微机原理及应用第3章.ppt

第3章 存储器技术 存储器就是用来存储程序和数据的，程序和数据都是信息的表现形式。按照存取速度和用途可把存储器分为两大类：内存储器（简称内存，又称主存储器）和外存储器。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。 存储器的简单工作原理 3.1.1 存储器分类 RAM的种类：在RAM中，按工艺可分为双极性RAM和金属氧化物（MOS）RAM两大类。 用MOS器件构成的RAM，可分为静态读写存储器（SRAM）和动态读写存储器（DRAM）两种。 各类型随机存储器的特点和用途 1）双极性RAM： 主要特点是存取速度快；主要用于要求存取速度高的微型计算机中。 2）金属氧化物（MOS）RAM： 集成度高，价格便宜，随着技术发展速度也不慢；广泛应用于现代生产的各种计算机中。 SRAM：状态稳定，只要不掉电，信息不会丢失。优点是不需刷新，缺点是集成度低。适于不需要大存储容量的微型计算机，如单片机中。（6264） DRAM：存储单元以电容为基础，电路简单，集成度高。但电容中的电荷由于漏电会逐渐丢失，所以需定时刷新。适用于大存储容量的计算机中。（内存条） ROM的种类：1）掩膜工艺ROM； 2）可一次编程ROM（PROM）； 3）可擦除PROM； 可擦除PROM常见的有三种： EPROM、EEPROM、FLASH ROM。 半导体存储器的分类 3.1.2 存储器的主要性能指标 1.存储容量 2.存取时间 3.可靠性 4.功耗 5.价格 3.2 存储器的连接 1）CPU总线的带负载承受能力 2）CPU的时序与存储器的存取速度之间的配合 3）存储器的组织、地址分配与片选问题 2. 存储器的连接 系统总线（主要是低位地址信号线）存储器的连接方式有：全地址译码方式和部分地址译码方式。 1）全地址译码方式 6264与8088CPU在最大工作模式下采用的就是全地址译码方式连接； 6264芯片有13条地址信号线（决定了能寻址8K个存储单元） ，还有8条双向数据总线（决定该芯片的基本存储单元为一个字节）； 由CS1 、CS2 、OE、WE四个信号相互配合来完成对的读写； 6264芯片惟一地占据内存空间0F0000H到0F1FFFH这8KB空间；（A0 ~A12决定某个存储单元的低位地址，A13 ~ A19决定高位地址） 2）部分地址译码方式 8KB芯片6264所占的内存地址空间范围被分成了0DA000H~ 0DBFFFH、0DE000H ~ 0DFFFFH、0FA000 ~ 0FBFFFH、0FE000H~ 0FFFFFH；（地址空间重叠：原因是A14 、A17没参与译码） 重叠区域决不可再分配给其他芯片，只能空着，否则回造成总线竞争而使计算机系统无法正常工作。（部分译码方式是以牺牲内存空间为代价换得译码上的简单） 用一条高位地址线接选片信号端的方法叫线性选择（现在已经很少用到） 3）译码电路 实现地址译码需要译码电路（如74LS138、 74LS148 等）； 用74LS138译码器和与非门配合、且A13 ~ A19全为高电平时，才使存储器芯片选择信号有效，允许8088CPU经过系统总线读出存储器中的程序或数据信息；（如2764） 3.3 存储器管理 1. RAM区：为前640KB空间，地址范围从00000H到9FFFFH。 2. 保留区：空间为128KB，地址范围从0A0000H到0BFFFFH。 3. ROM区：存储空间的最后256KB，地址范围从0C0000H到0FFFFFH。 IBM PC/XT存储空间的分配 3.3.2 扩展存储器及其管理 2. 存储器管理 2．虚地址保护方式 （1）存储器管理机制：80386先使用段机制，把包含两个部分的虚拟地址空间转化为一个中间地址空间的地址，然后再用分页机制把线性地址转化为物理地址 （2）分段分页机制：是所管理的存储器块具有固定的大小它把线性地址空间中的任一页映射到物理空间的一页。 （3）保护：第一是保护操作系统的存储段和其专用处理寄存器不被应用程序所破坏；第二是为每一个任务分配不同的虚地址空间，从而使不同任务之间完全隔离，实现任务的保护。 （4）虚拟存储器的概念：由存储器管理机制以及一个大容量的快速硬盘存储器或光盘支持。 3．虚拟8086方式 支持存储管理、保护及多任务环境中执行8086程序，创建一个在虚拟8086方式下执行8086程序的任务，可以使CPU同时执行三个任务：以32位虚地址保护方式执行第一个任务的80386程序