第六章 微型计算机存储器.

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1 第六章 微型计算机存储器

2 第一节 存储器概述 一、存储器的分类 存储器是计算机系统中用来存储信息的部件，它是计算机中的重要硬件资源。 从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言，没有存储器，就无法构成现代计算机。 1、按存取速度和在计算机系统中的地位分类 两大类：内存（主存）和外存（辅存）

3 内存：CPU可以通过系统总线直接访问的存储器，
用以存储计算机当前正在使用的程序或数据。 内存要有与CPU尽量匹配的工作速度，容量 较小，价格较高。 内存由顺序编址的存储单元构成，开始的地 址为0；内存一般又由ROM和RAM两部分组 成。 ROM－常驻软件（如BIOS）内存区； RAM－其余的内存区。

4 外存：用来存放相对来说不经常使用的程序或者 数据或者需要长期保存的信息。CPU需要使用这些信息时，必须要通过专门的设备（如磁盘，磁带控制器等）把信息成批的传送至内存来（或相反）――外存只与内存交换信息，而不能被CPU直接访问。外存由顺序编址的 “块”所组成。 外存的容量大（海量存储器），但由于它多 数是机－电装置所构成，所以工作速度较慢。

5 2、按存储介质分类： 磁芯存储器； 半导体存储器； 磁表面存储器 （如磁带，磁盘，磁鼓，磁卡等）； 光盘存储器（CD－ROM）； 磁光式存储器（用磁光材料）；

6 * 只读型光盘（CD－ROM：Compact Disk－Read Only Memory）
* 磁光盘（用磁光材料――非结晶稀土材料作光盘片，在200C加一点磁外力，即可改变磁极性），例如IMATION公司的3M牌：230MB的磁光盘。

7 3、  按存取方式分类： 随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM） 顺序存取存储器（SAM－Sequential Access Memory），如磁带。 直接存取存储器（DAM－Direct Access Memory），如光盘，磁盘。

8 二、存储器的性能指标 编址单元总数为－－ 1、存储容量：设地址线位数为p，数据线位 数为q，则:编址单元总数为 位容量总数为―― *q 2、存取速度： 存取时间（Access Time） 存取周期（Memory Cycle） 通常，存储周期>存取时间

9 *存储系统的层次结构： 应用需要：存取速度快、存储容量大、价格/位低。但由于技术的或经济的方面原因，存储器的这些特性往往是相互矛盾、相互制约的。用一种存储器很难同时满足这些要求。 为了发挥各种不同类型存储器的长处，避开其弱点，应该把他们合理地组织起来，这就出现了存储系统层次结构的概念。

10 金字塔结构：

11 可将整个存储系统看成三级： 高速缓存 主存（内存） 外存（辅存） 也可看成两个二级系统： ①高速缓存－主存（一级） ②主存－外存（一级） 请注意： 这两个二级存储系统各自的基本功能是不相同的； 前者：提高CPU访问存储器的速度； 后者：弥补主存容量的不足。 ；

12 另外，这两级存储系统的数据通路和控制方式也不相同：
高速缓存－主存的通路是： 主存－外存的通路是：

13 第二节 半导体存储器 半导体存储器的分类情况（图6－1） 其中： RAM属挥发性（易失性）（Volatile）存储 器－电源切断后，信息消失。 ROM属非挥发性（非易失性）（Nonvolatile） 存储器。

14 一、RAM 1、  静态RAM（SRAM－Static RAM） （1）静态RAM的基本存储单元（Cells）。 （见图6.2） （2）静态RAM芯片举例：6116－2K×8高 速静态CMOS RAM存储器 （3）静态RAM组成的存储矩阵（图6.6） （4）  存储器的模块结构：（图6.7） 地址分配：

15 SRAM的主要特点：P138下 2、  动态RAM（DRAM－Dynamic RAM） （1）、DRAM的基本存储单元（DRAM的 主要特点）。 （2）、DRAM芯片举例。 （3）、DRAM刷新控制逻辑（图6.11）

16 图6.2 六管静态RAM基本存储单元（cells）

17 二、只读存储器ROM 1、  掩膜式ROM：由制造厂家对芯片图形（掩膜）进行二次光刻而制成。用户不能修改写入的内容。少量生产时，价格较高。 2、  PROM（Programmable ROM）：由用户一次性写入，一旦写入就无法修改。 3、  EPROM（Erusable PROM）  （1）  EPROM基本存储单元 （2） EPROM芯片举例（2764A）

18 (a) (b) 图6.13 P沟浮栅MOS管EPROM的存储电路 4、EEPROM（Electrically EPROM）

19 第六章 作业 1.一个微机内存系统使16K×1的静态RAM芯片组成，内存容量为256K字节，采用模块结构，每个模块为64K字节，每个模块分四组（页）。试给出该存储器的地址分配情况（模块选择、组选择、片内地址各占哪几位），并画出一个模块的连接框图。 2. 用 6116 RAM 芯片组成4k*16位的存储器，把地址总线的高位与74LS138 译码器相连，以产生存储芯片的片选信号。试画出存储器与CPU (8086)之间的地址线、数据线及有关控制信号线的连接图，并注明每片存储芯片的存储空间范围。8086 输出的地址信号经8282 锁存，数据信号用8286驱动。