計概02-03記憶體

2-3記憶體：儲存程式指令與資料的地方

2-3.1主記憶體(Main Memory)：以半導體元件製成，容量小，速度快，存放處理中的指令和資料。

2-3.1.1唯讀記憶體(Read Only Memory, ROM)：唯讀，具非揮發性(電源關閉資料保存)，存開機的系統軟體與資料(BIOS)與自我測試程式(POST)。

Mask ROM	由硬體製造商燒錄程式，使用者無法更改內容。
PROM	可寫一次。
EPROM	可寫多次，利用紫外線清除。
EEPROM	可寫多次，利用電壓(電流脈衝)清除。
Flash ROM (快閃記憶體)	可寫多次，利用程式規劃，RAM+ROM，EEPROM演進，應用於數位相機記憶卡、隨身碟、PDA及IC卡；NAND Flash容量較大，改寫速度快，應用在大量資料的儲存。

※Boot-Record(啟動記錄程式)：用來載入作業系統，存放於開機磁片或硬碟的第0面、第0軌、第0磁區(side 0、track 0、sector 0)。

 

2-3.1.2隨機存取記憶體(Random Access Memory, RAM)：可讀寫，具揮發性(電源關閉資料流失)，電腦執行程式前，必須先將資料載入RAM中，才能執行。

	SRAM靜態記憶體 (Static RAM)	DRAM動態記憶體 (Dynamic RAM)
元件	正反器	電容
密度(容量)	低	高
需要周期性充電(Refresh)	否	是
存取速率	快	慢
價格	高	低
用途	快取記憶體	主記憶體(DDR3 SDRAM)

※電腦中主記憶體MB數，指的就是DRAM，採並列傳輸：

	記憶體模組	接腳數(pin)
桌上型電腦	SDRAM	168
	DDR SDRAM	184
	DDR2 SDRAM	240
	DDR3 SDRAM	240
筆記型電腦	DDR2 SDRAM	200
	DDR3 SDRAM	204

 

2-3.2輔助記憶體(Secondary Storage)：容量大，速度慢，存放暫時用不到的程式和資料。

2-3.2.1硬碟(Hard Disk Drive)

構造	1.磁盤(Platter)：每個磁盤有正反兩個磁面。 2.磁軌(Track)：半徑不同的同心圓，最外圍為第0軌(由外至內編號)，各磁軌容量相同。 3.磁區(Sector)：磁碟機的基本存取單位，各磁區容量相同。 4.磁柱(Cylinder)：編號相同的磁軌所組成。 5.磁簇(磁叢Cluster)：作業系統存取硬碟資料的基本單位，由數個連續磁區組成。
容量計算	1.「C/H/S：19328/16/64」，C磁柱/H磁頭/S磁區，磁區容量512Bytes，16磁面×19328磁軌×64磁區×512Bytes÷230≒9.4GB 2.「LBA磁區：1250263728」，LBA最大磁區數×磁區容量=1250263728×512Bytes÷230≒640GB
存取時間	硬碟存取時間=搜尋時間+旋轉時間+傳輸時間 1.搜尋時間(Seek Time)：找磁軌磁柱，時間最長。平均值=讀寫頭由第0軌移至最後一軌的時間÷2 2.旋轉時間(Rotation Time)：找磁區。旋轉延遲時間=旋轉一圈的時間÷2 3.傳輸時間(Data Transfer Time)：指資料由讀寫頭傳入主記憶體所花的時間。時間最短。
RPM	硬碟每分鐘旋轉的次數(Revolutions Per Minute)，磁碟轉速愈高，讀寫時間愈短。
格式化 (Format)	在磁片上規劃磁軌與磁區的動作，磁片在使用前須格式化。 1.一般格式化：適用於已使用的硬碟。 2.快速格式化：適用於未使用的硬碟，原資料未真正清除。
衍生	1.行動硬碟(外接硬碟) 2.固態磁碟(Solid Static Disk, SSD)：採用快閃記憶體，具低耗電、重量輕、抗震動等優點。存取時間＝傳輸時間。 3.隨身碟：採用快閃記憶體，支援熱插拔(USB、IEEE1394)。

※熱插拔(Hot Swap)：在不關閉電腦電源的情況下，安裝或拔除硬體設備。

 

2-3.2.2光碟機的讀寫速度：52R50W16RW、52x16x50x，讀≧寫＞覆寫

類型	說明
CD-ROM 光碟機	只能讀取資料，不能寫入資料。 可讀取所有CD光碟片。	1倍數(1X)=150KB/s，50X=150×50=7,500KB/s 「40×12×48」代表「40寫/12覆寫/48讀」
CD-R 燒錄機	具CD-ROM光碟機所有功能。 可燒錄一次CD-R光碟片。
CD-RW 燒錄機	具CD-R燒碟機所有功能。 可覆寫多次CD-RW光碟片。
DVD-ROM 光碟機	只能讀取資料，不能寫入資料。 可讀取所有CD、DVD光碟片。	1倍數(1X)=1350KB/s，約為CD類的9倍 只標示特色「Read 20X DVD±R / Write 8X DVD+RW」代表20倍速(211Mbps=10.55Mbps×20)讀取DVD±R，8倍速(84.4Mbps)寫入DVD+RW
DVD+R DVD-R 燒錄機	具DVD-ROM光碟機所有功能。 具CD-R燒碟機功能。 可燒錄一次DVD+R/-R光碟片。
DVD+RW DVD-RW 燒錄機	具DVD+R/-R、CD-RW燒碟機所有功能。 可覆寫多次DVD+RW/-RW光碟片。
DVD Dual	具DVD+RW/-RW功能。
DVD SuperMulti	具DVD Dual與DVD RAM功能。
Blu-ray ROM 光碟機	只能讀取資料，不能寫入資料。 可讀取所有CD、DVD及BD光碟片。	1倍數(1X)=4.5MB/s
Blu-ray R 燒碟機	具Blu-ray ROM光碟機所有功能。 可燒錄一次BD-R、DVD-R、CD-R光碟片。
Blu-ray RE 燒碟機	具Blu-ray R燒碟機所有功能。 可覆寫多次BD-RW、DVD-RW、CD-RW光碟片。
DVD Combo機	具DVD-ROM光碟機功能。 具CD-RW燒碟機功能。	「48×24×52×16」代表「CD-RW 48寫/24覆寫/52讀，CD-ROM 16讀」
BD Combo機	具Blu-ray ROM光碟機功能。 具DVD SuperMulti燒錄機功能。

 

2-3.2.3光碟片(Optical Disk)的類型

種類	容量	倍速	唯讀型	WORM	WMRA
CD	650MB~1GB	1X=150KB/s 最高52X	CD-ROM CD-DA CD-I	CD-R	CD-RW MO
DVD	DVD5單面單層4.7GB DVD9單面雙層8.5GB DVD10雙面單層9.4GB DVD18雙面雙層17GB	1X=1350KB/s 最高24X	DVD-ROM	DVD-R	DVD-RAM DVD-RW
BD	單面單層25GB 單面雙層50GB BDXL單面三層100GB BDXL單面四層128GB	1X=4.5MB/s 最高12X	BD-ROM	BD-R	BD-RE

※紅光雷射與藍光雷射

DVD光碟	使用波長650nm (nanometer, 1nm等於十億分之一公尺)紅光雷射。
藍光光碟	使用波長405nm藍色雷射光束，光點小，儲存密度高。

※光碟片上的資料軌呈螺旋狀。

 

2-3.2.4軟碟(Floppy Disk Drive)：磁軌、磁區、啟動磁區(Boot Sector)、檔案配置表(FAT)。

 

2-3.2.5磁帶：循序存取設備。

 

2-3.2.6記憶卡(Flash Memory Card)：採用快閃記憶體

SD(Secure Digit)	採用FAT格式，最高容量2GB，應用於數位相機。
SDHC	採用FAT32格式，最高容量32GB。 標示最慢寫入速度，Class 2=2MB/s，Class 4=4MB/s，Class 6=6MB/s，Class 10=10MB/s。
SDXC	採用exFAT格式，最高容量2TB，傳輸速率300MB/s。
MicroSD	體積小，應用於行動裝置。
Memory Stick PRO Duo Memory Stick Micro(M2)	應用於Sony數位相機。
CF	標示最快讀取速度，1倍數(1X)=150KB/s。 300X=300×150KB/s=45MB/s
SM(Smart Media)
MS(Memory Stick)
MMC(Multimedia Card)

 

2-3.3虛擬記憶體(Virtual Memory)與虛擬磁碟機(Virtual Disk)

	虛擬記憶體	虛擬磁碟機
原理	將硬碟分割一部分當主記憶體使用	將主記憶體分割一部分當磁碟機使用
功能	解決主記憶體不足	加速資料存取速度
存取速度	低於主記憶體	高於磁碟機

※記憶體存取速率的快慢為：暫存器>快取記憶體(L1>L2>L3)>主記憶體DRAM(DDR3>DDR2>DDR>SDRAM>EDO RAM)>輔助記憶體[硬碟>隨身碟>光碟(BD>DVD>CD)>軟碟>磁帶]

※執行軟體時，載入記憶體的順序：輔助記憶體→DRAM→Cache→CPU