第01讲 数据存储.ppt

第1章 数据存储 1.1 位和位存储 1.2 主存储器 1.3 海量存储器 1.4 用位模式表示信息 1.5 二进制系统 1.6 整数存储 1.7 小数的存储 1.8 数据压缩 1.9 通信差错 1.1 位和位存储 计算机中，信息是以0和1的模式编码的。 数字0和1称为位（bit, binary digits）。 1.1.1 布尔运算 处理真假值的运算称为布尔运算（Boolean operation）。 位0代表假值 位1代表真值 布尔运算类型： AND（与） OR（或） XOR（异或） NOT（非） 布尔运算 1.1.2 门和触发器 门（gate）是一种设备，给出一种布尔运算输入值时，可以得出该布尔运算的输出值。 触发器（flip-flop）是可以产生0或1输出值的电路，它的值会一直保持不变，除非其它电路过来的临时脉冲使其改变成另一个值，即输出值是在外界的刺激下在两个值之间相互转换的。 门 触发器1 1.1.3 十六进制记数法 十六进制记数法（hexadecimal notation） 计算机位模式101101010011 用简写符号来表示位，一个符号表示4位 十六进制编码系统 练习题 1、什么样的位模式输入可以使得下面的电路输出值为1？ 练习题续 2、二进制位模式0110101011110010用16进制计数法表示为 。 3、十六进制5FD97用二进制位模式表示为 。 1.2 主存储器 存储单元（cell）：主存储器的可管理单位。一个典型的存储单元是一个字节（byte），即一个8位的串。 最高有效位（most significant bit）：存储单元行的左端称为高位端（high-order end），高位端的最左一位称为最高有效位或高位。 最低有效位（least significant bit）：存储单元行的右端称为低位端（low-order end），低位端的最右一位称为最低有效位或低位。 字节型存储单元的结构 地址（address） 为了区分主存储器中的各存储单元，每一个存储单元都被赋予了一个唯一的名字，称为地址。 地址用数字表示； 所有存储单元看做是排成一行的； 从0开始编号。 按地址排列的存储单元 存储器类型 随机存储器（RAM）：反映用任意顺序存取存储单元的能力； 动态随机存储器（DRAM）：包含刷新电路，具有不稳定性的存储器。 存储器容量的度量 Kilobyte: 210 bytes = 1024 bytes 例: 3 KB = 3 × 1024 B Megabyte: 220 bytes = 1,048,576 bytes 例: 3 MB = 3 × 1,048,576 B Gigabyte: 230 bytes = 1,073,741,824 bytes 例: 3 GB = 3 × 1,073,741,824 B 练习题 1、如果地址为5的存储单元存有值8，那么将值5写入6号存储单元和将5号存储单元的内容移到6号存储单元之间有什么差别？ 2、拥有4KB的计算机存储器里有多少个二进制位？ 4×1024×8＝32768 1.3 海量存储器 海量存储系统（mass storage） 优点：更稳定、容量大、价格低、可拆卸 缺点：需要机械运动，数据存取花费的时间长 联机（on-line）：设备或信息已经与计算机相连接，不需要人的干预就可以使用； 脱机（0ff-line）：必须有人的干预，设备和信息才可以被计算机使用。 1.3.1 磁学系统 磁盘 磁带 1.3.2 光学系统 光盘（compact disk, CD） DVD(digital versatile disk) 1.3.3 闪存驱动器 基于磁学和光学的海量存储系统，通过物理运动来存储和读取信息，数据存储和读取的速度比较慢。 闪存（flash memory）：用电子信号将二进制位直接送到存储介质中，使得二氧化硅的微小晶格截获电子，从而转换微电子电路的性质。 1.3.4 文件存储及检索 文件（file）：海量存储系统中的信息单元。 逻辑记录（logical record） 字段（field） 键字段（key field）－键（key） 物理记录（physical record） 缓冲区（buffer）：一个设备向另一个设备传输的过程中临时存储数据的区域。 1.4 用位模式表示信息 1.4.1 文本的表示 文本形式的信息通常用一种代码表示，文本中的每一个不同的符号均赋予其相应的唯一的位模式。 ASCII：7位（扩展8位） Unicode：16位 ISO标准码：32位 报文“Hello”的ASCII码 1.