内存与硬盘

1．内存

内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存（memory）也被称为内存储器，其作用是暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

（1）同步动态随机存储器（Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM）。“同步”是指内存工作需要同步时钟，内部命令的发送与数据的传输都以它为基准；“动态”是指存储阵列需要不断地刷新来保证数据不丢失；“随机”是指数据不是线性依次存储，而是自由指定地址进行数据读写。

（2）双倍速率同步动态随机存储器（Double Data Rate，DDR）。SDRAM在一个时钟周期内只传输一次数据，它是在时钟的上升期进行数据传输；而DDR内存则在一个时钟周期内传输两次数据，它能够在时钟的上升期和下降期各传输一次数据，因此称为双倍速率同步动态随机存储器。DDR内存可以在与SDRAM相同的总线频率下达到更高的数据传输率。其外观如图3-6所示。

图3-6　DDR内存条

DDR2内存拥有两倍于上一代DDR内存的预读取能力（即4bit数据预读取）。换句话说，DDR2内存在每个时钟周期能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以4倍内部控制总线的速度运行。

DDR3内存采用8bit预读取设计，而DDR2为4bit预读取，这样DRAM内核的频率只有等效数据频率的1/8，DDR3-800的核心工作频率（内核频率）只有100MHz。其采用点对点的拓扑架构，以减轻地址/命令与控制总线的负担；采用100nm以下的生产工艺，将工作电压从1.8V降至1.5V，增加了异步重置（reset）与ZQ校准功能。

2．硬盘

硬盘（Hard Disk Drive，HDD）是电脑的主要存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。碟片外覆盖有铁磁性材料。

硬盘有固态硬盘（SSD 盘，新式硬盘）、机械硬盘（HDD 传统硬盘，其内部结构如图3-7所示）、混合硬盘（HHD，基于传统机械硬盘诞生出来的新硬盘）。SSD盘采用闪存颗粒来存储数据，HDD盘采用磁性碟片来存储，混合硬盘是把磁性硬盘和闪存集成到一起的一种硬盘。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

图3-7　机械硬盘的内部结构

硬盘的容量以兆字节（MB/MiB）、千兆字节（GB/GiB）或百万兆字节（TB/TiB）为单位，而常见的换算式为：1TB=1 024GB，1GB=1 024MB，1MB=1 024KB。硬盘的容量指标还包括硬盘的单碟容量。所谓单碟容量是指硬盘单片盘片的容量，单碟容量越大，单位成本越低，平均访问时间也越短。

转速（rotational speed或spindle speed）是硬盘内电机主轴的旋转速度，也就是硬盘盘片在1min内所能完成的最大转数。转速的快慢是标示硬盘档次的重要参数之一，它是决定硬盘内部传输率的关键因素之一，在很大程度上直接影响到硬盘的速度。硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，硬盘的传输速度也就得到了提高。硬盘转速以每min多少转来表示，单位为RPM。RPM是Revolutions Per Minute的缩写，是转/min。RPM值越大，内部传输率就越快，访问时间就越短，硬盘的整体性能也就越好。

希捷公司成立于1980年，现为全球第一大的硬盘、磁盘和读写磁头制造商。希捷公司在设计、制造和销售硬盘领域居全球领先地位，提供用于企业、台式电脑、移动设备和消费的电子产品。希捷公司于2005年并购迈拓（Maxtor）公司，于2011年4月收购三星（Samsung）公司旗下的硬盘业务，成为最大的硬盘厂商。

一般将硬盘分为主引导扇区（MBR）、操作系统引导扇区（OBR）、文件分配表（FAT）、目录区（DIR）和数据区（Data）五部分。主引导记录位于硬盘的0柱面0磁头1扇区，BIOS自检后就会跳转到MBR的第一条指令，在512字节的主引导记录中，前446字节为MBR引导程序，随后的64字节为硬盘分区表（DPT），最后两个字节是分区有效结束标志。主引导记录检查分区表，并在结束时将引导分区引入内存中。操作系统引导扇区（OBR），位于0面1道1扇区，由高级格式化产生，包括一个引导程序和本分区参数记录表。文件分配表（FAT）是系统的文件寻址系统，目录区（DIR）记录每个文件的起始单元、文件属性等。