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单元二 微机存储器 1.理解存储器的分类和分级结构； 2.掌握主存储器的技术指标、基本结构和基本操作； 3.理解半导体存储器的基本组成和工作原理； 4.掌握高速缓存cache的功能 5.掌握存储器与CPU的连接 一、存储器概述 基本概念： 存储器 ：存放程序和数据的器件； 存储位：存放一个二进制数位的存储单元，是存储器最小的存储单位，或称记忆单元； 存储字：一个数（n位二进制位）作为一个整体存入或取出时，称存储字； 存储单元：存放一个存储字的若干个记忆单元组成一个存储单元； 一、存储器概述 存储体：大量存储单元的集合组成存储体； 存储单元地址：存储单元的编号； 字编址：对存储单元按字编址； 字节编址：对存储单元按字节编址； 寻址：由地址寻找数据，从对应地址的存储单元中访存数据； 二、存储器分类(1) (1)半导体存储器 用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器； 特点：集成度高、容量大、体积小、存取速度快、功耗低、价格便宜、维护简单． (2) 磁盘和磁带等磁表面存储器 (3)激光存储器 本课程重点介绍半导体存储器 二、存储器分类(2) 按存取方式分类分： 随机存储器： RAM (Random Access Memory) 只读存储器： ROM（Read-Only Memory） 串行访问存储器 Serial Access Storage 二、存储器分类(3) 按计算机中作用分类： 主存储器(内存) 辅助存储器(外存) 高速缓冲存储器 四、半导体存储器的分类和用途 四、半导体存储器分类和用途 静态存储器单元 动态存储单元 SRAM和DRAM的主要区别 六、存储器芯片的基本组成 （1）地址译码器：接CPU的地址线，输入地址单元选择信息； （2）读/写控制逻辑电路：控制读/写状态； （3）数据缓冲器：接数据线； （4）存储体：存储单元组合体。 存储器的主要外接管脚 (1)电源和接地 (2)地址线：与存储器的地址空间对应，若存储器的空间为S，则地址线数量为： N=LOG2S (3)数据线（8位、16位、32位）； (4)片选线； (5)读/写控制线； (6)输出允许线； 6116静态存储器的主要外接管脚 6116芯片外接线说明 11根地址线（A0-A10）？2K片内地址空间。 D0-D7的作用？数据线 CE的作用？片选 WE和OE的作用？写允许和输出允许 6116芯片的真值表 片选信号线的作用 当由多片存储器构成一个完整的存储器时，需要多片存储器的配合使用，主要方法： 存储器芯片上的地址线接CPU的低位地址线； CPU的高位地址线通过译码器接存储器芯片的片选信号线。 片选信号线的作用 假设：有多个班级都是50人，对学生定位时采用班号+学号的方法， 学号范围：1-50，各个班重复； 班号：要反映系别、专业、年级等； 学生的学号：高位班号+低位学号 片选信号线的作用 6116芯片与CPU的连接 多片6116与CPU的连接 译码芯片 74LS138 2164动态存储器的主要外接管脚 2164动态存储器外接线说明 2164与CPU的连接 2164动态存储器外接线说明 动态存储器2164外接线说明 三、存储器的分级结构 在计算机系统中，通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器组成的结构。 CPU能直接访问的存储器称为内存储器，它包括高速缓冲存储器和主存储器． CPU不能直接访问外存储器，外存储器的信息必须调入内存储器后才能为CPU进行处理． Cache—主存层次 ：解决CPU与主存的速度差距 ； 主存—辅存层次 ：解决存储的大容量要求和低成本之间的矛盾 。 存储容量（单片和CPU寻址能力）； 存取速度（取数时间和存取周期）； 可靠性； 功耗； 价格； 存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量（寻址空间，由CPU的地址线决定）； 实际存储容量：在计算机系统中具体配置了多少内存； 单片容量：单片存储器所具有的存储单元数。 高速缓冲存储器Cache 当CPU第一次访问内存中某个页时，把数据复制高速缓存区，之后，当CPU再次访问该页时，CPU可直接访问高速缓存区，而不需要再访问低速主存储器。 高速缓存器容量远小于低速大容量主存储器，高速缓存器设计的目标就是使CPU访问尽可能在高速缓存器中进行。 高速缓冲存储器Cache Cache的基本思想：程序的“局部性” ； 一个程序中，有一部分模块是经常运行的，将这些程序存储在Cache中，加速运行，从而提高整个程序的运行速度。 高速缓冲存储器Cache Cache工作的基础：建立内存和Cache之间