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《微机原理及应用》 主讲教师 陈 玮 第5章 存储器 一、概述 二、典型芯片举例 三、主存储器设计 作业 一、概述 存储器是计算机的重要组成部分，用来存放计算机系统工作时所用的信息 —— 程序和数据。 1、 内存和外存 2、 存储器的分类 3、 存储器的性能指标 4、 存储器的基本结构 1、内存和外存 （1）内存(或主存），用于存放当前正在使用的程序和数据，CPU可以对它直接访问，存取速度快，但容量较小。 （2）外存（或辅存），用于存放一些CPU暂时不处理的程序和数据。当CPU么处理这些信息时，必须先将其调入内存。 外存包括软盘，硬盘，光盘等等。 外存容量大，相对内存来说，存取速度较慢。 2、存储器的分类(应用) (1)只读存储器ROM (2)随机存取存储器RAM (1)只读存储器ROM 只读存储器(Read Only Memory — ROM) —— 用户在使用时只能读出其中信息，不能修改或写入新的信息，断电后，其信息不会消失。 ① 存储单元中的信息由ROM制造厂在生产时一次性写入，称为掩膜ROM（Masked ROM）； ② PROM(Programmable ROM — 可编程ROM) —— PROM中的程序和数据是由用户自行写入的，但一经写入，就无法更改，是一次性的ROM； (1)只读存储器ROM ③ EPROM(Eraseble Programmable ROM — 可擦除可编程ROM) —— 可由用户自行写入程序和数据，写入后的内容可用紫外线灯照射擦除，然后可以重新写入新的内容，可以多次擦除，多次使用。 ④ E2PROM(Electrically Eraseble Programmable ROM — 电可擦除可编程ROM) —— 可用电信号进行清除和改写的存储器，使用方便。 (2)随机存取存储器RAM 随机存取存储器(Random Access Memory) ——RAM的特点是存储器中的信息能读能写，且对存储器中任一单元的读或写操作所需要的时间基本是一样的。断电后，RAM中的信息即消失。 分为两类： ①SRAM (Static RAM — 静态RAM) —— SRAM是利用半导体触发器的两个稳定状态表示“1”和“0”。只要电源不撤除，信息不会消失，不需要刷新电路。 (2)随机存取存储器RAM ②DRAM (Dynamic RAM — 动态RAM) ——DRAM是利用电容端电压的高低来表示“1”和“0”，为了弥补漏电需要定时刷新。一般微机系统中的内存采用DRAM，配有刷新电路，每隔1—2ms刷新一次。 3、存储器的性能指标 (1)存储容量 (2)存储速度 (3)可靠性 (1)存储容量 存储容量 是指一块存储芯片上所能存储的二进制位数。 假设存储芯片的存储单元数是M， 一个存储单元所存储的信息的位数是N，则其存储容量为M×N。 例题 1、已知单片6116芯片的地址线是11位， 每个存储单元是8位，求其存储容量? 解: 因为可编址范围211 ，即M＝ 211 ， 每个存储单元可存8位，即N＝ 8， 所以， 6116的存储容量 = 211×8 = 2×1024×8 = 2K×8 ＝2KB 例题 2、若要组成64K字节的存储器，以下芯片各需几片? ①6116(2K×8) ②4416(16K×4) 区别：芯片的存储容量和微机的存储容量 微机的存储容量 —— 由多片存储芯片组成的总存储容量。 ①微机的最大内存容量 —— 由CPU的地址总线决定。 如：PC486，地址总线是32位， 则，内存容许最大容量是232=4G； ②实际的装机容量 —— 由实际使用的若干片存储芯片组成的总存储容量。 (2)存储速度 存储器的存取速度是影响计算机运算速度的主要因素，用两个参数来衡量： ①存取时间TA （Access Time）—— 定义为启动一次存储器操作（读或写），到完成该操作所经历的时间。 ②存储周期TMC（Memory Cycle）—— 定义启动两次读（或写）存储器操作之间所需的最小时间间隔。 (3)可靠性 存储器的可靠性用MTBF来衡量。 MTBF即Mean Time Between Failures —— 平均故障间隔时间，MBTF越长，表示可靠性越高。 4、