1、計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理第四章第四章 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器本章內(nèi)容本章內(nèi)容4.1 4.1 概述概述4.2 4.2 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 4.3 4.3 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器 4.4 4.4 輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器4.3 高速緩沖存儲(chǔ)器（高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）1. Cache-存儲(chǔ)器映象存儲(chǔ)器映象2. 替換算法替換算法問(wèn)題的提出問(wèn)題的提出1.CPU和和I/O爭(zhēng)搶訪問(wèn)主存爭(zhēng)搶訪問(wèn)主存2.主存速度始終跟不上主存速度始終跟不上CPU的發(fā)展的發(fā)展100MHz的的Pentium處理器平均處理器平均10ns就執(zhí)行一條指令，就執(zhí)行一條指令，而而DRAM的典型訪問(wèn)時(shí)間是的典型訪問(wèn)時(shí)間是60120ns。 Ca

2、che的出現(xiàn)主要使的出現(xiàn)主要使CPU不直接訪問(wèn)主存，只不直接訪問(wèn)主存，只與高速與高速Cache交換信息。交換信息。程序訪問(wèn)的局部性原理程序訪問(wèn)的局部性原理時(shí)間局部性：最近的訪問(wèn)項(xiàng)（指令時(shí)間局部性：最近的訪問(wèn)項(xiàng)（指令/數(shù)據(jù)）很可能在數(shù)據(jù)）很可能在不久的將來(lái)再次被訪問(wèn)（往往會(huì)引起對(duì)最近使用區(qū)域不久的將來(lái)再次被訪問(wèn)（往往會(huì)引起對(duì)最近使用區(qū)域的集中訪問(wèn)）的集中訪問(wèn)）空間局部性：一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的各項(xiàng)其地址彼此很近空間局部性：一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)的各項(xiàng)其地址彼此很近（往往會(huì)訪問(wèn)在存儲(chǔ)器空間的同一區(qū)域）（往往會(huì)訪問(wèn)在存儲(chǔ)器空間的同一區(qū)域）Cache/主存存儲(chǔ)空間的基本結(jié)構(gòu)主存存儲(chǔ)空間的基本結(jié)構(gòu)主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器主存塊號(hào)

3、主存塊號(hào)字塊字塊0字塊字塊1字塊字塊2m-1 主存塊號(hào) 塊內(nèi)地址 n位m位b位M塊B個(gè)字 塊號(hào) 塊內(nèi)地址 c位b位C塊B個(gè)字Cache標(biāo)記標(biāo)記字塊字塊0字塊字塊1字塊字塊2c-1塊長(zhǎng)塊長(zhǎng)：塊的大小：塊的大小B（=2b），即塊內(nèi)字?jǐn)?shù)。），即塊內(nèi)字?jǐn)?shù)。命中、不命中、命中率命中、不命中、命中率 Cache命中（命中（hit） CPU欲訪問(wèn)的數(shù)據(jù)已在緩存中，即可直接訪問(wèn)欲訪問(wèn)的數(shù)據(jù)已在緩存中，即可直接訪問(wèn)Cache Cache不命中（不命中（miss） CPU欲訪問(wèn)的數(shù)據(jù)不在欲訪問(wèn)的數(shù)據(jù)不在Cache內(nèi)，此時(shí)需將該內(nèi)，此時(shí)需將該數(shù)所在的主存整個(gè)子塊一次調(diào)入數(shù)所在的主存整個(gè)子塊一次調(diào)入Cache中。中。

4、 命中率命中率是指是指CPU要訪問(wèn)的信息已在要訪問(wèn)的信息已在Cache內(nèi)的比率。通常用命中率來(lái)衡量?jī)?nèi)的比率。通常用命中率來(lái)衡量Cache的的效率。效率。Cache效率效率 Cache的的容量容量和和塊長(zhǎng)塊長(zhǎng)是影響是影響Cache效率的重效率的重要因素。要因素。 Cache容量越大，命中率越高。容量越大，命中率越高。 當(dāng)當(dāng)Cahce容量達(dá)到一定值時(shí)，命中率不會(huì)因容量容量達(dá)到一定值時(shí)，命中率不會(huì)因容量的增大而明顯提高。的增大而明顯提高。 Cache容量大，成本增加。容量大，成本增加。Cache的命中率與的命中率與cache容量的關(guān)系容量的關(guān)系 C H 1Cache容量容量命中率命中率塊容量與命中率

5、塊容量與命中率 容量大 BC 1 H 容量小 命中率命中率塊大小塊大小Cache的讀數(shù)操作流程的讀數(shù)操作流程開(kāi)始開(kāi)始CPU發(fā)出訪存地址發(fā)出訪存地址訪問(wèn)訪問(wèn)Cache取取出信息送出信息送CPU命命中中?結(jié)束結(jié)束訪問(wèn)主存取出訪問(wèn)主存取出信息送信息送CPU將新的主存塊將新的主存塊調(diào)入調(diào)入Cache中中執(zhí)行替換算執(zhí)行替換算法騰出空位法騰出空位Cache滿滿?YNNYCache的寫(xiě)操作的寫(xiě)操作命中命中寫(xiě)直達(dá)法（寫(xiě)直達(dá)法（Write-through、Store-though）每次寫(xiě)入每次寫(xiě)入Cache的同時(shí)，也寫(xiě)入主存。的同時(shí)，也寫(xiě)入主存。寫(xiě)回法（寫(xiě)回法（Write-back）：）：執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)，信息只寫(xiě)

6、入執(zhí)行寫(xiě)操作時(shí)，信息只寫(xiě)入Cache；當(dāng)當(dāng)Cache塊被替換時(shí)，先將該塊內(nèi)容寫(xiě)回主存，然后再調(diào)入新頁(yè)。塊被替換時(shí)，先將該塊內(nèi)容寫(xiě)回主存，然后再調(diào)入新頁(yè)。信息只寫(xiě)入主存，同時(shí)將相應(yīng)的信息只寫(xiě)入主存，同時(shí)將相應(yīng)的Cache塊塊有效位有效位置置“0”不命中：被修改的單元根本不在不命中：被修改的單元根本不在Cache內(nèi)，此時(shí)寫(xiě)操作內(nèi)，此時(shí)寫(xiě)操作只能對(duì)主存進(jìn)行。只能對(duì)主存進(jìn)行。比較比較寫(xiě)回法的開(kāi)銷是在塊替換時(shí)的回寫(xiě)時(shí)間，而寫(xiě)直達(dá)法則在每次寫(xiě)回法的開(kāi)銷是在塊替換時(shí)的回寫(xiě)時(shí)間，而寫(xiě)直達(dá)法則在每次寫(xiě)入時(shí)，都要附加一個(gè)比寫(xiě)寫(xiě)入時(shí)，都要附加一個(gè)比寫(xiě)Cache長(zhǎng)得多的寫(xiě)主存時(shí)間。長(zhǎng)得多的寫(xiě)主存時(shí)間。一般來(lái)說(shuō)，寫(xiě)直達(dá)

7、法的開(kāi)銷大一些，但其一般來(lái)說(shuō)，寫(xiě)直達(dá)法的開(kāi)銷大一些，但其一致性一致性保持的要好一保持的要好一些。些。關(guān)鍵在于如何使關(guān)鍵在于如何使Cache與主存內(nèi)容保持一致。與主存內(nèi)容保持一致。Cache的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)Cahce存儲(chǔ)體、地址映象變換機(jī)構(gòu)、替換機(jī)構(gòu)存儲(chǔ)體、地址映象變換機(jī)構(gòu)、替換機(jī)構(gòu) Cahce存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體 以塊為單位和主存交換信息以塊為單位和主存交換信息 Cache訪存的優(yōu)先級(jí)最高訪存的優(yōu)先級(jí)最高 地址映象變換機(jī)構(gòu)地址映象變換機(jī)構(gòu) 主要是主要是 主存塊號(hào)和主存塊號(hào)和Cache塊號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。塊號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。 四種映象：直接映象、全相聯(lián)映象、組相聯(lián)映象和四種映象：直接映象、全相聯(lián)映象、組相聯(lián)

8、映象和段相聯(lián)映象。段相聯(lián)映象。 替換機(jī)構(gòu)替換機(jī)構(gòu) Cache內(nèi)容已滿時(shí)，無(wú)法接受來(lái)自主存塊的信內(nèi)容已滿時(shí)，無(wú)法接受來(lái)自主存塊的信息，需由息，需由Cache內(nèi)的替換機(jī)構(gòu)按一定的內(nèi)的替換機(jī)構(gòu)按一定的替換算替換算法法來(lái)確定從來(lái)確定從Cache內(nèi)移出某個(gè)塊寫(xiě)回主存。內(nèi)移出某個(gè)塊寫(xiě)回主存。Cache的改進(jìn)的改進(jìn) 近年來(lái)多采用多個(gè)近年來(lái)多采用多個(gè)Cache，其含義有兩個(gè)，其含義有兩個(gè)方面：一是增加方面：一是增加Cache的級(jí)數(shù)；二是將統(tǒng)的級(jí)數(shù)；二是將統(tǒng)一的一的Cache變成分開(kāi)的變成分開(kāi)的Cache。 單一緩存和兩級(jí)緩存單一緩存和兩級(jí)緩存 統(tǒng)一緩存和分開(kāi)緩存統(tǒng)一緩存和分開(kāi)緩存單一緩存和兩級(jí)緩存單一緩存和兩

9、級(jí)緩存 單一緩存單一緩存：在：在CPU和主存之間只設(shè)一個(gè)緩和主存之間只設(shè)一個(gè)緩存。存。 片內(nèi)緩存（片載緩存）片內(nèi)緩存（片載緩存）：讓出存儲(chǔ)總線：讓出存儲(chǔ)總線 速度快、容量受限。速度快、容量受限。 兩級(jí)緩存兩級(jí)緩存：在主存和片內(nèi)緩存之間在加一：在主存和片內(nèi)緩存之間在加一級(jí)緩存（即級(jí)緩存（即片外緩存片外緩存）。）。 這種由片外緩存和片內(nèi)緩存組成的這種由片外緩存和片內(nèi)緩存組成的Cache，叫，叫做兩級(jí)緩存，并稱片內(nèi)緩存為第一級(jí)，片外緩做兩級(jí)緩存，并稱片內(nèi)緩存為第一級(jí)，片外緩存為第二級(jí)。存為第二級(jí)。統(tǒng)一緩存和分開(kāi)緩存統(tǒng)一緩存和分開(kāi)緩存統(tǒng)一緩存統(tǒng)一緩存：指令和數(shù)據(jù)存放在同一：指令和數(shù)據(jù)存放在同一Cach

10、e內(nèi)內(nèi)分開(kāi)緩存（分開(kāi)緩存（Harvard結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)）：指令和數(shù)據(jù)分別存：指令和數(shù)據(jù)分別存放在放在I_Cache和和D_Cache內(nèi)。內(nèi)。選用時(shí)要考慮的兩個(gè)主要因素：選用時(shí)要考慮的兩個(gè)主要因素：1.與主存結(jié)構(gòu)有關(guān)：如果計(jì)算機(jī)的主存是統(tǒng)一的（指令與主存結(jié)構(gòu)有關(guān)：如果計(jì)算機(jī)的主存是統(tǒng)一的（指令和數(shù)據(jù)在同一主存內(nèi)），則相應(yīng)的和數(shù)據(jù)在同一主存內(nèi)），則相應(yīng)的Cache采用統(tǒng)一緩采用統(tǒng)一緩存；如果主存采用指令、數(shù)據(jù)分開(kāi)存放的方案，則相存；如果主存采用指令、數(shù)據(jù)分開(kāi)存放的方案，則相應(yīng)的應(yīng)的Cache采用分開(kāi)緩存。采用分開(kāi)緩存。2.與機(jī)器對(duì)指令執(zhí)行的控制方式有關(guān)：當(dāng)采用與機(jī)器對(duì)指令執(zhí)行的控制方式有關(guān)：當(dāng)采用超前

11、控制超前控制或或流水線控制流水線控制方式時(shí)，一般都采用分開(kāi)緩存。方式時(shí)，一般都采用分開(kāi)緩存。超前控制、流水線控制超前控制、流水線控制 超前控制超前控制：是指在當(dāng)前指令執(zhí)行過(guò)程尚未結(jié)束時(shí)，：是指在當(dāng)前指令執(zhí)行過(guò)程尚未結(jié)束時(shí)，就提前將下一條準(zhǔn)備執(zhí)行的指令取出，這一過(guò)程就提前將下一條準(zhǔn)備執(zhí)行的指令取出，這一過(guò)程叫超前取指或叫指令預(yù)取。叫超前取指或叫指令預(yù)取。 流水線控制流水線控制：實(shí)質(zhì)上是多條指令同時(shí)執(zhí)行。：實(shí)質(zhì)上是多條指令同時(shí)執(zhí)行。 超前控制和流水線控制特別強(qiáng)調(diào)指令的預(yù)取和指超前控制和流水線控制特別強(qiáng)調(diào)指令的預(yù)取和指令的并行執(zhí)行。因此，這類機(jī)器必須將指令令的并行執(zhí)行。因此，這類機(jī)器必須將指令Cac

12、he和數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)Cache分開(kāi)，分開(kāi)，否則可能出現(xiàn)取指和否則可能出現(xiàn)取指和執(zhí)行過(guò)程對(duì)統(tǒng)一緩存的爭(zhēng)用執(zhí)行過(guò)程對(duì)統(tǒng)一緩存的爭(zhēng)用。 如果采用統(tǒng)一緩存，執(zhí)行部件向緩存發(fā)出取數(shù)請(qǐng)求時(shí)，如果采用統(tǒng)一緩存，執(zhí)行部件向緩存發(fā)出取數(shù)請(qǐng)求時(shí)，一旦指令預(yù)取機(jī)構(gòu)也向緩存發(fā)出取指請(qǐng)求，那么統(tǒng)一一旦指令預(yù)取機(jī)構(gòu)也向緩存發(fā)出取指請(qǐng)求，那么統(tǒng)一緩存只有先滿足執(zhí)行部件要求，將數(shù)據(jù)送到執(zhí)行部件，緩存只有先滿足執(zhí)行部件要求，將數(shù)據(jù)送到執(zhí)行部件，而取指請(qǐng)求暫時(shí)等待，顯然達(dá)不到預(yù)取指令的目的。而取指請(qǐng)求暫時(shí)等待，顯然達(dá)不到預(yù)取指令的目的。Cache主存地址映象主存地址映象 由主存地址映象到由主存地址映象到CacheCache地址稱為地

13、址映象。地址稱為地址映象。 直接映象直接映象 全相聯(lián)映象全相聯(lián)映象 組相聯(lián)影響組相聯(lián)影響 段相連映象段相連映象1. 直接映象直接映象CacheCache字塊數(shù)為：字塊數(shù)為：C=2C=2c c主存字塊數(shù)為：主存字塊數(shù)為：M=2M=2m m映射關(guān)系式：映射關(guān)系式：i=j mod Ci=j mod C 或或 i=j mod 2i=j mod 2c c字塊字塊0 0字塊字塊1 1字塊字塊2 2c c-1-1字塊字塊2 2c c字塊字塊2 2c c+1+1字塊字塊2 2c+1c+1-1-1字塊字塊2 2c+1c+1字塊字塊2 2m m-1-1主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器字塊字塊0 0字塊字塊1 1字塊字塊2 2c

14、c-1-1Cache緩存塊號(hào)緩存塊號(hào)i主存塊號(hào)主存塊號(hào)j00，C，2m-C11， C1，2m-C1C-1C-1，2C-1, ，2m-11. 直接映象（續(xù)）直接映象（續(xù)）1. 直接映象（續(xù)）直接映象（續(xù)）訪問(wèn)順序 1 2 3 4 5 6 7 8 塊地址 22 26 22 26 16 4 16 18 塊分配情況 操作狀態(tài) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 命中 命中 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 命中 替換 - - - - - - 22 - - - 26 - - - 22 - - - 26 - - - 22 - - - 26 - - - 22 - 16 - 26 - - - 22 - 16 - 26 - 4 - 22 - 16 - 26

15、 - 4 - 22 - 16 - 18 - 4 - 22 - 字塊號(hào)012345671. 直接映象（續(xù)）直接映象（續(xù)） 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只需利用主存地址的某些位直優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，只需利用主存地址的某些位直接判斷，就可確定所需字塊是否在緩存中。接判斷，就可確定所需字塊是否在緩存中。 缺點(diǎn)：效率低。因?yàn)槊總€(gè)主存塊固定地對(duì)應(yīng)某個(gè)缺點(diǎn)：效率低。因?yàn)槊總€(gè)主存塊固定地對(duì)應(yīng)某個(gè)緩存塊（有緩存塊（有2t個(gè)主存字塊對(duì)應(yīng)同一個(gè)個(gè)主存字塊對(duì)應(yīng)同一個(gè)Cache字字塊），如果這塊），如果這2t個(gè)字塊中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的主個(gè)字塊中有兩個(gè)或兩個(gè)以上的主存字塊要調(diào)入存字塊要調(diào)入Cache，必然會(huì)發(fā)生沖突。這時(shí)，必然會(huì)發(fā)生沖突

16、。這時(shí)，即使即使Cache中還有很多空閑塊也無(wú)法占用，使緩中還有很多空閑塊也無(wú)法占用，使緩存的空間得不到充分的利用。存的空間得不到充分的利用。2. 全相聯(lián)映像全相聯(lián)映像 主存 cache 第 0 塊 第 1 塊 第 0 塊 第 1 塊 第 2c-1 塊 第 2m- 1 塊 標(biāo)記標(biāo)記標(biāo)記主存字塊標(biāo)記主存字塊標(biāo)記字塊內(nèi)地址字塊內(nèi)地址主存地址主存地址m=t+c位位b位位m=t+c位位Cache“標(biāo)記位標(biāo)記位”增多，比較位數(shù)增加；而且訪問(wèn)增多，比較位數(shù)增加；而且訪問(wèn)Cache時(shí)需要和時(shí)需要和Cache的全的全部部“標(biāo)記標(biāo)記”進(jìn)行比較，才能判斷出所訪問(wèn)的主存地址的內(nèi)容是否已在進(jìn)行比較，才能判斷出所訪問(wèn)的

17、主存地址的內(nèi)容是否已在Cache內(nèi)。內(nèi)。2. 全相聯(lián)映像（續(xù)）全相聯(lián)映像（續(xù)）訪問(wèn)順序 1 2 3 4 5 6 7 8 地址 22 26 22 26 16 4 16 18 塊分配情況 操作狀態(tài) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 命中 命中 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 命中 調(diào)進(jìn) 22 - - - - - - - 22 26 - - - - - - 22 26 - - - - - - 22 26 - - - - - - 22 26 16 - - - - - 22 26 16 4 - - - - 22 26 16 4 - - - - 22 26 16 4 18 - - - 字塊號(hào)012345673. 組相聯(lián)映象組相聯(lián)映象字塊0字塊1字

18、塊2c-r-1字塊2c-r字塊2c-r+1字塊2c-r+1字塊2m-1主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器標(biāo)記字塊0標(biāo)記字塊1標(biāo)記字塊2標(biāo)記字塊3標(biāo)記字塊2c-2標(biāo)記字塊2c-1Cache（r1）第第0組組第第1組組第第2c-r-1組組主存地址主存地址主存子塊標(biāo)記組地址子塊內(nèi)地址s=t+r位q=c-r位b位m位3. 組相聯(lián)映象（續(xù)）組相聯(lián)映象（續(xù)） 原理：把Cache分為Q(=2q)組，每組有R(=2r)塊，且 i=j mod Q 其中，i為緩存的組號(hào)，j為主存的塊號(hào) r0，直接相聯(lián)；rc，全相聯(lián)。 在主存塊和Cache的各組之間，屬于直接映象關(guān)系；而主存塊可以映射到對(duì)應(yīng)組內(nèi)的任何一塊，這又體現(xiàn)出了全相聯(lián)映象的關(guān)

19、系。4.段相聯(lián)映象段相聯(lián)映象 它將主存和它將主存和Cache都分成若干段，且使得都分成若干段，且使得它們每段包含的塊數(shù)都相等它們每段包含的塊數(shù)都相等 段之間采用全相聯(lián)映象，段內(nèi)塊之間采用段之間采用全相聯(lián)映象，段內(nèi)塊之間采用直接映象直接映象。 當(dāng)段數(shù)與當(dāng)段數(shù)與Cache塊數(shù)相等時(shí)（即每段只包塊數(shù)相等時(shí)（即每段只包含一塊），便為全相聯(lián)映象；當(dāng)段數(shù)為含一塊），便為全相聯(lián)映象；當(dāng)段數(shù)為1時(shí)，時(shí)，便為直接映象。便為直接映象。四種映象方式比較四種映象方式比較 直接映象直接映象：優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是不夠靈活。：優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是不夠靈活。 全相聯(lián)映象全相聯(lián)映象：實(shí)現(xiàn)電路較多：實(shí)現(xiàn)電路較多,成本較高，實(shí)

20、際的成本較高，實(shí)際的Cache還要采用各種措施來(lái)減少地址的比較次還要采用各種措施來(lái)減少地址的比較次數(shù)。數(shù)。 組相聯(lián)映象和段相聯(lián)映象組相聯(lián)映象和段相聯(lián)映象：是直接映象和全相：是直接映象和全相聯(lián)映象相結(jié)合的兩種形式。聯(lián)映象相結(jié)合的兩種形式。Cache的性能和類型的性能和類型 地址映象與命中率地址映象與命中率直接相聯(lián)全相聯(lián)CH組相聯(lián)和段相聯(lián)組相聯(lián)和段相聯(lián)替換算法 替換算法替換算法 先進(jìn)先出算法（先進(jìn)先出算法（FIFO）：選擇最早裝入的選擇最早裝入的Cache字塊替換出來(lái)。這種算法實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較字塊替換出來(lái)。這種算法實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便，但不能正確反映程序的局部性。因?yàn)樽罘奖悖荒苷_反映程序的局部性。因

21、為最先進(jìn)入的字塊也可能是目前經(jīng)常要用的字塊，先進(jìn)入的字塊也可能是目前經(jīng)常要用的字塊，因此，采用這種算法，有可能產(chǎn)生較大的失效因此，采用這種算法，有可能產(chǎn)生較大的失效率。率。 近期最少使用算法（近期最少使用算法（LRU）：選擇選擇“近期最少近期最少使用使用”塊作為調(diào)出塊，這種算法能比較正確反塊作為調(diào)出塊，這種算法能比較正確反映程序的局部性，因?yàn)楫?dāng)前最少使用的塊一般映程序的局部性，因?yàn)楫?dāng)前最少使用的塊一般來(lái)說(shuō)也是未來(lái)最少被訪問(wèn)的塊。但是它的具體來(lái)說(shuō)也是未來(lái)最少被訪問(wèn)的塊。但是它的具體實(shí)現(xiàn)比實(shí)現(xiàn)比FIFO要復(fù)雜一些。要復(fù)雜一些。 隨機(jī)替換隨機(jī)替換FIFO替換算法替換算法 訪問(wèn)順序 1 2 3 4 5

22、 6 7 8 地址塊號(hào) 2 11 2 9 7 6 4 3 塊分配情況 操作狀態(tài) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 命中 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 替換 替換 替換 2 - - - 2 11 - - 2 11 - - 2 11 9 - 2 11 9 7 6 11 9 7 6 4 9 7 6 4 3 7 顛簸現(xiàn)象顛簸現(xiàn)象 訪問(wèn)順序 1 2 3 4 5 6 7 8 地址塊號(hào) 2 11 9 7 6 2 11 9 塊分配情況 操作狀態(tài) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 替換 替換 替換 替換 先進(jìn)先出替換方式下的cache內(nèi)容顛簸情況 2 - - - 2 11 - - 2 11 9 - 2 11 9 7 6 11 9 7 6 2 9 7 6 2 1

23、1 7 6 2 11 9 近期最少使用算法近期最少使用算法 訪問(wèn)順序 1 2 3 4 5 6 7 8 地址塊號(hào) 2 11 2 9 7 6 4 3 塊分配情況 操作狀態(tài) 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 命中 調(diào)進(jìn) 調(diào)進(jìn) 替換 替換 替換 2* - - - 2* 11 - - 2 11* - - 2 11* 9 - 2 11* 9 7 2* 6 9 7 4 6 9* 7 4 6 3 7 例：選最近例：選最近4 4次訪問(wèn)期間最少使用次訪問(wèn)期間最少使用CacheCache塊作為被替換的塊。塊作為被替換的塊。Pentium處理器框圖處理器框圖指令指令Cache(8KB)Cache(8KB)分支預(yù)測(cè)分支預(yù)測(cè)預(yù)取指令緩沖區(qū)預(yù)取

24、指令緩沖區(qū)整數(shù)整數(shù)ALUALU整數(shù)整數(shù)ALUALU整數(shù)寄存器組整數(shù)寄存器組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)Cache(8KB)Cache(8KB)浮點(diǎn)單元浮點(diǎn)單元除法器加法器乘法器寄存器組6464位總位總線接口線接口3232323232位64位U管道V管道256位Pentium處理器的片內(nèi)處理器的片內(nèi)Cache00010000F4901158AC01LRULRU位位標(biāo)記標(biāo)記 狀態(tài)狀態(tài)標(biāo)記標(biāo)記 狀態(tài)狀態(tài)000F50100F59011271270 01271270 0主存地址結(jié)構(gòu)主存地址結(jié)構(gòu)（共（共32位）位）20732標(biāo)記標(biāo)記 組號(hào)組號(hào) 雙字雙字 字節(jié)字節(jié)PowerPC 620處理器框圖處理器框圖指令Cache32KB

25、指令單元128位L2/總線接口整數(shù)寄存器整數(shù)ALU整數(shù)ALU整數(shù)ALU存/取單元浮點(diǎn)寄存器浮點(diǎn)ALU數(shù)據(jù)Cache32KB64bits64bits128bits128bits4.4 輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器1.磁表面存儲(chǔ)器磁表面存儲(chǔ)器l磁記錄原理和記錄方式磁記錄原理和記錄方式l硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器l軟盤(pán)存儲(chǔ)器軟盤(pán)存儲(chǔ)器l磁帶存儲(chǔ)器磁帶存儲(chǔ)器2.光盤(pán)存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)器3.循環(huán)冗余校驗(yàn)碼、奇偶校驗(yàn)碼循環(huán)冗余校驗(yàn)碼、奇偶校驗(yàn)碼輔助存儲(chǔ)器的特點(diǎn)輔助存儲(chǔ)器的特點(diǎn) 外存外存 硬盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶、光盤(pán)（硬盤(pán)、軟盤(pán)、磁帶、光盤(pán)（CD ROM） 容量大容量大，GigaBytes 速度慢速度慢, 7200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/min

26、，速率，速率100Mb/s RAM：幾百兆：幾百兆(存取周期幾十納秒存取周期幾十納秒) 價(jià)格低價(jià)格低，80G/￥800.00 內(nèi)存：內(nèi)存：256M/￥400.00 可脫機(jī)保存信息，具有非易失性的特點(diǎn)可脫機(jī)保存信息，具有非易失性的特點(diǎn)磁表面存儲(chǔ)器磁表面存儲(chǔ)器主要內(nèi)容主要內(nèi)容1. 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)記錄密度、容量、尋址時(shí)間、傳輸率、誤碼率記錄密度、容量、尋址時(shí)間、傳輸率、誤碼率2. 磁記錄原理磁記錄原理3. 磁盤(pán)記錄格式磁盤(pán)記錄格式4. 評(píng)價(jià)記錄方式的主要指標(biāo)評(píng)價(jià)記錄方式的主要指標(biāo)5. 硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器6. 軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器7. 磁帶存儲(chǔ)器磁帶存儲(chǔ)器磁記錄設(shè)備磁記錄設(shè)備盤(pán)片磁道磁頭磁

27、盤(pán)磁帶磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器移動(dòng)技術(shù)指標(biāo)記錄密度技術(shù)指標(biāo)記錄密度 記錄密度：道密度（磁盤(pán)）、位密度（磁盤(pán)、記錄密度：道密度（磁盤(pán)）、位密度（磁盤(pán)、磁帶）磁帶） 道密度：沿半徑方向單位長(zhǎng)度磁道數(shù)道密度：沿半徑方向單位長(zhǎng)度磁道數(shù) 單位：道單位：道/英寸（英寸（ TPI，Tracks Per Inch） P：道距：道距 位密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度磁道所記錄的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位位密度：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度磁道所記錄的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位為位為位/英寸（英寸（bpi）或位）或位/毫米（毫米（bpm）PDt1mindfDtb每道總位數(shù)，各道相同同心圓最小直徑技術(shù)指標(biāo)容量技術(shù)指標(biāo)容量 容量：存儲(chǔ)的信息總量容量：存儲(chǔ)的信息總量 以磁盤(pán)為例以磁盤(pán)為例 磁

28、盤(pán)總?cè)萘看疟P(pán)總?cè)萘緾nks n：盤(pán)面數(shù)，：盤(pán)面數(shù)，k：每面磁道數(shù)，：每面磁道數(shù)，s：每道記錄代碼數(shù)：每道記錄代碼數(shù) 非格式化容量：磁表面可以利用的磁化單元總數(shù)。非格式化容量：磁表面可以利用的磁化單元總數(shù)。 格式化容量：按某種特定的記錄格式所能存儲(chǔ)信息的格式化容量：按某種特定的記錄格式所能存儲(chǔ)信息的總量，約為非格式化容量的總量，約為非格式化容量的60%70技術(shù)指標(biāo)尋址時(shí)間技術(shù)指標(biāo)尋址時(shí)間 磁盤(pán)尋址過(guò)程：先尋道，再定位記錄磁盤(pán)尋址過(guò)程：先尋道，再定位記錄 尋址時(shí)間尋道時(shí)間（尋址時(shí)間尋道時(shí)間（ts）等待時(shí)間（）等待時(shí)間（tw） 平均尋址時(shí)間平均尋址時(shí)間 尋道：最外、最內(nèi)、相鄰，各不相同尋道：最外、最

29、內(nèi)、相鄰，各不相同 等待時(shí)間：外道、內(nèi)道長(zhǎng)度不同等待時(shí)間：外道、內(nèi)道長(zhǎng)度不同 磁帶尋址過(guò)程：順序存取，磁頭不動(dòng)，磁帶空磁帶尋址過(guò)程：順序存取，磁頭不動(dòng)，磁帶空轉(zhuǎn)到指定位置。轉(zhuǎn)到指定位置。 尋址時(shí)間空轉(zhuǎn)時(shí)間尋址時(shí)間空轉(zhuǎn)時(shí)間22minmaxminmaxwwsswasaattttttT技術(shù)指標(biāo)傳輸率、誤碼率技術(shù)指標(biāo)傳輸率、誤碼率 傳輸率傳輸率： 單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（字節(jié)、位）單位時(shí)間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量（字節(jié)、位） Dr記錄密度（記錄密度（D）介質(zhì)運(yùn)行速度（介質(zhì)運(yùn)行速度（V） 誤碼率誤碼率： 讀出時(shí)，出錯(cuò)位數(shù)讀出時(shí)，出錯(cuò)位數(shù)/讀出的總位數(shù)讀出的總位數(shù) 為了減少出錯(cuò)率，磁表面存儲(chǔ)器通常采用循環(huán)冗為了減少出錯(cuò)

30、率，磁表面存儲(chǔ)器通常采用循環(huán)冗余碼來(lái)發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤。余碼來(lái)發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤。磁記錄原理磁記錄原理 磁記錄機(jī)制磁記錄機(jī)制 寫(xiě)：將磁層表面單元磁化，極性區(qū)別寫(xiě)：將磁層表面單元磁化，極性區(qū)別“0”、“1” 讀：磁化單元的磁通，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，方向區(qū)別讀：磁化單元的磁通，產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，方向區(qū)別“0”、“1” 水平記錄、垂直記錄水平記錄、垂直記錄磁記錄原理磁記錄原理讀、寫(xiě)過(guò)程讀、寫(xiě)過(guò)程 寫(xiě)入：寫(xiě)入：記錄介質(zhì)在磁頭下勻速通過(guò)記錄介質(zhì)在磁頭下勻速通過(guò),磁頭線圈中通入一定方磁頭線圈中通入一定方向和大小的電流向和大小的電流,則會(huì)在介質(zhì)上形成一個(gè)磁化單元?jiǎng)t會(huì)在介質(zhì)上形成一個(gè)磁化單元. 電流方電流方向不同向不同,則磁化

31、方向也不同則磁化方向也不同.一個(gè)磁化方向規(guī)定為一個(gè)磁化方向規(guī)定為“0”,另一另一個(gè)磁化方向就規(guī)定為個(gè)磁化方向就規(guī)定為“1”. 讀出：讀出：記錄介質(zhì)在磁頭下勻速通過(guò)時(shí)記錄介質(zhì)在磁頭下勻速通過(guò)時(shí),讀出線圈會(huì)感應(yīng)出電讀出線圈會(huì)感應(yīng)出電壓壓,磁化方向不同磁化方向不同,則感應(yīng)電壓就不同則感應(yīng)電壓就不同,對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行放大對(duì)感應(yīng)電壓進(jìn)行放大和整型和整型,就可以讀出就可以讀出“0”或或“1”.磁表面記憶原理磁表面記憶原理記錄方式記錄方式磁記錄方式又稱為編碼方式磁記錄方式又稱為編碼方式，它是按某種規(guī)律，它是按某種規(guī)律，將一串二進(jìn)制數(shù)字信息變換成磁表面相應(yīng)的磁將一串二進(jìn)制數(shù)字信息變換成磁表面相應(yīng)的磁化狀態(tài)。化狀

32、態(tài)。磁記錄方式對(duì)記錄密度和可靠性都有很大影響。磁記錄方式對(duì)記錄密度和可靠性都有很大影響。常用的編碼方式有：常用的編碼方式有：1. 1.歸零制（歸零制（NZNZ）2.2.不歸零制（不歸零制（NRZNRZ） 3.3.見(jiàn)見(jiàn) 1 1 就翻的就翻的 NRZ1NRZ14.4.調(diào)相制調(diào)相制 （PMPM）5.5.調(diào)頻制調(diào)頻制 （FMFM）6.6.改進(jìn)調(diào)頻制（改進(jìn)調(diào)頻制（MFMMFM）磁表面存儲(chǔ)器的磁記錄原理磁表面存儲(chǔ)器的磁記錄原理 （1） 歸零制（歸零制（RZ） 正脈沖電流表示正脈沖電流表示“1”，負(fù)脈沖電流表示，負(fù)脈沖電流表示“0”； 不論記錄不論記錄“0”或或“1”，在記錄下一個(gè)信息前，記錄電，在記錄下一

33、個(gè)信息前，記錄電流恢復(fù)到零電流。流恢復(fù)到零電流。 簡(jiǎn)單易行，記錄密度低，改寫(xiě)磁層上的記錄比較困難，簡(jiǎn)單易行，記錄密度低，改寫(xiě)磁層上的記錄比較困難，一般是先去磁后寫(xiě)入。一般是先去磁后寫(xiě)入。 具有自同步能力（能從磁頭讀出信號(hào)中分離獲得同步信具有自同步能力（能從磁頭讀出信號(hào)中分離獲得同步信號(hào)）號(hào)） （2）不歸零制（）不歸零制（NRZ） 磁頭線圈始終有電流，電流方向見(jiàn)變就翻磁頭線圈始終有電流，電流方向見(jiàn)變就翻 對(duì)連續(xù)記錄的對(duì)連續(xù)記錄的“1”和和“0”，寫(xiě)電流的方向是不改變的。，寫(xiě)電流的方向是不改變的。 無(wú)自同步能力。無(wú)自同步能力。011100010011100010磁表面存儲(chǔ)器的磁記錄原理磁表面存儲(chǔ)器

34、的磁記錄原理 （3 3）見(jiàn)）見(jiàn)“1”1”就翻的不歸零制（就翻的不歸零制（NRZ1NRZ1） 磁頭線圈始終有電流通過(guò)。磁頭線圈始終有電流通過(guò)。 在記錄在記錄“1”時(shí)，電流改變方向，寫(xiě)時(shí)，電流改變方向，寫(xiě)“0”電流保持不變。電流保持不變。 不具備自同步能力，需要引用外同步信號(hào)不具備自同步能力，需要引用外同步信號(hào) （4）調(diào)相制（）調(diào)相制（PM）：又稱為相位編碼（）：又稱為相位編碼（PE） 記錄數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)“0”時(shí)，規(guī)定磁化翻轉(zhuǎn)的方向由負(fù)變?yōu)檎洉r(shí)，規(guī)定磁化翻轉(zhuǎn)的方向由負(fù)變?yōu)檎涗洈?shù)據(jù)錄數(shù)據(jù)“1”時(shí)從正變?yōu)樨?fù)時(shí)從正變?yōu)樨?fù) “0”，“1”的讀出信號(hào)相位不同，抗干擾能力強(qiáng)的讀出信號(hào)相位不同，抗干擾能力

35、強(qiáng)磁帶多用此方式磁帶多用此方式 具有自同步能力具有自同步能力011100010011100010磁表面存儲(chǔ)器的磁記錄原理磁表面存儲(chǔ)器的磁記錄原理 （5）調(diào)頻制（）調(diào)頻制（FM） 頻率變化（頻率變化（“1”的頻率是的頻率是“0”的兩倍）的兩倍） 在位與位之間的邊界處都要翻轉(zhuǎn)一次在位與位之間的邊界處都要翻轉(zhuǎn)一次 具有自同步能力。具有自同步能力。 用于軟硬磁盤(pán)用于軟硬磁盤(pán) （6）改進(jìn)調(diào)頻制（）改進(jìn)調(diào)頻制（MFM） 不是在每個(gè)位周期的起始處都翻轉(zhuǎn)。當(dāng)連續(xù)兩不是在每個(gè)位周期的起始處都翻轉(zhuǎn)。當(dāng)連續(xù)兩個(gè)或兩個(gè)以上個(gè)或兩個(gè)以上“0”時(shí)，在位周期的起始位置翻時(shí)，在位周期的起始位置翻轉(zhuǎn)一次。轉(zhuǎn)一次。 具有自同步能

36、力具有自同步能力011100010011100010磁記錄方式編碼方式磁記錄方式編碼方式NRZ1MFM 寫(xiě)電流波形的形式011100010RZNRZPMFM在每一位的起點(diǎn)電流都反轉(zhuǎn)只有在連續(xù)多個(gè)“0”時(shí)，起點(diǎn)電流才反轉(zhuǎn)，密度高。見(jiàn)1就翻見(jiàn)變就翻無(wú)電流、空白，密度低評(píng)價(jià)記錄方式的主要指標(biāo)評(píng)價(jià)記錄方式的主要指標(biāo) 編碼效率編碼效率：是指位密度與磁化翻轉(zhuǎn)密度的比值，用：是指位密度與磁化翻轉(zhuǎn)密度的比值，用記錄一位信息的最大反轉(zhuǎn)次數(shù)表示記錄一位信息的最大反轉(zhuǎn)次數(shù)表示 FM、PM：最多反轉(zhuǎn)：最多反轉(zhuǎn)2次，效率次，效率50 NRZ、NRZ1、MFM：最多反轉(zhuǎn)：最多反轉(zhuǎn)1次，效率次，效率100 自同步能力自同步

37、能力 自同步能力是指從單個(gè)磁道讀出的脈沖序列中提取同步自同步能力是指從單個(gè)磁道讀出的脈沖序列中提取同步脈沖的難易程度。脈沖的難易程度。 外同步：從專門(mén)設(shè)置的用來(lái)記錄同步信號(hào)的磁道中取得外同步：從專門(mén)設(shè)置的用來(lái)記錄同步信號(hào)的磁道中取得同步脈沖。同步脈沖。 NRZ、NRZ1 自同步：記錄方式中隱含同步信息自同步：記錄方式中隱含同步信息 PM、FM、MFM 自同步能力自同步能力(R)最小反轉(zhuǎn)間隔最小反轉(zhuǎn)間隔/最大反轉(zhuǎn)間隔最大反轉(zhuǎn)間隔 FM：R=1/2NRZ1的讀出代碼波形的讀出代碼波形0 1 1 0 0 1 0數(shù)據(jù)序列數(shù)據(jù)序列驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)電流磁通變化磁通變化同步脈沖同步脈沖讀出代碼讀出代碼感應(yīng)電勢(shì)感

38、應(yīng)電勢(shì)( (寫(xiě)入寫(xiě)入) )( (磁化單元磁化單元) )( (讀出讀出) )硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器硬盤(pán)的發(fā)展硬盤(pán)的發(fā)展和幾個(gè)指標(biāo)和幾個(gè)指標(biāo)1956年，美國(guó)IBM公司研制成第一個(gè)商品化的硬磁盤(pán)。1973年，IBM又發(fā)明了溫徹斯特(溫氏)磁盤(pán)，簡(jiǎn)稱溫盤(pán)。80年代以來(lái)，硬盤(pán)隨微機(jī)的普及而廣泛使用。硬盤(pán)的幾個(gè)指標(biāo)： 體積：體積：5.25英寸/全高、3.5英寸/半高(臺(tái)式PC)；2.5英寸(筆記本PC)容量：容量： 1040MB(8086/286) 80GB(目前)傳輸速率：傳輸速率： 100KB/s 50MB/s平均尋道時(shí)間：平均尋道時(shí)間： 80ms 5ms轉(zhuǎn)速：轉(zhuǎn)速： 目前大約為7200轉(zhuǎn)/s。磁盤(pán)

39、類型磁盤(pán)類型 固定磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器和移動(dòng)磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器固定磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器和移動(dòng)磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器 固定磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器固定磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器：磁頭位置固定不變，磁盤(pán)：磁頭位置固定不變，磁盤(pán)上每個(gè)磁道都對(duì)應(yīng)一個(gè)磁頭，盤(pán)片也不可更換。上每個(gè)磁道都對(duì)應(yīng)一個(gè)磁頭，盤(pán)片也不可更換。 移動(dòng)磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器移動(dòng)磁頭磁盤(pán)存儲(chǔ)器：磁頭在片面上做徑向運(yùn)動(dòng)。：磁頭在片面上做徑向運(yùn)動(dòng)。 可換盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器和固定盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器可換盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器和固定盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器 可換盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器可換盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器：盤(pán)片可以更換，脫機(jī)保存。：盤(pán)片可以更換，脫機(jī)保存。 固定盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器固定盤(pán)磁盤(pán)存儲(chǔ)器：盤(pán)片不可更換。：盤(pán)片不可更換。磁盤(pán)類型（示意圖）磁盤(pán)類型（

40、示意圖）磁道磁道固定磁頭固定磁頭移動(dòng)磁頭移動(dòng)磁頭移動(dòng)磁頭多盤(pán)片磁盤(pán)移動(dòng)磁頭多盤(pán)片磁盤(pán)溫 徹 斯 特 磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 器溫 徹 斯 特 磁 盤(pán) 存 儲(chǔ) 器（溫盤(pán)）（溫盤(pán)）是一種可移動(dòng)是一種可移動(dòng)磁頭固定盤(pán)片的磁盤(pán)存磁頭固定盤(pán)片的磁盤(pán)存儲(chǔ)器，采用密封組合式儲(chǔ)器，采用密封組合式結(jié)構(gòu)，將磁頭、驅(qū)動(dòng)部結(jié)構(gòu)，將磁頭、驅(qū)動(dòng)部件、盤(pán)體、讀寫(xiě)電路及件、盤(pán)體、讀寫(xiě)電路及主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等封裝在主軸驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等封裝在一起形成一個(gè)不能隨意一起形成一個(gè)不能隨意拆卸的整體（叫做拆卸的整體（叫做頭盤(pán)頭盤(pán)組合體組合體），具有防塵性），具有防塵性好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。好、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。溫盤(pán)溫盤(pán)硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu) 硬

41、磁盤(pán)存儲(chǔ)器有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、磁盤(pán)控制器和盤(pán)片組成。主機(jī)磁盤(pán)控制器磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器盤(pán)片磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及定位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的結(jié)構(gòu)及定位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器又稱磁盤(pán)機(jī)，包括主軸、定位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)控制等磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器又稱磁盤(pán)機(jī)，包括主軸、定位驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)控制等.磁盤(pán)控制器磁盤(pán)控制器 磁盤(pán)控制器是主機(jī)與磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器之間的接口。磁盤(pán)控制器是主機(jī)與磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器之間的接口。 磁盤(pán)控制器內(nèi)部包含兩個(gè)接口：磁盤(pán)控制器內(nèi)部包含兩個(gè)接口： 對(duì)主機(jī)的接口，稱作系統(tǒng)級(jí)接口；二是對(duì)硬盤(pán)（設(shè)備）的接口，稱作設(shè)對(duì)主機(jī)的接口，稱作系統(tǒng)級(jí)接口；二是對(duì)硬盤(pán)（設(shè)備）的接口，稱作設(shè)備級(jí)接口。備級(jí)接口。 磁盤(pán)控制器與主機(jī)之間的界面比較清晰，只與主機(jī)

42、的系統(tǒng)總線磁盤(pán)控制器與主機(jī)之間的界面比較清晰，只與主機(jī)的系統(tǒng)總線打交道，即數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，都是通過(guò)總線完成的。打交道，即數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收，都是通過(guò)總線完成的。 磁盤(pán)控制器與驅(qū)動(dòng)器之間的界面則可以放在多個(gè)不同的位置。磁盤(pán)控制器與驅(qū)動(dòng)器之間的界面則可以放在多個(gè)不同的位置。驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器硬磁盤(pán)的磁道記錄格式硬磁盤(pán)的磁道記錄格式 定長(zhǎng)記錄格式 不定長(zhǎng)記錄格式磁道磁道(Track(Track)：磁面上均勻分布的同心圓存儲(chǔ)軌跡。最外層為0磁道。盤(pán)面盤(pán)面：磁盤(pán)組由多個(gè)同軸盤(pán)片組成，每個(gè)盤(pán)片都是雙面存儲(chǔ)，第一個(gè)盤(pán)片的第一面為0磁面，下一個(gè)為1磁面；第二個(gè)盤(pán)片的第一面為2磁面，以此類推。扇區(qū)扇區(qū)(Sector(

43、Sector)：磁道上等弧度劃分的扇段。一般一個(gè)扇區(qū)的存儲(chǔ)容量為512字節(jié)。柱面柱面(Cylinder(Cylinder)：各個(gè)盤(pán)面上同一編號(hào)磁道的組合。定長(zhǎng)記錄格式定長(zhǎng)記錄格式盤(pán)體、磁道、扇區(qū)和柱面盤(pán)體、磁道、扇區(qū)和柱面信息交換通常在柱面上進(jìn)行。柱面?zhèn)€數(shù)等于磁道數(shù)。信息交換通常在柱面上進(jìn)行。柱面?zhèn)€數(shù)等于磁道數(shù)。柱面號(hào)就是磁道號(hào)，磁頭號(hào)則是盤(pán)面號(hào)。柱面號(hào)就是磁道號(hào)，磁頭號(hào)則是盤(pán)面號(hào)。單個(gè)扇區(qū)磁道磁道磁道磁盤(pán)地址：臺(tái)號(hào)磁道號(hào)盤(pán)面號(hào)扇段號(hào)定長(zhǎng)記錄格式定長(zhǎng)記錄格式硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)分布硬盤(pán)上的數(shù)據(jù)分布磁盤(pán)地址：臺(tái)號(hào)磁道號(hào)盤(pán)面號(hào)扇段號(hào)定長(zhǎng)記錄格式定長(zhǎng)記錄格式ISOT型磁道記錄格式型磁道記錄格式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可

44、按柱面號(hào)、盤(pán)面號(hào)、扇段號(hào)進(jìn)行直接尋址，但是記錄區(qū)的利用率不高。頭空 序標(biāo)數(shù)據(jù)（512字節(jié)）檢驗(yàn)字段尾空R0R1R2R11運(yùn)動(dòng)方向運(yùn)動(dòng)方向扇區(qū)標(biāo)志0和磁道標(biāo)志 扇區(qū)標(biāo)志1扇區(qū)標(biāo)志2扇區(qū)標(biāo)志11扇標(biāo)脈沖一個(gè)扇段（記錄塊）下一扇段不定長(zhǎng)記錄格式不定長(zhǎng)記錄格式IBM2311盤(pán)的不定長(zhǎng)度磁道記錄格式IDG1HAG2R0G3R1G2Rn磁道格式標(biāo)志F柱面號(hào)C C磁頭號(hào)C C塊號(hào) R鍵長(zhǎng)KL數(shù)據(jù)長(zhǎng)度DL DL校驗(yàn)C CG2關(guān)鍵字Key校驗(yàn)C CG2數(shù)據(jù)D校驗(yàn)C C起始標(biāo)志間隙磁道地址塊磁道標(biāo)識(shí)塊間隙間隙數(shù)據(jù)塊間隙數(shù)據(jù)塊數(shù)據(jù)塊計(jì)數(shù)區(qū)關(guān)鍵字區(qū)數(shù)據(jù)區(qū) 定長(zhǎng)記錄格式：若文件長(zhǎng)度不是定長(zhǎng)記錄的整數(shù)倍時(shí)，往往造成記錄塊

45、的浪費(fèi) 不定長(zhǎng)記錄格式：根據(jù)需要來(lái)決定記錄塊的長(zhǎng)度，如IBM2311、2314等磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器的發(fā)展方向硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器的發(fā)展方向1.半導(dǎo)體盤(pán)半導(dǎo)體盤(pán)用半導(dǎo)體材料制成的用半導(dǎo)體材料制成的“盤(pán)盤(pán)”，實(shí)際上它并沒(méi)有盤(pán)，而是，實(shí)際上它并沒(méi)有盤(pán)，而是以半導(dǎo)體芯片為核心，加上接口電路和其他控制電路組以半導(dǎo)體芯片為核心，加上接口電路和其他控制電路組成的，在功能上模擬硬盤(pán)。成的，在功能上模擬硬盤(pán)。EEPROMFlash Memory2.提高磁盤(pán)記錄密度提高磁盤(pán)記錄密度3.提高傳輸率和縮短存取時(shí)間提高傳輸率和縮短存取時(shí)間提高主軸轉(zhuǎn)速提高主軸轉(zhuǎn)速磁盤(pán)磁盤(pán)Cache4.采用磁盤(pán)陣列采用磁盤(pán)陣列RAID將并行

46、處理技術(shù)引入磁盤(pán)系統(tǒng)。使用多臺(tái)小型溫盤(pán)構(gòu)成將并行處理技術(shù)引入磁盤(pán)系統(tǒng)。使用多臺(tái)小型溫盤(pán)構(gòu)成同步化的磁盤(pán)陣列，數(shù)據(jù)分開(kāi)存放。但是從外部看來(lái)有同步化的磁盤(pán)陣列，數(shù)據(jù)分開(kāi)存放。但是從外部看來(lái)有時(shí)一個(gè)整體，可以像操作一臺(tái)溫盤(pán)那樣操作磁盤(pán)陣列，時(shí)一個(gè)整體，可以像操作一臺(tái)溫盤(pán)那樣操作磁盤(pán)陣列，使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間為單臺(tái)盤(pán)的使數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間為單臺(tái)盤(pán)的1/n(n為并行驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù)為并行驅(qū)動(dòng)器的個(gè)數(shù))。軟盤(pán)、磁帶、光盤(pán)軟盤(pán)、磁帶、光盤(pán)軟盤(pán)存儲(chǔ)器軟盤(pán)存儲(chǔ)器 軟盤(pán)，也稱軟磁盤(pán)（軟盤(pán)，也稱軟磁盤(pán)（floppy disk）。）。 軟盤(pán)盤(pán)片是用類似塑料薄膜唱片的柔性材料制成的，軟盤(pán)盤(pán)片是用類似塑料薄膜唱片的柔性材料制成的，表面涂

47、有厚為表面涂有厚為2.33.0m的磁層。的磁層。 按直徑有按直徑有8英寸，英寸，5.25英寸，英寸，3.5英寸等幾種。英寸等幾種。 盤(pán)片尺寸越小，記錄密度越高，受溫度影響也小，盤(pán)片盤(pán)片尺寸越小，記錄密度越高，受溫度影響也小，盤(pán)片不易變形，能保證讀寫(xiě)的精度。不易變形，能保證讀寫(xiě)的精度。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，隨著技術(shù)的進(jìn)步，8英寸，英寸，5.25英寸已經(jīng)被淘汰。英寸已經(jīng)被淘汰。目前尚在使用的軟盤(pán)是目前尚在使用的軟盤(pán)是3.5英寸的軟盤(pán)，但是也已英寸的軟盤(pán)，但是也已處于將被淘汰的地位。處于將被淘汰的地位。磁帶存儲(chǔ)器磁帶存儲(chǔ)器 磁帶存儲(chǔ)器由磁帶和磁帶機(jī)兩部分組成。磁帶存儲(chǔ)器由磁帶和磁帶機(jī)兩部分組成。 磁帶磁

48、帶 磁帶長(zhǎng)度：磁帶長(zhǎng)度：2400英尺、英尺、1200英尺、英尺、600英尺等英尺等 磁帶寬度：磁帶寬度：1/4英寸、英寸、1/2英寸、英寸、1英寸、英寸、3英寸等英寸等 記錄密度：記錄密度：800bpi、1600bpi、 6250bpi等等 磁帶表面并行記錄信息的道數(shù)：磁帶表面并行記錄信息的道數(shù)：7道、道、9道、道、16道道 磁帶機(jī)磁帶機(jī) 磁帶機(jī)規(guī)模：標(biāo)準(zhǔn)半英寸磁帶機(jī)、海量磁帶機(jī)和盒式磁帶機(jī)規(guī)模：標(biāo)準(zhǔn)半英寸磁帶機(jī)、海量磁帶機(jī)和盒式磁帶機(jī)磁帶機(jī) 磁帶機(jī)走帶速度：高速磁帶機(jī)（磁帶機(jī)走帶速度：高速磁帶機(jī)（45m/s）、中速磁帶）、中速磁帶機(jī)（機(jī)（23m/s）和低速磁帶機(jī)（）和低速磁帶機(jī)（2m/s以下

49、）。磁帶的數(shù)以下）。磁帶的數(shù)據(jù)傳輸率取決于記錄密度和走帶速度。據(jù)傳輸率取決于記錄密度和走帶速度。 按磁帶記錄格式分：起停式和數(shù)據(jù)流式兩種。現(xiàn)代計(jì)按磁帶記錄格式分：起停式和數(shù)據(jù)流式兩種。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用的更多的是數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)。算機(jī)系統(tǒng)中用的更多的是數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)。數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)數(shù)據(jù)流磁帶機(jī) 數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)將數(shù)據(jù)連續(xù)寫(xiě)在磁帶上，在數(shù)據(jù)塊將數(shù)據(jù)連續(xù)寫(xiě)在磁帶上，在數(shù)據(jù)塊之間插入記錄間隙，這樣磁帶機(jī)在數(shù)據(jù)塊之間不之間插入記錄間隙，這樣磁帶機(jī)在數(shù)據(jù)塊之間不用起停。用起停。 而起停式磁帶機(jī)在數(shù)據(jù)塊之間是需要啟動(dòng)和停止。而起停式磁帶機(jī)在數(shù)據(jù)塊之間是需要啟動(dòng)和停止。 數(shù)據(jù)流磁帶機(jī)采用串行讀寫(xiě)方式。數(shù)據(jù)流

50、磁帶機(jī)采用串行讀寫(xiě)方式。 而起停式磁帶機(jī)采用并行讀寫(xiě)方式。而起停式磁帶機(jī)采用并行讀寫(xiě)方式。1道3道0道2道BOTEOT磁帶的記錄格式磁帶的記錄格式 磁帶機(jī)與主機(jī)之間進(jìn)行信息傳送的最小單位是數(shù)據(jù)磁帶機(jī)與主機(jī)之間進(jìn)行信息傳送的最小單位是數(shù)據(jù)塊或叫塊或叫記錄塊記錄塊。 記錄塊的長(zhǎng)度可以是固定的，也可以是變化的。記錄塊的長(zhǎng)度可以是固定的，也可以是變化的。 記錄塊之間有空白記錄塊之間有空白間隙間隙，是磁頭停靠的地方（慣性緩，是磁頭停靠的地方（慣性緩沖）。沖）。 記錄塊尾部有幾行特殊的標(biāo)記，表示數(shù)據(jù)結(jié)束。記錄塊尾部有幾行特殊的標(biāo)記，表示數(shù)據(jù)結(jié)束。 磁帶信息的校驗(yàn)屬于多重校驗(yàn)磁帶信息的校驗(yàn)屬于多重校驗(yàn) 由橫

51、向奇偶校驗(yàn)（多道（位）、循環(huán)冗余校驗(yàn)（縱向，由橫向奇偶校驗(yàn)（多道（位）、循環(huán)冗余校驗(yàn)（縱向，數(shù)據(jù)塊）和縱向奇偶校驗(yàn)共同完成。數(shù)據(jù)塊）和縱向奇偶校驗(yàn)共同完成。起始間隙數(shù)據(jù)塊標(biāo)記數(shù)據(jù)記錄尾標(biāo)記校驗(yàn)碼塊間間隙記錄塊BOT光盤(pán)存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)器光存儲(chǔ)技術(shù)是一種通過(guò)光學(xué)方法讀出和寫(xiě)入數(shù)據(jù)的數(shù)字存儲(chǔ)技術(shù)。 最早的光盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)是CD(Compact Disc:數(shù)字激光唱片)和LD(Laser Disc:激光視盤(pán)，模擬方式)。將CD進(jìn)行糾錯(cuò)方面的改進(jìn)后用于計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)軌道中心孔空白區(qū)7.5mm17.5mm60mmCDCD格式光盤(pán)格式光盤(pán)光盤(pán)存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)特點(diǎn)光盤(pán)存儲(chǔ)技術(shù)特點(diǎn) 記錄密度高，存

52、儲(chǔ)容量大。單張光盤(pán)一般容量都在記錄密度高，存儲(chǔ)容量大。單張光盤(pán)一般容量都在550MB以上。以上。 采用非接觸方式讀采用非接觸方式讀/寫(xiě)，沒(méi)有磨損，可靠性高。寫(xiě)，沒(méi)有磨損，可靠性高。 可長(zhǎng)期保存信息。可長(zhǎng)期保存信息。 成本低廉，易于大量復(fù)制。成本低廉，易于大量復(fù)制。 存儲(chǔ)密度高，體積小。存儲(chǔ)密度高，體積小。 屬于易更換存儲(chǔ)媒體，能自由更換盤(pán)片。屬于易更換存儲(chǔ)媒體，能自由更換盤(pán)片。 光盤(pán)的數(shù)據(jù)存取速率比磁盤(pán)低，因此還不能完全取代光盤(pán)的數(shù)據(jù)存取速率比磁盤(pán)低，因此還不能完全取代磁盤(pán)。磁盤(pán)。光盤(pán)存儲(chǔ)器的分類光盤(pán)存儲(chǔ)器的分類 第一代光存儲(chǔ)技術(shù)第一代光存儲(chǔ)技術(shù)：通常把采用非磁性介質(zhì)進(jìn)行：通常把采用非磁性介質(zhì)

53、進(jìn)行光存儲(chǔ)的技術(shù)，稱作第一代光存儲(chǔ)技術(shù)（不能把光存儲(chǔ)的技術(shù)，稱作第一代光存儲(chǔ)技術(shù)（不能把內(nèi)容抹掉重寫(xiě)）。內(nèi)容抹掉重寫(xiě)）。 第二代光存儲(chǔ)技術(shù)第二代光存儲(chǔ)技術(shù)：使用磁性材料作存儲(chǔ)介質(zhì)，：使用磁性材料作存儲(chǔ)介質(zhì)，利用激光在磁記錄介質(zhì)上存儲(chǔ)信息（也叫做磁光利用激光在磁記錄介質(zhì)上存儲(chǔ)信息（也叫做磁光存儲(chǔ)技術(shù)）。其主要特點(diǎn)是可擦洗重寫(xiě)。存儲(chǔ)技術(shù)）。其主要特點(diǎn)是可擦洗重寫(xiě)。 近幾年出現(xiàn)了許多光盤(pán)產(chǎn)品，得到廣泛使用的有近幾年出現(xiàn)了許多光盤(pán)產(chǎn)品，得到廣泛使用的有以下幾種：以下幾種： 只讀光盤(pán)（只讀光盤(pán)（CD-ROM） 寫(xiě)一次讀多次光盤(pán)（寫(xiě)一次讀多次光盤(pán)（WORM、CD-R） 可擦光盤(pán)（可擦光盤(pán)（ CD-RW）

54、光盤(pán)的存取原理光盤(pán)的存取原理 只讀型光盤(pán)的讀/寫(xiě)原理 可擦寫(xiě)光盤(pán)的讀/寫(xiě)原理只讀型光盤(pán)的讀只讀型光盤(pán)的讀/寫(xiě)原理寫(xiě)原理 形變形變 對(duì)對(duì)CD-ROM和和WORM光盤(pán)寫(xiě)入時(shí)，將激光束聚焦成直徑小光盤(pán)寫(xiě)入時(shí)，將激光束聚焦成直徑小于于1m的微小光點(diǎn)，以其熱作用，融化盤(pán)表面上的光存儲(chǔ)的微小光點(diǎn)，以其熱作用，融化盤(pán)表面上的光存儲(chǔ)介質(zhì)薄膜，在薄膜上形成凹坑，有坑為介質(zhì)薄膜，在薄膜上形成凹坑，有坑為“1”，無(wú)坑為，無(wú)坑為“0”。 讀出時(shí)，凹坑邊緣反射的光有變化，信息為讀出時(shí)，凹坑邊緣反射的光有變化，信息為“1”，平坦處，平坦處反射的光無(wú)變化，信息為反射的光無(wú)變化，信息為“0”。由于讀出光束的功率只有寫(xiě)入光束功

55、率的由于讀出光束的功率只有寫(xiě)入光束功率的1/10，因此不會(huì)融出新的，因此不會(huì)融出新的凹坑。凹坑。 相變相變 有些光存儲(chǔ)介質(zhì)在激光照射下，晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，利有些光存儲(chǔ)介質(zhì)在激光照射下，晶體結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生變化，利用介質(zhì)處于晶態(tài)和非晶態(tài)區(qū)域的光學(xué)特性（如反射率和折用介質(zhì)處于晶態(tài)和非晶態(tài)區(qū)域的光學(xué)特性（如反射率和折射率）不同，進(jìn)而記錄和讀取信息。射率）不同，進(jìn)而記錄和讀取信息。CD盤(pán)上凹痕和平面的轉(zhuǎn)換盤(pán)上凹痕和平面的轉(zhuǎn)換可擦寫(xiě)光盤(pán)的讀可擦寫(xiě)光盤(pán)的讀/寫(xiě)原理寫(xiě)原理 磁光磁光(MO)存儲(chǔ)存儲(chǔ) 記錄原理：記錄原理：在一定溫度下在一定溫度下,如果在磁記錄介質(zhì)的表面上加如果在磁記錄介質(zhì)的表面上加一強(qiáng)度低于該介質(zhì)

56、矯頑力的磁場(chǎng)，則不會(huì)發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn)，一強(qiáng)度低于該介質(zhì)矯頑力的磁場(chǎng)，則不會(huì)發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn)，也就不能記錄信息。假如我們提高溫度使得降低矯頑力，也就不能記錄信息。假如我們提高溫度使得降低矯頑力，使其低于外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，則將發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn)。利用激光使其低于外加磁場(chǎng)強(qiáng)度，則將發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn)。利用激光照射磁性薄膜，被照射處溫度上升，矯頑力下降，在外照射磁性薄膜，被照射處溫度上升，矯頑力下降，在外加磁場(chǎng)加磁場(chǎng)HR的作用下發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn)，使該處的磁場(chǎng)方向與的作用下發(fā)生磁通翻轉(zhuǎn)，使該處的磁場(chǎng)方向與外加磁場(chǎng)外加磁場(chǎng)HR一致，可視為寄存一致，可視為寄存“1”。而不被照射或。而不被照射或HR小于矯頑力處可視為寄存小于矯頑力處可視

57、為寄存“0”。 信息擦除：信息擦除：抹除信息和記錄信息的原理一樣，外加一個(gè)抹除信息和記錄信息的原理一樣，外加一個(gè)和記錄方向相反的磁場(chǎng)，對(duì)已記錄信息的介質(zhì)用激光束和記錄方向相反的磁場(chǎng)，對(duì)已記錄信息的介質(zhì)用激光束照射，使照射區(qū)反方向磁化，從而恢復(fù)到記錄前的磁化照射，使照射區(qū)反方向磁化，從而恢復(fù)到記錄前的磁化狀態(tài)。狀態(tài)。磁光記錄原理磁光記錄原理 讀出信息：讀出信息：在磁光記錄中利用在磁光記錄中利用克爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)讀出。根據(jù)克爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)讀出。根據(jù)磁化介質(zhì)的相互作用，這種效磁化介質(zhì)的相互作用，這種效應(yīng)表現(xiàn)為光的偏振態(tài)的變化。應(yīng)表現(xiàn)為光的偏振態(tài)的變化。反射時(shí)，克爾效應(yīng)使偏振光的反射時(shí)，克爾效應(yīng)使偏振光

58、的偏振面發(fā)生較小的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)偏振面發(fā)生較小的轉(zhuǎn)動(dòng)。根據(jù)磁化方向不同，轉(zhuǎn)動(dòng)的方向可磁化方向不同，轉(zhuǎn)動(dòng)的方向可正可負(fù)，代表了介質(zhì)上的記錄正可負(fù)，代表了介質(zhì)上的記錄的的“0”、“1”信息。信息。 這種利用激光的熱作用改變磁這種利用激光的熱作用改變磁化方向來(lái)記錄信息的光盤(pán)，叫化方向來(lái)記錄信息的光盤(pán)，叫做做“磁光盤(pán)磁光盤(pán)”。光盤(pán)存儲(chǔ)器的組成光盤(pán)存儲(chǔ)器的組成 光盤(pán)存儲(chǔ)器的組成 盤(pán)片 驅(qū)動(dòng)器 控制器 驅(qū)動(dòng)器：由讀寫(xiě)頭、尋道定位機(jī)構(gòu)、主軸控制系統(tǒng)等組成。除了機(jī)械電子機(jī)構(gòu)外，還有光學(xué)機(jī)構(gòu)。寫(xiě)一次型光盤(pán)光學(xué)系統(tǒng)示意寫(xiě)一次型光盤(pán)光學(xué)系統(tǒng)示意CRC校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼CRC（Cyclic Redundancy Check）

59、CRC：各類介質(zhì)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)通信：各類介質(zhì)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)通信 基于模基于模2運(yùn)算：不考慮進(jìn)位和借位運(yùn)算：不考慮進(jìn)位和借位 模模2加減運(yùn)算：異或（相同為加減運(yùn)算：異或（相同為“0”，不同為，不同為“1”） 模模2乘：按模乘：按模2加求部分積之和加求部分積之和 模模2除：按模除：按模2減求部分余數(shù)減求部分余數(shù)部分余數(shù)首位為部分余數(shù)首位為1，商，商1部分余數(shù)首位為部分余數(shù)首位為0，商，商0每上商一次，部分余數(shù)減少一位。部分余數(shù)位數(shù)少每上商一次，部分余數(shù)減少一位。部分余數(shù)位數(shù)少于除數(shù)位數(shù)時(shí)，結(jié)束于除數(shù)位數(shù)時(shí)，結(jié)束模模2運(yùn)算舉例運(yùn)算舉例011101000110 1010X 10110100000 1010

60、 1000101000010110110100100000100101001余數(shù)01CRC校驗(yàn)步驟校驗(yàn)步驟 CRC生成生成 將將n位數(shù)據(jù)位數(shù)據(jù)Dn-1,D0用用n-1次多項(xiàng)式次多項(xiàng)式M(x)表示，即表示，即M(x) Dn-1xn-1 + Dn-2xn-2 + D1 x1 + D0 x0 將將M(x)左移左移k位（補(bǔ)位（補(bǔ)0），即得：），即得：M(x)*xk 將將M(x)*xk除以除以k+1位的位的生成多項(xiàng)式生成多項(xiàng)式G(x)，余數(shù)即，余數(shù)即為為k位的位的CRC校驗(yàn)位校驗(yàn)位 將將CRC校驗(yàn)位拼裝在校驗(yàn)位拼裝在Dn-1,D0之后，成為之后，成為n+k位位數(shù)據(jù)，也稱（數(shù)據(jù)，也稱（n+k，n）碼。）碼