第七章 存储器
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第七章 半导体存储器数字信息在运算或处理过程中,需要使用专门的存储器进行较长时间的存储,正是因为有了存储器,计算机才有了对信息的记忆功能。
存储器的种类很多,本章主要讨论半导体存储器。
半导体存储器以其品种多、容量大、速度快、耗电省、体积小、操作方便、维护容易等优点,在数字设备中得到广泛应用。
目前,微型计算机的内存普遍采用了大容量的半导体存储器。
存储器——用以存储一系列二进制数码的器件。
半导体存储器的分类根据使用功能的不同,半导体存储器可分为随机存取存储器(RAM —Random Access Memory )和只读存储器(ROM —Read-Only memory )。
按照存储机理的不同,RAM 又可分为静态RAM 和动态RAM 。
存储器的容量存储器的容量=字长(n )×字数(m )7.1随机存取存储器(RAM )随机存取存储器简称RAM ,也叫做读/写存储器,既能方便地读出所存数据,又能随时写入新的数据。
RAM 的缺点是数据的易失性,即一旦掉电,所存的数据全部丢失。
一. RAM 的基本结构由存储矩阵、地址译码器、读写控制器、输入/输出控制、片选控制等几部分组成。
存储矩阵读/写控制器地址译码器地址码输片选读/写控制输入/输出入图7.1—1 RAM 的结构示意框图1. 存储矩阵RAM 的核心部分是一个寄存器矩阵,用来存储信息,称为存储矩阵。
图7.1—5所示是1024×1位的存储矩阵和地址译码器。
属多字1位结构,1024个字排列成32×32的矩阵,中间的每一个小方块代表一个存储单元。
为了存取方便,给它们编上号,32行编号为X 0、X 1、…、X 31,32列编号为Y 0、Y 1、…、Y 31。
这样每一个存储单元都有了一个固定的编号(X i 行、Y j 列),称为地址。
11113131131********列 译 码 器行译码器...........位线位线位线位线位线位线.......X X X Y Y Y 0131131A A A A A A A A A A 地 址 输 入地址输入0123456789D D数据线....图7.1-5 1024×1位RAM 的存储矩阵2. 址译码器址译码器的作用,是将寄存器地址所对应的二进制数译成有效的行选信号和列选信号,从而选中该存储单元。
以下习题来自《计算机系统结构》第七章存储体系。
7.1解释下列术语直接映像:每个主存地址映像到Cache中的一个指定地质的方式称为直接映像。
全相联映像:任何主存地址可映像到任何Cache地址的方式称为全相联映像。
组相联映像:组相联映像指的是将存储空间的页面分成若干组,各组之间是直接映像,而组内各块之间是全相联映像。
全写法:全写法也称直达法,即写操作将数据同时写入Cache和缓存。
写回法:写Cache时不写主存,仅当被写Cache数据块要被替换出去时才写回主存。
虚拟存储器:虚拟存储器是主存的扩展,当主存的容量不能满足要求时,数据可存放在外存中,在程序中仍然按地址访问外存空间。
大小取决于计算机的访存能力。
段式管理:把主存按段分配的存储管理方式称为段式管理。
页式管理:把虚拟存储空间和实际存储空间等分成固定大小的页,各虚拟页可装入主存中不同的实际页面位置。
段页式管理:段页式管理式段式管理和页式管理的结合,他将存储空间按逻辑模块分成段,每段又分成若干个页,访存通过一个段表和若干个页表进行。
段的长度必须是页的长度的整数倍,段的起点必须是某一页的起点。
快表:为了提高页表中常用项的访问速度,采用快速硬件构成的比全表小的多的部分表格。
慢表:存放在主存中的整个页表。
高速缓存:高速缓冲存储器是位于CPU和主存之间的高层存储子系统。
时间局部性:如果一个存储项被访问,则可能该项会很快再次被访问。
空间局部性:如果一个存储项被访问,则该项及其邻近的相也可能很快被访问。
段表:在对虚拟内存进行管理时,系统中用于指明各段在主存中的位置的表,表中包括段名或段号、段起点、装入位和段长等。
页表:在对虚拟内存进行管理时,系统中用于指明各页在主存中的位置的表,表中包括页号、每页在主存中的起始位置、表示该页是否已装入主存的装入位等。
块表:存储系统中的一个用于解决块和页的定位、标志、和寻址问题的表。
7.2 有人认为,随着存储器芯片集成度的提高,主存的容量将越来越大,虚拟存贮器将被淘汰,未来的计算机中将不采用虚拟存储器。
第七章:存储系统一、选择题1、外存储器与内存储器相比,外存储器( 速度慢,容量大,成本低)。
2、EPROM是指(光擦除可编程只读存储器)。
3、没有外存储器的计算机初始引导程序可以放在(ROM ) 。
4、存储单元是指(存放一个机器字的所有存贮元集合)。
5、主存储器是计算机系统中的记忆设备,它主要用来(存放数据和程序)。
6、软磁盘、硬磁盘、磁带机、光盘属于(外存储器)设备。
7、主存贮器和CPU之间增加cache的目的是(解决CPU和主存之间的速度匹配问题)。
8、采用虚拟存贮器的主要目的是(扩大主存贮器的存贮空间,并能进行自动管理和调度)。
9、单片机或单板机要扩展8K的EPROM需要( 13)条地址线。
10、假设V1和V2是用DW定义的变量,下列指令中正确的是( A )。
A、MOV V1,20HB、MOV AL,V1C、MOV V1,V2D、MOV 2000H,V211.下列( A )指令不合法。
A、IN AX,0278HB、RCR DX,CLC、CMPSBD、RET 412.为了使MOV AX,VAR指令执行后,AX寄存器中的内容为4142H,数据定义(C )是错误的。
A、VAR DW 4142H B、VAR DW 16706C、VAR DB 42H,41HD、VAR DW,‘AB’13.在下列指令中,隐含使用AL寄存器的指令有( 4)条。
SCASB;XLAT;MOVSB;DAA;NOP;MUL BH;14.下列描述不正确的是( A )。
A.汇编语言即是机器语言B.汇编语言程序不可直接运行C.汇编语言的指令语句与机器指令一一对应D.汇编语言程序运行速度快,阅读方便,但仍属于面向机器的程序设计语言15.下列描述正确的是( B )。
A.汇编语言是由若干条指令语句构成B.汇编语言包括指令语句和伪指令语句C.指令语句和伪指令语句的格式是完全相同的D.指令语句和伪指令语句需经汇编语言翻译成机器代码后才能运行16.汇编语言程序经汇编后不能直接生成( A )。
第七章内存储器一、填空题1、内存储器是计算机系统中的装置,用来存放和。
2、CPU对RAM存贮器进行读/写操作时,应送出的方向控制命令有和命令。
3、Intel 2114 RAM存贮芯片引脚中用于片选的控制引脚为,用于读/写控制引脚为。
4、Intel 4116 RAM芯片容量为2K 8,访问该芯片须用根地址线。
5、存贮芯片存贮的信息会,必须定时刷新,刷新的时间间隔为。
6、存贮器分为、、、。
7、逻辑地址为2000H:1234H的存储单元的物理地址是。
8、8086CPU写入一个规则字,数据线的高8位写入存储体,低8位写入存储体。
9 、将存储器与系统相连的译码片选方式有法和法。
10、对6116进行读操作,6116引脚= ,= ,= 。
二、单项选择题1、随机存贮器即RAM是指()A.存贮单元中所存信息是随机的。
B.存贮单元中的地址是随机的。
C.用户的程序和数据可随机的放在内存的任何地方。
D.存贮器中存取操作与时间存贮单元物理位置顺序无关。
2、CPU对主存进行操作,下面哪种说法是不能实现的()A.按地址并能读/写一个字节代码B.按地址串行1位1位进行读/写操作C.按地址并行读/写一个字长代码D.按地址进行并行读出而不能实现并行写入3、动态存贮器刷新,下面哪种说法正确()A.刷新可在CPU执行程序过程中进行B.刷新在外电路控制下,定时刷新,但刷新时,信息不读出C.在正常存贮器读操作时也会发生刷新,可防止刷新影响读出信息,故读操作时,应关闭电路工作。
D.刷新过程一定伴随着信息输出,无法控制,故刷新时不要进行读出操作。
4、用4K×8的存贮芯片,构成64K×8的存贮器,需使用多少4K×8的存贮芯片,正确答案为()A.128片B.16片C.8片D.32片5、在存贮器读周期时,根据程序计数器PC提供的有效地址,使用从内存中取出()6、动态存贮器的主要缺点是()A.存贮容量少B.存取速度低C.功耗大D.外围电路复杂7、动态RAM芯片容量为16K×1位,要构成32K字节的RAM存贮器,需要该芯()A.4片B.8片C.16片D.32片8、堆栈操作时,段地址由()寄存器指出,段内偏移量由()寄存器指出。
计算机原理存储器
计算机原理中,存储器是指计算机用来存储数据和程序的部件。
存储器一般分为内存和外存两种类型。
内存是计算机中用于存储当前运行程序和数据的存储器。
它分为主存和辅存两部分。
主存是计算机中最主要的存储器,由半导体存储芯片构成,通常包括随机访问存储器(RAM)和只
读存储器(ROM)。
RAM具有读写功能,用于临时存储运行
程序和数据,数据可以快速读取和写入。
而ROM是只读存储器,其中的数据是固化的,无法进行修改。
主存的容量通常较小,但速度快。
外存主要是指硬盘、光盘等可以作为辅助存储器使用的设备。
相比主存,外存容量大,但速度较慢。
外存被用于长期存储程序和数据,能够持久保存。
计算机在运行过程中,通常需要将外存中的数据加载到主存中进行操作。
存储器在计算机中起到了至关重要的作用,它直接影响到计算机的性能和数据的处理速度。
不同类型的存储器在容量、速度和价格等方面有所差异,计算机系统需要根据不同的需求来选择合适的存储器组合。