1
第5章 存储器
存储器概述
5.1半导体存储芯片与CPU 的连接
5.28088系统的存储器接口5.48086系统的存储器接口
5.58086/8088的存储器组织
5.3
4
5.1 存储器概述
半导体存储器的分类5.1.1典型的半导体存储器芯片
5.1.3半导体存储器芯片的结构 5.1.255.1.1 半导体存储器的分类
随机存取存储器1只读存储器
2
71.随机存取存储器RAM
存储器中的信息既可以读又可以写。
RAM 中的信息在掉电后立即消失，是一种易失性存储器（volatile memory ）。 分为：
?静态RAM(SRAM)?动态RAM(DRAM)
12
5.1.2 半导体存储器芯片的结构
175.1.3 典型的半导体存储器芯片
SRAM 芯片HM61161DRAM 芯片Intel 21642EPROM 芯片Intel 2732A
3
18
1.静态RAM(SRAM)芯片HM6116
高速静态CMOS 随机存取存储器。 有11条地址线A 0~A 11、8条数据线I/O 1~I/O 8，可构成2KB 的内存。 有3条控制线：
?片选信号CE ：用来选择芯片；?写允许信号WE ：控制读/写操作；?输出允许信号OE ：用来把数据输出到数据线。
个单元，20
3.只读存储器(EPROM)芯片Intel 2732A
存储容量为4K ×8b ，有12条地址线A 11~ A 0，8条数据线O 7~O 0。
CE 为芯片允许信号，用来选择芯片；OE/V PP 为输出允许信号及编程电源输入线。
当CE 为低电平时，若OE/V PP 也为低电平，对存储器进行读操作；若OE/V PP 加上21V 编程电压时，对存储器重新编程。
21
5.2 半导体存储芯片与CPU 的连接
这是本章的重点内容
SRAM 、EPROM 与CPU 的连接
译码方法同样适合I/O 端口
数据线的连接★地址线的连接★片选端的连接
★读写控制线的连接
★存储芯片与CPU 连接时应考虑的问题
★23位扩展
等效为
64K ×8位
A 15~A 0
D 7~D 0
R/W
CS 图5.10 由64K×1位芯片位扩展组成64K×8位存储器(P.127)
芯片的片选信号并联，可接CPU 控制总线中的存储器选择信号（IO/M ），也可接地址线高位或地址译码器输出端（后述）。
25片内译码
000H 001H 002H …3FDH 3FEH 3FFH
全0
全1
00...0000...0100...10...11...0111...1011 (11)
范围（16进制）
A 9～A
36
地址范围
12
××××××××××
A 19～ A 1504000H ～05FFFH 02000H ～03FFFH
全0～全1全0～全1
1 00 1
一个可用地址A 12～A 0A 14 A 13
切记： A 14 A 13＝00的情况不能出现00000H ～01FFFH 的地址不可使用
切记： A 14 A 13＝00的情况不能出现00000H ～01FFFH 的地址不可使用
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5.存储芯片与CPU 连接时应考虑的问题
存储芯片与CPU 总线的连接，还有两个很重要的问题：
CPU 的总线负载能力
?CPU 能否带动总线上包括存储器在内的连接器件
存储芯片与CPU 总线时序的配合
?CPU 能否与存储器的存取速度相配合
39
5.3 8086/8088的存储器组织
8086存储器组织18088存储器组织
2
40
1.8086存储器组织
图2.22 8086的存储器组织（P.44）
41
偶区和奇区的解释42
表2.7 奇偶区的选择
8086系统的存储器为什么要分为奇区和偶区两部分？
43信息的存放
偶字节
奇字节
偶字
奇字
MOV AL, [2000H]
MOV AL, [2001H]MOV AX, [2000H]
MOV AX, [2001H]
图5.6 由8088CPU 组成的8位存储器系统
47图5.14 8088系统字位扩展的接线图48
表5.5 图5.14存储器芯片的地址范围
495.5 8086系统的存储器接口
54
图5.13 16位系统全译码法字扩展接线图
55表5.4 图5.13存储器芯片的地址范围
59思考题
某PC 机内存的地址译码器如图所示，试回答以下问题：（1）每片RAM 的最大容量为多少单元？为什么？（2）写出RAM 0、RAM 1的地址范围（假设每片RAM 的容量为8KB ）。
第五章存储器及其接口 1.单项选择题 （1）DRAM2164(64K╳1)外部引脚有（） A.16条地址线、2条数据线 B.8条地址线、1条数据线 C．16条地址线、1条数据线 D.8条地址线、2条数据线 (2)8086能寻址内存贮器的最大地址范围为() A.64KB B.512KB C.1MB D.16KB （3）若用1K╳4b的组成2K╳8b的RAM，需要（）。 A．2片 B.16片 C.4片 D.8片 （4）某计算机的字长是否2位，它的存储容量是64K字节编址，它的寻址范围是（）。 A．16K B.16KB C.32K D.64K （5）采用虚拟存储器的目的是（） A．提高主存的速度 B.扩大外存的存储空间 C．扩大存储器的寻址空间 D.提高外存的速度 （6）RAM存储器器中的信息是（） A．可以读/写的 B.不会变动的 C.可永久保留的 D.便于携带的 （7）用2164DRAM芯片构成8086的存储系统至少要（）片 A．16 B.32 C.64 D.8 （8）8086在进行存储器写操作时，引脚信号M/IO和DT/R应该是（） A．00 B。01 C。10 D。11 （9）某SRAM芯片上，有地址引脚线12根，它内部的编址单元数量为（）A．1024 B。4096 C。1200 D。2K （11）Intel2167(16K╳1B)需要（）条地址线寻址。 A．10 B.12 C.14 D.16 （12）6116（2K╳8B）片子组成一个64KB的存贮器，可用来产生片选信号的地址线是（）。 A．A 0~A 10 B。A ~A 15 C。A 11 ~A 15 D。A 4 ~A 19 （13）计算一个存储器芯片容量的公式为（） A．编址单元数╳数据线位数B。编址单元数╳字节C．编址单元数╳字长D。数据线位数╳字长（14）与SRAM相比，DRAM（） A．存取速度快、容量大B。存取速度慢、容量小 C．存取速度快，容量小D。存取速度慢，容量大 （15）半导动态随机存储器大约需要每隔（）对其刷新一次。A．1ms B.1.5ms C.1s D.100μs （16）对EPROM进行读操作，仅当（）信号同时有效才行，。A．OE、RD B。OE、CE C。CE、WE D。OE、WE 2．填空题 （1）只读存储器ROM有如下几种类型：_________. （2）半导体存储器的主要技术指标是_________。
** 习题 ** 选择最合适的答案 1．分页存储管理的存储保护是通过( )完成的. A.页表（页表寄存器） B.快表 C.存储键 D.索引动态重定 2．把作业地址空间中使用的逻辑地址变成内存中物理地址称为（）。 A、加载 B、重定位 C、物理化 D、逻辑化 3．在可变分区存储管理中的紧凑技术可以（）。 A.集中空闲区 B.增加主存容量 C.缩短访问时间 D.加速地址转换 4．在存储管理中，采用覆盖与交换技术的目的是( )。 A.减少程序占用的主存空间 B.物理上扩充主存容量 C.提高CPU效率 D.代码在主存中共享 5．存储管理方法中，( )中用户可采用覆盖技术。 A．单一连续区 B. 可变分区存储管理 C．段式存储管理 D. 段页式存储管理 6．把逻辑地址转换成物理地址称为（）。 A.地址分配 B.地址映射 C.地址保护 D.地址越界 7．在内存分配的“最佳适应法”中，空闲块是按（）。 A.始地址从小到大排序 B.始地址从大到小排序 C.块的大小从小到大排序 D.块的大小从大到小排序 8．下面最有可能使得高地址空间成为大的空闲区的分配算法是（）。 A.首次适应法 B.最佳适应法 C.最坏适应法 D.循环首次适应法 9．那么虚拟存储器最大实际容量可能是( ) 。 A.1024K B.1024M C.10G D.10G+1M 10．用空白链记录内存空白块的主要缺点是（）。 A.链指针占用了大量的空间 B.分配空间时可能需要一定的拉链时间 C.不好实现“首次适应法” D.不好实现“最佳适应法” 11．一般而言计算机中（）容量(个数)最多. ** B.RAM C.CPU D.虚拟存储器
第5章存储器系统 主要内容： 存储器系统的概念 半导体存储器的分类及其特点 半导体存储芯片的外部特性及其与系统的连接 存储器接口设计（存储器扩展技术） 高速缓存 §5.1 概述 主要内容： 存储器系统及其主要技术指标 半导体存储器的分类及特点 两类半导体存储器的主要区别 一、存储器系统 1. 存储器系统的一般概念 将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同 的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法 连接起来 系统的存储速度接近最快的存储器，容量接近 最大的存储器。 构成存储系统。 2. 两种存储系统 在一般计算机中主要有两种存储系统： 主存储器 Cache存储系统 高速缓冲存储器 主存储器 虚拟存储系统 磁盘存储器
Cache存储系统 对程序员是透明的 目标： 提高存储速度 Cache 主存储器 虚拟存储系统 对应用程序员是透明的。 目标： 扩大存储容量 主存储器 磁盘存储器 3. 主要性能指标 存储容量（S）（字节、千字节、兆字节等） 存取时间（T）（与系统命中率有关） 命中率（H） T=H*T1+（1-H）*T2 单位容量价格（C） 访问效率（e） 4. 微机中的存储器 通用寄存器组及 指令、数据缓冲栈片内存储部件 高速缓存 内存储部件 主存储器 联机外存储器 外存储部件 脱机外存储器
二、半导体存储器 1. 半导体存储器 半导体存储器由能够表示二进制数“0”和“1”的、具有记忆功能的半导体器件组成。 能存放一位二进制数的半导体器件称为一个存储元。 若干存储元构成一个存储单元。 2. 半导体存储器的分类 随机存取存储器（RAM） 内存储器 只读存储器（ROM 随机存取存储器（RAM） 静态存储器（SRAM） RAM 动态存储器（DRAM） 只读存储器（ROM） 掩模ROM 只读存储器一次性可写ROM EPROM EEPROM 3. 主要技术指标 存储容量 存储单元个数×每单元的二进制数位数 存取时间 实现一次读/写所需要的时间 存取周期 连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间 可靠性 功耗
第五章虚拟存储器 一、单项选择题 1. 虚拟存储器的最大容量＿＿＿。 *A. 为内外存容量之和 B. 由计算机的地址结构决定（（（实际容量 C. 是任意的 D. 由作业的地址空间决定 虚拟存储器是利用程序的局部性原理，一个作业在运行之前，没有必要全部装入内存，而只将当前要运行那部分页面或段装入便可以运行，其他部分放在外部存储器内，需要时再从外存调入内存中运行，首先它的容量必然受到外存容量的限制，其次寻址空间要受到计算机地址总线宽度限制。最大容量（逻辑容量）收内外存容量之和决定，实际容量受地址结构决定。2．在虚拟存储系统中，若进程在内存中占3块（开始时为空），采用先进先出页面淘汰算法，当执行访问页号序列为1﹑2﹑3﹑4﹑1﹑2﹑5﹑1﹑2﹑3﹑4﹑5﹑6时，将产生＿＿＿次缺页中断。（开始为空，内存中无页面，3块物理块一开始会发生三次缺页。） A. 7 B. 8 C. 9 D. 10 3. 实现虚拟存储器的目的是＿＿＿. A.实现存储保护 B.实现程序浮动 C.扩充辅存容量 D.扩充主存容量 4. 作业在执行中发生了缺页中断,经操作系统处理后,应让其执行＿＿＿指令.（书本158页，（2）最后一句话） A.被中断的前一条 B.被中断的 C.被中断的后一条 D.启动时的第一条 5．在请求分页存储管理中，若采用FIFO页面淘汰算法，则当分配的页面数增加时，缺页中断的次数________。(在最后一题做完后再作答)答案错误选择：D A．减少 B. 增加 C. 无影响 D. 可能增加也可能减少 6. 虚拟存储管理系统的基础是程序的________理论. A. 局部性 B. 全局性 C. 动态性 D.虚拟性 7. 下述_______页面淘汰算法会产生Belady现象. A. 先进先出* B. 最近最少使用 C. 最近不经常使用 D. 最佳 二. 填空题 1. 假设某程序的页面访问序列为1. 2. 3. 4. 5. 2. 3. 1. 2. 3. 4. 5. 1. 2. 3. 4且开始执行时主存中没有页面，则在分配给该程序的物理块数是3 且采用FIFO方式时缺页次数是____13____; 在分配给程序的物理块数是4且采用FIFO方式时，缺页次数是___14______; 在分配给程序的物理块数是3且采用LRU方式时，缺页次数是______14____。在分配给程序的物理块数是4且采用LRU方式时，缺页次数是_____12____。