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计算机组成原理 课程教案（第6次课） 章 节 名 称 第4章 存储器 （.2.3~4.2.4） 授 课 方 式 理论课 教学环境及教具准备 教 学 目 的 熟练掌握静态和动态随机存储器的工作原理及技术指标，了解只读存储器工作原理 教 学 重 点 从本质上理解RAM和ROM存储芯片单元电路读/写原理；动态RAM刷新原理 教 学 难 点 RAM读写时序、动态存储器的刷新 教 学 基 本 内 容 是否重、难点 方法及手段 4.2.3随机存取存储器 4.2.4只读存储器 重点难点 了解 举例讲解 多媒体讲解 教 学 过 程 与 设 计 复习旧课：计算机中的数据存储在“记忆装置”存储器中，其他部件是怎样与它交互的呢？ 引入新课：存储器中的数据为什么有的稳定，有的容易丢失呢？ 4.2.3随机存取存储器 随机存取存储器按其存储信息的原理不同，可分为静态RAM和动态RAM两大类。 静态RAM 静态RAM基本单元电路 存储器中用于寄存“0”和“1”代码的电路称为存储器的基本单元电路P77图4.11是一个由6个MOS管组成的基本单元电路。 静态RAM是用触发器工作原理存储信息，因此即使信息读出后，它仍保存其原状态，不需要再生。但电源掉电时，原存信息丢失，故它属易失性半导体存储器。 静态RAM芯片举例 Intel2114芯片的基本单元电路由6个MOS管组成P77图4.12是一个容量为1K×4位2114外特性示意图。P78图4.12114RAM芯片结构示意图。 问题4：Intel2114 芯片如何进行列地址选择？ 3）静态RAM读/写时序P79图4.12114RAM矩阵结构示意图。 读周期时序P79图4.15是2114RAM芯片读周期时序，在整个读周期中WE始终为高电平。 写周期时序P80图4.16是2114RAM写周期时序。（2）动态RAM 动态RAM的基本单元电路常见的动态RAM基本单元电路有三管式和单管式两种，它们的共同特点是靠电容存储电路的原理来寄存信息。 图4.17示意了T1、T2、T3这3个MOS管组成的三管MOS动态RAM基本单元电路。图4.1示意了T这个MOS管组成的管MOS动态RAM基本单元电路。 2）动态RAM芯片举例 三管动态RAM芯片(Intel 1103) 三管动态RAM芯片结构的示意图图4.19所示，采用重合法选择基本单元电路。 单管动态RAM芯片(Intel 116) 单管动态RAM芯片结构的示意图图4.20所示 3）动态RAM时序RAS有效、写允许#WE有效(高)、列地址#CAS有效、数据DOUT有效。 写时序：行地址#RAS有效、写允许#WE有效(低)、数据DIN有效、列地址#CAS有效。 4）动态RAM的刷新 刷新的过程实质上是先将原存信息读出、再由刷新放大器形成原信息并重新写入的再生过程。集中刷新 集中刷新是在规定的一个刷新周期内，对全部存储单元集中一段时间逐行进行刷新，此刻必须停止读/写操作。 分散刷新 分散刷新是指对每行存储单元的刷新分散到每个存储周期内完成。 异步刷新 异步刷新是前两种方式的结合，它既可缩短“死时间”，又充分利用最大刷新间隔2ms的特点。一个8K×8位的动态RAM芯片，其内部结构排列成256×256形式，存取周期为0.1μs。试问采用集中刷新、分散刷新和异步刷新三种方式的刷新间隔各为多少？ 动态RAM与静态RAM的比较 掩模ROM 行列选择线交叉处有 MOS 管为“1”；行列选择线交叉处无 MOS 管为“0”。用户是无法改变原始状态的。书中图4.2示意一个。 PROM PROM是可以实现一次性编程的只读存储器。书中图4.28示意一个由双极型电路和熔丝构成的基本单元电路。 EPROM EPROM是一种可擦除可编程只读存储器 （4）EEPROM EEPROM可多次性编程可擦除可编程只读存储器。Flash Memory (快擦型存储器) 实 验 内 容 实验五 掌握静态随机存取存储器RAM工作特性及数据的读写方法 课 外 作 业 P150~151页教材课后练习题 考 核 要 求 1.本章考试题型主要有：选择题、填空题、简答题、设计应用题 2.本章主要考核存储器的层次结构和半导体随机存取存储器的工作原理、动态RAM刷新和存储器的校验、Cache和虚存概念、存储器与CPU的连接和Cache—主存地址映射 参 考 资 料 [1]白中英.计算机组成原理（第四版.立体化教材）.科学出版社,2012 [2]唐朔飞.计算机组成原理学习指导与习题解答.高等教育出版社,2010 [3]李淑芝.计算机组成原理考研指定教材习题解答.自编,2013 [4]李淑芝,欧阳城添,等.计算机组成原理实验指导书(2013版), 自编,2