20145336张子扬 《信息安全系统设计基础》第1周学习总结

教材学习内容总结

学习目标：

• 了解常见的存储技术（RAM、ROM、磁盘、固态硬盘等）
• 理解局部性原理
• 理解缓存思想
• 理解局部性原理和缓存思想在存储层次结构中的应用
• 高速缓存的原理和应用

三种常见存储技术：RAM、ROM和磁盘

随机访问存储器RAM分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）

SRAM

用来作为高速缓存储存器，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管电路来实现的。它可以无限制地保持在两个不同的电压配置或状态之一。

SRAM的双稳态特性，只要有电，它就会永远地保持它的值，即使有干扰，如电子噪音，来扰乱电压，当干扰消除，电路也能恢复到稳定值。

DRAM

用来作为贮存以及图形系统的帧缓冲区

对干扰特别敏感，当电容的电压被扰乱之后，它就永远不会恢复了。暴露在光线下会导致电容电压改变。

从DRAM中读出超单元

1. 存储器发送行地址2，DRAM将行2的整个内容考至内部行缓冲区
2. 存储器发送列地址1，DRAM考出超单元（2，1）中的8位

增强的DRAM

• 快页模式（FPM DRAM）
• 数据拓展输出（EDO DRAM)
• 双倍数据速率同步（DDR SDRAM)
• 视频(VRAM)
• Rambus DRAM（RARAM)

非易失性存储器（ROM）

即使是在断电后，他们依然保存着它们的信息。

• PROM只能被编程一次
• 可擦写可编程ROM（EPROM）：能用紫外线光照清楚单元内容，1000次
• 闪存（flashmemory)

访问主存

数据流通过总线的共享电子电路在处理器和主存之间传递，每次CPU和贮存之间的数据传送都是通过总线事物完成的

读事务：从主存传送数据到CPU

写事务：从CPU传送数据到主存

总线是一组并行的导线，能携带地址、数据和控制信号

I/O桥将系统总线的电子信号翻译成存储器总线的电子信号

存储器读写事务

movl A,%eax

1. CPU将地址A放到系统总线上。I/O桥将信号传递到系统总线
2. 主存感觉到了存储器总线上的地址信号，从存储器总线读地址，从DRAM取出数据字，并将数据写道存储器总栈
3. I/O桥将存储器总线信号翻译成系统总线信号，然后沿着系统总线传递。

movl %eax,A

1. CPU将地址放到系统总线上。存储器从存储总线读地址，并等待数据到达
2. cpu将%eax中的数据字拷贝到系统总线
3. 主存从存储器总线独处数据字，并且将这些位存储到DRAM中

磁盘存储

由盘片构成，每个盘片有两面或者称为表面，表面覆盖着磁性记录材料。盘片中央有一个可以旋转的主轴，使得盘片以固定的旋转速率旋转，通常是5400~15000转每分钟（RPM）

每个表面是由一组称为磁道的同心圆组成；每个磁道被划分成一组扇区；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。

记录密度：磁道一英寸的段可以放入的位数

磁道密度：从盘片中心出发半径上一英寸的段内可以有的磁道数

面密度：记录密度与磁道密度的乘积

磁盘容量=字节数平均扇区数磁道数表面数盘面数

任何时刻，所有的读写头都位于同一柱面上。

磁盘以扇区大小的块来读写数据。

对扇区的访问时间有三个主要的部分：寻道时间、旋转时间和传送时间

寻道时间：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

寻道时间：依赖于读写头以前的位置和转动臂在盘面上移动的速度。

教材学习中的问题和解决过程

代码调试中的问题和解决过程

课后作业中的问题和解决过程

本周代码托管截图

其他（感悟、思考等，可选）

学习进度条

| | 代码行数（新增/累积）| 博客量（新增/累积）|学习时间（新增/累积）|重要成长| | -------- | :----------------:|:----------------:|:---------------: |:-----:| | 目标 | 5000行 | 30篇 | 400小时 | | | 第一周 | 200/200 | 2/2 | 20/20 | | | 第二周 | 300/500 | 2/4 | 18/38 | | | 第三周 | 500/1000 | 3/7 | 22/60 | | | 第四周 | 300/1300 | 2/9 | 30/90 | | +9