大连理工计算机原理_Ch5.ppt

??????????? * ??????????? 卢 伟 Email: luwei@dlut.edu.cn Office: 大黑楼B705 TEL大连理工大学自动化系 第五章 存储器系统 5.1 存储器概述 5.2 随机读写存储器（RAM） 5.3 典型的存储芯片和译码芯片 5.4 存储器与CPU的连接 5.1 存储器概述 存储器是用来存储微型计算机工作时使用的信息（程序和数据）的部件，正是因为有了存储器，计算机才有信息记忆功能。越靠近CPU的存储器速度越快而容量越小。 CPU Cache 主存储器 辅助存储器 大容量存储器 外存储器 内存储器 一、存储器分类 1、按存储介质和作用机理分类 ⑴ 磁存储器，主要有磁芯、磁带、磁盘、磁泡和磁鼓。 ⑵ 光存储器，只读式CD-ROM、可擦写光盘，还有一种介于磁和光之间的存储设备叫磁光盘（MO盘）。 ⑶ 半导体存储器，当前计算机系统的主存主要用半导体存储器。它由大规模集成电路制成，体积小、速度快、功耗低。 2、按存取速度和在计算机系统中的地位分类 ⑴ 内部存储器：速度较快，容量较小，价格较高，用于存储当前计算机运行所需要的程序和数据，可与CPU直接交换信息，习惯上称为主存，又称内存。内部存储器通常和系统总线相连。又可细分为： 5.1 存储器概述 内部CACHE 在CPU内作为一个高速的指令或数据缓冲区。一级CACHE，二级CACHE均指内部CACHE。 外部CACHE 通常制作在主板上，比主存储器的速度快，介于内部CACHE和主存之间的一个缓冲区。 主存储器 计算机系统主要使用的空间。要求速度快，体积小，容量大。一般为半导体存储器。 (2)外部存储器:通常是通过总线接口电路与系统总线相连。速度较慢，容量较大，价格较低，用于存放计算机当前暂时不用的程序、数据或需要永久保持的信息。如磁盘、光盘等。 5.1 存储器概述 二、半导体存储器 1、按器件分类 (1)双极性TTL电路:速度较快(10～50nS),集成度低,功耗大,成本高 (2)MOS:NMOS和CMOS两种，现大量使用CMOS存储器，存储速度可达 几纳秒。特点：集成度高(单片可达1Gb)、功耗小、成本低 (3)电荷耦合器:速度快、但成本较高 2、按存储功能分类 (1)读写存储器 ?随机读写存储器(RAM , Random Access Memory) 可对任一单元进行读写，是计算机主存储器。62**系列 ?后进先出存储器(LIFO Last In First Out):寄存器、堆栈 ?先进先出存储器(FIFO First In First Out):寄存器、队列 5.1 存储器概述 (2)只读存储器（ROM Read Only Memory） 只能读（用特殊方法可写入），掉电信息不丢失，可作为主 存储器存放系统软件和数据等。ROM可分为： ?固定ROM（掩膜ROM） 由制造厂家固化内容，不可修改 ?可编程只读存储器PROM 由用户固化内容，但不可修改 ?紫外线擦除只读存储器EPROM 27**系列：2716、2732、2764，… 27040 ?电擦除只读存储器EEPROM、FLASH EEPROM（28**系列）：2817、28C64、28C256 FLASH：29F010、29F020 5.1 存储器概述 读写存储器 RAM 半导体 存储器 只读存储器 ROM MOS 静态SRAM 掩膜 可编程序ROM PROM 可擦去可编程ROM EPROM 电可擦去可编程ROM E2PROM 双极性 非易失 NVRAM 动态DRAM 5.1 存储器概述 三、存储器的性能指标 1、存储器容量 存储器容量是指存储器可以容纳的二进制信息总量，即存储信息的总位（Bit）数。设微机的地址线和数据线位数分别是p和q，则该存储器芯片的地址单元总数为2p，该存储器芯片的位容量为2p×q。 例如：存储器芯片6116，地址线有11根，数据线有8根则该芯片的位容量是：位容量=211 ×8 = 2048 ×8 = 16384位。 存储器通常是以字节为单位编址的，一个字节有8位，所以有时也用字节容量表示存储器容量，例如上面讲的6116芯片的容量为2KB，记作2K×8，其中：1KB = 1024B(Byte)=1024 ×8 =8192位 存储器容量越大，则存储的信息越多。目前存储器芯片的容量越来越大，价格在不断地降低，这主要得