|「计算机组成原理」：现代存储器的结构( 三 )

CPU从总能线上读取数据，并将其复制到寄存器中

当将寄存器中的数据保存到内存中：

CPU芯片通过总线接口发起写事务（Write Transaction）
CPU会将内存地址发送到系统总线上
I/O桥将信号传递到内存总线
内存接收到内存总线上的地址信号，会等待数据到达
CPU将寄存器中的数据字复制到系统总线
I/O桥将内存总线信号翻译成系统总线信号，然后传递到系统总线上
内存从内存总线读出数据，并将其保存到DRAM中。

这里的读事务和写事务统称为总线事务（Bus Transaction）。
1.1.3 非易失性存储器
之前介绍的DRAM和SRAM在断电时都会丢失数据，所以是易失的（Volatile），而非易失性存储器（Nonvolatile Memory）即使断电后，也会保存信息，该类存储器称为只读存储器（Read-Only Memory ， ROM），但是现在ROM中有的类型既可以读也可以写了，可以根据ROM能够重编程的次数以及对它们进行重编程所用的机制进行区分，包括：

可编程ROM（PROM）：可以编程一次
可擦写PROM（EPROM）：可以批量擦除
闪存（Flash Memory）：具有部分（块级）擦除功能，大约擦除十万次后会耗尽

存储在ROM设备中的程序称为固件（Firmware），包括BIOS、磁盘控制器、网卡、图形加速器和安全子系统等。当计算机系统通电后，会运行存储在ROM中的固件。
1.2 磁盘存储
磁盘（Disk）是被用来保存大量数据的存储设备，但是读信息的速度比DRAM慢10万倍，比SRAM慢100万倍。

本文插图

如上图所示是一个磁盘的构造。磁盘是由多个叠放在一起的盘片（Platter）构成，每个盘片有两个覆盖着磁性记录材料的表面（Surface）。每个表面由一组称为磁道（Track）的同心圆组成，每个磁道被划分为若干扇区（Sector），每个扇区包含相同数量的数据位（通常为512位）作为读写数据的基本单位。扇区之间通过间隙（Gap）分隔开来，间隙不保存数据信息，只用来表示扇区的格式化位。通常会使用柱面（Cylinder）来描述不同表面上相同磁道的集合，比如柱面k就是6个表面上磁道k的集合。盘片中央会有一个可以旋转的主轴（Spindle），使得盘片以固定的旋转速率（Rotational Rate）旋转，单位通常为RPM（Revolution Per Minute）。
将磁盘能记录的最大位数称为最大容量（容量），主要由以下方面决定：

记录密度（Recording Density）：一英寸的磁道中可以放入的位数
磁道密度（Track Density）：从盘片中心出发，沿着半径方向一英寸，包含多少磁道
面密度（Areal Density）：记录密度和磁道密度的乘积

磁盘容量的计算公式为：

本文插图

在面密度较低时，每个磁道都被分成了相同的扇区，所以能够划分的扇区数由最内侧磁道能记录的扇区数决定，这就使得外侧的磁道具有很多间隙。现代大容量磁盘采用多区记录（Multiple Zone Recording）技术，将一组连续的柱面划分成一个区，在同一个区中，每个柱面的每条磁道都有相同数量的扇区，由该区中最内侧的磁道决定，由此使得外侧的区能划分成更多的扇区。