码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

信息安全系统设计基础第七周学习总结

时间:2015-10-27 20:08:40      阅读:197      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

第六章 存储器层次结构

6.1.1随机访问存储器 RAM

SRAM和DRAM存储器的特性:

只要有供电,SRAM就会保持不变,与DRAM不同,它不需要刷新。SRAM的存取更快,抗干扰能力更强,代价是SRAM更贵,功耗更大。

非易失性存储器ROM

RAM在断电后会丢失信息,ROM即使断电也能保存着信息。ROM中有的类型既可以读又可以写,但整体上称为只读存储器。

ROM是以它们能够被重编程的次数和进行重编程所用机制进行区分的:

存储在ROM设备中的程序通常称为 固件,一个计算机系统通电后,会运行固件,一些系统在固件中提供了少量基本的输入和输出函数,如PC和BIOS。复杂的设备也依赖固件翻译来自CPU的I/O输入输出请求。

访问主存

总线是一组并行的导线,能携带地址、数据和控制信号。

1.静态RAM

SRAM将每个位存储在一个双稳态的存储器单元里。每个单元是用一个六晶体电路来实现的。这个电路有这样一个属性,它可以无期限地保持在两个不同的电压配置或状态之一。其他的任何状态都是不稳定的——从不稳定状态开始,电路会迅速地转移到稳定状态中的一个。这样一个存储器单元雷士倒转的钟摆。

 2.动态RAM

DRAM将每个位存储为对一个电容的充电。这个电容非常小,通常只有大约30毫微微法拉。DRAM存储器可以制造得非常紧密,但是,与SRAM不同,DRAM存储器单元对干扰非常敏感。当电容的电压呗扰乱之后,就不会恢复了。暴露在光线下会导致电容电压的改变。只要有供电,SRAM就会保持不变,与DRAM不同,它需要不断地刷新。SRAM的存储比DRAM快。SRAM对诸如光和噪声这样的干扰不敏感。代价是SRAM单元比DRAM单元使用更多的晶体管,因而密集度低,而且更贵,功耗更大。

 3.传统的DRAM

DRAM芯片中的单元被分成d个超单元,每个超单元都由w个DRAM单元组成。一个dXw的DRAM总共存储了dw位信息。

 4.存储器模块

DRAM芯片包装在存储器模块中,它是插到主板的扩展槽上的。

最常见的包装包括168个引脚的双列直插存储器模块,它以64位为块传送数据到存储控制器和从存储器传出数据,还包括72个引脚的单列直插存储器模块,它以32位为块传送数据。

 5.增强的DRAM

每种都是基于传统的DRAM单元,并进行了一些优化,改进了访问基本DRAM单元的速度。

快页模式DRAM:

传统的DRAM将超单元的一整行拷贝到它的内部缓冲区中,使用一个,然后丢弃剩余的。

扩展数据输出DRAM:

FPM DRAM的一个增强的形式,它允许单独的CAS信号在实际上靠得更紧密一点。

同步DRAM:

SDRAM能够比那些异步的存储器更快地输出超单元的内容。

双倍数据速率同步DRAM:

DDRSDRAM是对SDRAM的一种增强,它通过使用两个时钟沿作为控制信号,从而使DRAM的速度翻倍。

Rambus DRAM:

这是另一种私有技术,它的最大带宽比DDR SDRAM的更高。

视频RAM:

它用在图形系统的帧缓冲区中。

6.1.2 磁盘存储

1.磁盘制造
每个表面是由一组称为磁道(track)的同心圆组成;每个磁道被划分成一组扇区(sector);每个扇区包含相等数量的数据位(通常是512字节);这些数据编码在扇区上的磁性材料中。扇区之间由一些间隙(gap)分隔开,这些间隙中不存在数据位。间隙存储用来标识扇区的格式化位。

2.磁盘容量
磁盘容量是由以下技术因素决定的:

记录密度
磁道密度
面密度

旁注:对于与DRAM和SRAM容量相关的单位,通常K = 210,M = 220,G = 230,对于磁盘和网络这样的I/O设备容量相关的单位,通常K = 103,M = 106,G = 109。

3磁盘操作

(1)任何时刻,所有的读写头都位于同一柱面上。
(2)在传动臂末端的读/写头在磁盘表面高度约0.1微米处一层薄薄的气垫上飞翔,速度大约为80km/h。磁盘以扇区大小的块来读写数据。
(3)对扇区的访问时间有三个主要部分组成:

1.寻道时间(seek time):为了读取某个目标扇区的内容,传动臂把读/写头首先定位到包含目标扇区的磁道上。所需时间即为寻道时间,约等于最大旋转时间。
2.旋转时间(rotational latency):定位到期望的磁道后,驱动器等待目标扇区的第一个位旋转到读/写头下。
Tmax rotation = 1/最大旋转数率
Tavg rotation = (1/2) × Tmax rotation
3.传送时间(transfer time):Tavg transfer = (1/最大旋转数率) × (1/每磁道的平均扇区数)

 

逻辑磁盘块
现代磁盘构造复杂,有多个盘面,这些盘面上有不同的记录区。为了对操作系统隐藏这样的复杂性,现代磁盘将它们的构造简化为一个b个扇区大小的逻辑块的序列,编号为0,1,2,...b-1。磁盘中有一个小的硬件/固件设备,称为磁盘控制器,维护着逻辑块号的和实际(物理)磁盘扇区之间的映射关系。

连接到I/O设备访问磁盘商用磁盘的剖析

6.1.3 固态硬盘SSD

磁盘构造:磁盘由盘片构成,表面覆盖着磁性记录材料,中央有一个可以旋转的主轴 ,旋转速率大约为5400-15000每分钟。磁盘的每个表面是一组称为磁道的同心圆组成,每个磁道被划分为一组扇区,扇区之间由一些间隙隔开,间隙存储用来标识扇区的格式化位。

6.2局部性

局部性原理:时间局部性、空间局部性,有能力者理解一下p429最后一段“存储器山”

一个编写良好的计算机程序常常具有良好的局部性,也就是说,他们倾向于引用邻近于其他最近引用过的数据项的数据项,或者最近引用过的数据项本身。这种倾向性,称为局部性原理,是一个持久的概念

(1)时间局部性:在一个具有良好时间局部性的程序中,被引用过一次的存储器位置很可能在不远的将来再被多次引用

(2)空间局部性:在一个具有良好空间局部性的程序中,如果一个存储器位置被引用了一次,那么程序很可能在不远的将来引用附近的一个存储器位置

有良好局部性的程序比局部性差的程序运行的更快数据 引用局部性 取指令局部性

逻辑磁盘块:

现代磁盘将盘面的构造视为一个B个扇区大小的逻辑块序列,磁盘控制器维护着逻辑块号和实际磁盘扇区之间的映射关系。逻辑块号可识别为一个盘面、磁道、扇区三元组,唯一的标识了相对应的物理扇区。内存可以看成字节数组、磁盘可以看成块数组。

连接到I/O设备:所有的I/O设备都是通过I/O总线连接到CPU和主内存。有三种不同类型:

通用串行总线:一个广泛的使用标准,用于连接各种外围I/O设备。

图形卡(或适配器):包含硬件和软件逻辑,代表CPU在显示器上画像素。

主机总线适配器: 将一个或者多个磁盘连接到I/O总线,使用一个特别的主机总线接口定义的通信协议。

 

 

 

 

 

信息安全系统设计基础第七周学习总结

标签:

原文地址:http://www.cnblogs.com/1551127024hwy/p/4915034.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!