微机原理与接口技术_第5章存储器.ppt

An Introduction to Database System 微机原理与接口技术 第四章 重点 第四章 重点之三 第四章 重点之四 程序设计方法： 顺序结构； 分支结构； 循环结构； 第五章 存储器 存储器分类 随机存取存储器RAM 只读存储器 CPU与存储器的连接 存储器空间的分配和使用 本章学习目标 掌握半导体存储器的分类、组成及组成部件的作用及工作原理、读/写操作的基本过程。 掌握SRAM、DRAM芯片的组成特点、工作过程、典型芯片的引脚信号、了解DRAM刷新的基本概念。 掌握半导体存储器的主要技术指标、芯片的扩充、CPU与半导体存储器间的连接。 了解Cache的基本概念、特点、在系统中的位置。 §5-1 存储器分类 存储器是计算机的主要组成部分之一，是用来存放程序和数据的部件，存储器表征了计算机的“记忆”功能，存储器的容量和存取速度是决定计算机性能的重要指标。存储器的容量越大，记忆的信息也就越多，计算机的功能也就越强。 一、按用途分类 ：内部存储器、外部存储器 1．内部存储器 内部存储器也称为内存，是主存储器。 功能：用来存放当前正在使用或经常使用的程序和数据。 特点：快速存取、容量较小， CPU可以直接对它进行访问，一般是用半导体存储器件构成。 容量大小：受到地址总线位数的限制 8086系统，20条地址总线，可以寻址内存空间为1M字节； 80386系统，32条地址总线，可以寻址4GB字节。 存放内容：系统软件（系统引导程序、监控程序或者操作系统中的ROM BIOS等）以及当前要运行的应用软件。 2．外部存储器 外部存储器也称为外存，是辅助存储器。 功能：用来存放相对来说不经常使用的程序或者数据或者需要长期保存的信息。 特点：存取速度慢、容量大，可以保存和修改存储信息， CPU不直接对它进行访问，有专用的设备（硬盘驱动器、软驱、光驱等）来管理，一般外部存储器由磁表面存储器件构成 。 容量大小：不受限制 存放内容：系统软件、应用软件、其他长期保存程序和数据。 3．计算机程序和数据的存取 1.由内存ROM中的引导程序启动系统； 2.从外存中读取系统程序和应用程序，送到内存的RAM中，运行程序； 3.程序运行的中间结果放在RAM中，(内存不够时也放在外存中)； 4.程序结束时将最后结果存入外部存储器。 二、按性质分类 ：随机存取存储器、只读部存储器 1. RAM随机存取存储器（Random Access Memory） 2. ROM只读存储器（Read Only Memory） 不同存储器芯片，存取速度不相同，因此在选择存储器芯片时要考虑几个方面： ⑴只读存储器还是随机存储器。 ⑵芯片位容量，它是表示存储功能的指标。 ⑶存取时间，即访问存储器的时间。 ⑷功耗：CMOS器件功耗低，速度慢；HMOS的存储器件在速度、功耗、容量方面进行了折衷。 ⑸价格：存储器本身的价格、附加电路的价格 §5-2 随机存取存储器RAM 一、静态随机存取存储器(SRAM) 1．静态RAM的构成： ⑴单元电路：（双极型器件或MOS器件构成） 双极型器件构成的电路：存取速度快，但工艺复杂，集成度低，功耗大，较少使用； MOS器件构成的电路：通常由6个MOS管子组成的双稳态触发器电路，存储信息“0”或 “1”，只要不掉电，“0”或“1”状态能一直保持，直到重新写入新的数据。读出操作后，原信息不变。 ⑵静态RAM的特点： 访问速度快，访问周期达20~40ns；工作稳定，不需要进行刷新，外部电路简单；但基本存储单元所包含的管子数目较多，且功耗较大，适合在小容量存储器中使用。 ①存储矩阵 一块存储器芯片由基本存储单元构成矩阵；一个基本存储单元存放一位二进制信息。 两种构成方式： 字结构方式：一个字节的8位制作在一块芯片上，选中芯片可一次性读/写8位信息，封装时引线较多。 例：1K的存储器芯片由128×8组成，访问它要7根地址线和8根数据线。 位结构方式：1个芯片内的基本单元作不同字的同一位，8位由8块芯片组成。优点是芯片封装时引线少。 例： 1 K存储器芯片由1024×1组成，访问它要10根地址线和1根数据线。 ②地址译码器 CPU读/写一个存储单元时： a.先将地址 （CPU)? 地址总线； b.高位地址 ? 译码后产生片选信号； c.低位地址 ? 存储器 ? (地址译码器)译码选中所片内存储单元； d.最后在读/写信号控制下读出或写入。 地址译码方式：线性译码、复合译码。 如：如图5-3所示，l024×1的位芯片。 线性(单）译码：10根地址线输入到地址译码器后，有l024根输出线来选择存储单元。