期，這會將有效數據速率進一步降低到峰值速率的79%。表1顯示出針幾種高性能存儲器技術類似的計算結果。

顯然，所有的存儲器技術並不相同。需要很多匯流排轉換的系統設計師可以選用諸如XDR、RDRAM或者DDR2這些更高效的技術來提升性能。另一方面，如果系統能將處理事務分組成非常長的讀寫序列，那麼匯流排轉換對有效帶寬的影響最小。不過，其他的增加延遲現象，例如庫(bank)沖突會降低有效帶寬，對性能產生負面影響。

DRAM技術要求庫的頁或行在存取之前開放。一旦開放，在一個最小周期時間，即行周期時間(tRC)結束之前，同一個庫中的不同頁不能開放。對存儲器開放庫的不同頁存取被稱為分頁遺漏，這會導致與任何tRC間隔未滿足部分相關的延遲。對於還沒有開放足夠周期以滿足tRC間隙的庫而言，分頁遺漏被稱為庫沖突。而tRC決定了庫沖突延遲時間的長短，在給定的DRAM上可用的庫數量直接影響庫沖突產生的頻率。

大多數存儲器技術有4個或者8個庫，在數十個時鍾周期具有tRC值。在隨機負載情況下，那些具有8個庫的內核比具有4個庫的內核所發生的庫沖突更少。盡管tRC與庫數量之間的相互影響很復雜，但是其累計影響可用多種方法量化。

存儲器讀事務處理

考慮三種簡單的存儲器讀事務處理情況。第一種情況，存儲器控制器發出每個事務處理，該事務處理與前一個事務處理產生一個庫沖突。控制器必須在打開一個頁和打開後續頁之間等待一個tRC時間，這樣增加了與頁循環相關的最大延遲時間。在這種情況下的有效數據速率很大程度上決定於I/O，並主要受限於DRAM內核電路。最大的庫沖突頻率將有效帶寬削減到當前最高端存儲器技術峰值的20%到30%。

在第二種情況下，每個事務處理都以隨機產生的地址為目標。此時，產生庫沖突的機會取決於很多因素，包括tRC和存儲器內核中庫數量之間的相互作用。tRC值越小，開放頁循環地越快，導致庫沖突的損失越小。此外，存儲器技術具有的庫越多，隨機地址存取庫沖突的機率就越小。

第三種情況，每個事務處理就是一次頁命中，在開放頁中定址不同的列地址。控制器不必訪問關閉頁，允許完全利用匯流排，這樣就得到一種理想的情況，即有效數據速率等於峰值速率。

第一種和第三種情況都涉及到簡單的計算，隨機情況受其他的特性影響，這些特性沒有包括在DRAM或者存儲器介面中。存儲器控制器仲裁和排隊會極大地改善庫沖突頻率，因為更有可能出現不產生沖突的事務處理，而不是那些導致庫沖突的事務處理。

然而，增加存儲器隊列深度未必增加不同存儲器技術之間的相對有效數據速率。例如，即使增加存儲器控制隊列深度，XDR的有效數據速率也比 GDDR3高20%。存在這種增量主要是因為XDR具有更高的庫數量以及更低的tRC值。一般而言，更短的tRC間隔、更多的庫數量以及更大的控制器隊列能產生更高的有效帶寬。

實際上，很多效率限制現象是與行存取粒度相關的問題。tRC約束本質上要求存儲器控制器從新開放的行中存取一定量的數據，以確保數據管線保持充滿。事實上，為保持數據匯流排無中斷地運行，在開放一個行之後，只須讀取很少量的數據，即使不需要額外的數據。

另外一種減少存儲器系統有效帶寬的主要特性被歸類到列存取粒度范疇，它規定了每次讀寫操作必須傳輸的數據量。與之相反，行存取粒度規定每個行激活(一般指每個RAS的CAS操作)需要多少單獨的讀寫操作。列存取粒度對有效數據速率具有不易於量化的巨大影響。因為它規定一個讀或寫操作中需要傳輸的最小數據量，列存取粒度給那些一次只需要很少數據量的系統帶來了問題。例如，一個需要來自兩列各8位元組的16位元組存取粒度系統，必須讀取總共32位元組以存取兩個位置。因為只需要32個位元組中的16個位元組，系統的有效數據速率降低到峰值速率的50%。匯流排帶寬和脈沖時間長度這兩個結構參數規定了存儲器系統的存取粒度。

匯流排帶寬是指連接存儲器控制器和存儲器件之間的數據線數量。它設定最小的存取粒度，因為對於一個指定的存儲器事務處理，每條數據線必須至少傳遞一個數據位。而脈沖時間長度則規定對於指定的事務處理，每條數據線必須傳遞的位數量。每個事務處理中的每條數據線只傳一個數據位的存儲技術，其脈沖時間長度為1。總的列存取粒度很簡單：列存取粒度=匯流排寬度×脈沖時間長度。

很多系統架構僅僅通過增加DRAM器件和存儲匯流排帶寬就能增加存儲系統的可用帶寬。畢竟，如果4個400MHz數據速率的連接可實現 1.6GHz的總峰值帶寬，那麼8個連接將得到3.2GHz。增加一個DRAM器件，電路板上的連線以及ASIC的管腳就會增多，總峰值帶寬相應地倍增。

首要的是，架構師希望完全利用峰值帶寬，這已經達到他們通過物理設計存儲器匯流排所能達到的最大值。具有256位甚或512位存儲匯流排的圖形控制器已並不鮮見，這種控制器需要1,000個，甚至更多的管腳。封裝設計師、ASIC底層規劃工程師以及電路板設計工程師不能找到採用便宜的、商業上可行的方法來對這么多信號進行布線的矽片區域。僅僅增加匯流排寬度來獲得更高的峰值數據速率，會導致因為列存取粒度限制而降低有效帶寬。

假設某個特定存儲技術的脈沖時間長度等於1，對於一個存儲器處理，512位寬系統的存取粒度為512位(或者64位元組)。如果控制器只需要一小段數據，那麼剩下的數據就被浪費掉，這就降低了系統的有效數據速率。例如，只需要存儲系統32位元組數據的控制器將浪費剩餘的32位元組，進而導致有效的數據速率等於50%的峰值速率。這些計算都假定脈沖時間長度為1。隨著存儲器介面數據速率增加的趨勢，大多數新技術的最低脈沖時間長度都大於1。

選擇技巧

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能，因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電，應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的(存儲代碼、數據或者兩者兼有)。另外，在選擇過程中，存儲器的尺寸和成本也是需要考慮的重要因素。對於較小的系統，微控制器自帶的存儲器就有可能滿足系統要求，而較大的系統可能要求增加外部存儲器。為嵌入式系統選擇存儲器類型時，需要考慮一些設計參數，包括微控制器的選擇、電壓范圍、電池壽命、讀寫速度、存儲器尺寸、存儲器的特性、擦除/寫入的耐久性以及系統總成本。

選擇存儲器時應遵循的基本原則

1、內部存儲器與外部存儲器

一般情況下，當確定了存儲程序代碼和數據所需要的存儲空間之後，設計工程師將決定是採用內部存儲器還是外部存儲器。通常情況下，內部存儲器的性價比最高但靈活性最低，因此設計工程師必須確定對存儲的需求將來是否會增長，以及是否有某種途徑可以升級到代碼空間更大的微控制器。基於成本考慮，人們通常選擇能滿足應用要求的存儲器容量最小的微控制器，因此在預測代碼規模的時候要必須特別小心，因為代碼規模增大可能要求更換微控制器。目前市場上存在各種規模的外部存儲器器件，我們很容易通過增加存儲器來適應代碼規模的增加。有時這意味著以封裝尺寸相同但容量更大的存儲器替代現有的存儲器，或者在匯流排上增加存儲器。即使微控制器帶有內部存儲器，也可以通過增加外部串列EEPROM或快閃記憶體來滿足系統對非易失性存儲器的需求。

2、引導存儲器

在較大的微控制器系統或基於處理器的系統中，設計工程師可以利用引導代碼進行初始化。應用本身通常決定了是否需要引導代碼，以及是否需要專門的引導存儲器。例如，如果沒有外部的定址匯流排或串列引導介面，通常使用內部存儲器，而不需要專門的引導器件。但在一些沒有內部程序存儲器的系統中，初始化是操作代碼的一部分，因此所有代碼都將駐留在同一個外部程序存儲器中。某些微控制器既有內部存儲器也有外部定址匯流排，在這種情況下，引導代碼將駐留在內部存儲器中，而操作代碼在外部存儲器中。這很可能是最安全的方法，因為改變操作代碼時不會出現意外地修改引導代碼。在所有情況下，引導存儲器都必須是非易失性存儲器。

可以使用任何類型的存儲器來滿足嵌入式系統的要求，但終端應用和總成本要求通常是影響我們做出決策的主要因素。有時，把幾個類型的存儲器結合起來使用能更好地滿足應用系統的要求。例如，一些PDA設計同時使用易失性存儲器和非易失性存儲器作為程序存儲器和數據存儲器。把永久的程序保存在非易失性ROM中，而把由用戶下載的程序和數據存儲在有電池支持的易失性DRAM中。不管選擇哪種存儲器類型，在確定將被用於最終應用系統的存儲器之前，設計工程師必須仔細折中考慮各種設計因素。

⑧ 電腦存儲設備的儲存原理是什麼！

存儲器（Memory）是現代信息技術中用於保存信息的記憶設備。其概念很廣，有很多層次，在數字系統中，只要能保存二進制數據的都可以是存儲器；在集成電路中，一個沒有實物形式的具有存儲功能的電路也叫存儲器，如RAM、FIFO等；在系統中，具有實物形式的存儲設備也叫存儲器，如內存條、TF卡等。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器（內存）和輔助存儲器（外存）,也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用於暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。
存儲器的主要功能是存儲程序和各種
數據，並能在計算機運行過程中高速、自動地完成程序或數據的存取。存儲器是具有「記憶」功能的設備，它採用具有兩種穩定狀態的物理器件來存儲信息。這些器件也稱為記憶元件。在計算機中採用只有兩個數碼「0」和「1」的二進制來表示數據。記憶元件的兩種穩定狀態分別表示為「0」和「1」。日常使用的十進制數必須轉換成等值的二進制數才能存入存儲器中。計算機中處理的各種字元，例如英文字母、運算符號等，也要轉換成二進制代碼才能存儲和操作。
這里只介紹動態存儲器的工作原理。
動態存儲器每片只有一條輸入數據線，而地址引腳只有8條。為了形成64K地址，必須在系統地址匯流排和晶元地址引線之間專門設計一個地址形成電路。使系統地址匯流排信號能分時地加到8個地址的引腳上，藉助晶元內部的行鎖存器、列鎖存器和解碼電路選定晶元內的存儲單元，鎖存信號也靠著外部地址電路產生。
當要從DRAM晶元中讀出數據時，CPU首先將行地址加在A0-A7上，而後送出RAS鎖存信號，該信號的下降沿將地址鎖存在晶元內部。接著將列地址加到晶元的A0-A7上，再送CAS鎖存信號，也是在信號的下降沿將列地址鎖存在晶元內部。然後保持WE=1，則在CAS有效期間數據輸出並保持。
當需要把數據寫入晶元時，行列地址先後將RAS和CAS鎖存在晶元內部，然後，WE有效，加上要寫入的數據，則將該數據寫入選中的存貯單元。
由於電容不可能長期保持電荷不變，必須定時對動態存儲電路的各存儲單元執行重讀操作，以保持電荷穩定，這個過程稱為動態存儲器刷新。PC/XT機中DRAM的刷新是利用DMA實現的。首先應用可編程定時器8253的計數器1，每隔1⒌12μs產生一次DMA請求，該請求加在DMA控制器的0通道上。當DMA控制器0通道的請求得到響應時，DMA控制器送出到刷新地址信號，對動態存儲器執行讀操作，每讀一次刷新一行。

⑨ 數據存儲的原理是什麼

數據存儲是數據流在加工過程中產生的臨時文件或加工過程中需要查找的信息。數據以某種格式記錄在計算機內部或外部存儲介質上。數據存儲要命名，這種命名要反映信息特徵的組成含義。數據流反映了系統中流動的數據，表現出動態數據的特徵；數據存儲反映系統中靜止的數據，表現出靜態數據的特徵。

以硬碟儲存為例介紹原理：
硬碟是一種採用磁介質的數據存儲設備，數據存儲在密封於潔凈的硬碟驅動器內腔的若干個磁碟片上。這些碟片一般是在以的片基表面塗上磁性介質所形成，在磁碟片的每一面上，以轉動軸為軸心、以一定的磁密度為間隔的若干個同心圓就被劃分成磁軌（track），每個磁軌又被劃分為若干個扇區（sector），數據就按扇區存放在硬碟上。在每一面上都相應地有一個讀寫磁頭（head），所以不同磁頭的所有相同位置的磁軌就構成了所謂的柱面（cylinder）。傳統的硬碟讀寫都是以柱面、磁頭、扇區為定址方式的（CHS定址）。硬碟在上電後保持高速旋轉，位於磁頭臂上的磁頭懸浮在磁碟表面，可以通過步進電機在不同柱面之間移動，對不同的柱面進行讀寫。所以在上電期間如果硬碟受到劇烈振盪，磁碟表面就容易被劃傷，磁頭也容易損壞，這都將給盤上存儲的數據帶來災難性的後果。