内存储器及其接口

大一大学计算机基础课程知识点大学计算机基础计算机是一种能够自动、高速、精确地处理信息的电子机器。

计算机发展经历了四个阶段：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和超大规模集成电路计算机。

计算机可以分为高性能计算机、微型计算机和嵌入式计算机。

计算机应用的领域包括科学计算、数据处理、辅助工程、远程控制和人工智能。

未来新兴的计算机有超导计算机、量子计算机、光子计算机、生物计算机和神经网络。

一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。

硬件系统是计算机的物理基础，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

运算器主要用于进行算术运算和逻辑运算，控制器主要用于控制计算机系统的各个部件按照程序执行指定的工作，存储器用于存放程序、数据和运算结果。

存储器分为内存储器和外存储器，内存储器用于存放CPU要处理的数据和指令，外存储器主要用于长期存放程序或数据信息。

计算机常用的容量进率是1024.位是计算机中的一个二进制位，字节是8个二进制位的组合。

字长是CPU在单位时间内能一次处理的二进制数据的位数。

计算机的储存器被划分为储存单元来管理，每个单元包含若干个二进制位。

每个存储单元有唯一的一个编号，这个编号就叫做储存单元的地址。

输入设备的作用是将外部世界的信息传输到主机，将其变成机器能识别的形式。

输出设备的作用是将计算机处理的结果变成人们认识的形式。

软件是指计算机上运行的程序及其使用和维护文档的总和。

软件系统是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总和。

计算机软件的分类有系统软件和应用软件。

系统软件（必备）包括操作系统（Windows系列、DOS、MacOS、UNIX、Linux、OS/2）、数据库系统、语言处理程序（C/VB/Java）、诊断程序。

操作系统是最基本的系统软件，是管理和控制计算机中所有软、硬件资源的一组程序。

操作系统直接运行在裸机之上，是对计算机硬件系统的第一次扩充。

从用户的角度来看，硬件系统加上操作系统就构成了一台虚拟机，为用户提供了一个方便、有好的使用平台。

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.64KBB.512KBC.1MBD.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．A0~A10B。

A~A15C。

A11~A15D。

A4~A19（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。

《微机原理及接口技术》课程思政优秀教学案例(一等奖)《微机原理及接口技术》课程思政优秀教学案例（一等奖）1. 教学背景《微机原理及接口技术》课程是我校计算机科学与技术专业的一门重要专业基础课程。

通过本课程的学习，使学生掌握微型计算机的基本工作原理、接口技术及其应用，培养学生具备较强的实际动手能力和创新能力。

在课程教学过程中，我们积极探索课程思政教育，将思想政治教育与专业知识传授相结合，以培养具有社会责任感和创新精神的计算机专业人才。

本教学案例是在课程教学实践中形成的，具有较高的借鉴和推广价值。

2. 教学目标（1）知识与技能：使学生掌握微机原理及接口技术的基本概念、原理和应用，培养学生具备较强的实际动手能力和创新能力。

（2）过程与方法：通过实践教学，培养学生独立分析和解决问题的能力，提高学生的实践操作技能。

（3）情感态度与价值观：培养学生具有良好的科学素养，增强学生的社会责任感和创新精神。

3. 教学内容本教学案例涵盖《微机原理及接口技术》课程的教学内容，包括以下几个部分：（1）微型计算机的基本工作原理（2）微处理器及其接口技术（3）存储器及其接口技术（4）输入/输出接口技术（5）中断控制技术（6）总线技术4. 教学方法本教学案例采用以下教学方法：（1）理论教学与实践教学相结合：通过课堂讲授、实验操作等方式，使学生掌握微机原理及接口技术的基本知识和技能。

（2）案例教学法：选取具有代表性的实际案例，分析并解决实际问题，提高学生的应用能力。

（3）分组讨论法：组织学生进行分组讨论，培养学生的团队协作能力和沟通能力。

（4）启发式教学法：引导学生主动思考、提出问题，提高学生的自主学习能力。

5. 教学过程5.1 导入环节通过介绍微型计算机在现代社会中的广泛应用，引发学生对微机原理及接口技术的学习兴趣，培养学生的社会责任感和使命感。

5.2 知识传授（1）微型计算机的基本工作原理：介绍微型计算机的组成、工作原理及其发展历程。

计算机中存储单元的硬件结构
计算机中存储单元的硬件结构通常由存储器模块、存储器控制器和存储器总线组成。

1. 存储器模块：存储器模块是存储数据的物理部分，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、SSD等）。

主存储器用
于临时存储正在执行的程序和数据，而辅助存储器则用于永久存储数据和程序，以便在断电后不丢失。

2. 存储器控制器：存储器控制器是负责管理存储器模块的硬件组件，将CPU发送的读写指令转化为存储器操作。

它负责选
择特定的存储单元，并控制存储器进行数据的读取和写入操作。

3. 存储器总线：存储器总线是连接存储器模块和存储器控制器的物理通道，用于传输控制信号和数据。

存储器总线的宽度决定了一次能读写的位数，通常以字节为单位。

总之，存储单元的硬件结构包括存储器模块、存储器控制器和存储器总线，它们协同工作来实现计算机对数据的存储和读写操作。

1 思考与练习题一、选择题1.计算机硬件中最核心的部件是( )。

CA.运算器B.主存储器 D.输入/输出设备2.微机的性能主要取决于( )。

A(B——计算机数据处理能力的一个重要指标)B.主存储器C.硬盘D.显示器3.计算机中带符号数的表示通常采用( )。

CA.原码B.反码C.补码码4.采用补码表示的8位二进制数真值范围是( )。

C127～+127 1 27～+128 128～+127 128～+1285.大写字母“B”的码是( )。

BA.41HB.42HC.61HD.62H6.某数在计算机中用压缩码表示为10010011，其真值为( )。

CA.10010011BB.93HC.93D.147二、填空题1.微处理器是指；微型计算机以_ _为核心，配置_内存和接口_构成；其特点是_(1)功能强 (2)可靠性高 (3)价格低 (4)适应性强 (5)体积小 (6)维护方便_。

P8 P52.主存容量是指和总和_；它是衡量微型计算机_计算机数据处理_能力的一个重要指标；构成主存的器件通常采用和半导体器件_。

P5 P93.系统总线是与其他部件之间传送数据、地址和控制信息_的公共通道；根据传送内容的不同可分成_数据、地址、控制_3种总线。

P94.计算机中的数据可分为_数值型和非数值型_两类，前者的作用是_表示数值大小，进行算术运算等处理操作_；后者的作用是_表示字符编码，在计算机中描述某种特定的信息_。

P125.机器数是指_数及其符号在机器中加以表示的数值化_；机器数的表示应考虑_机器数的范围、机器数的符号、机器数中小数点位置_3个因素。

P15 P166码可以表示_128_种字符，其中起控制作用的称为_功能码_；供书写程序和描述命令使用的称为_信息码_。

P18 P19三、判断题1.计算机中带符号数采用补码表示的目的是为了简化机器数的运算。

( )√2.计算机中数据的表示范围不受计算机字长的限制。

( )×3.计算机地址总线的宽度决定了内存容量的大小。

存储器接口类型存储器接口类型可分为：异步存储器接口和同步存储器接口两大类型。

异步存储器接口类型是最常见的，也是我们最熟知的，MCU一般均采用此类接口。

相应的存储器有：SRAM、Flash、NvRAM…等，另外许多以并行方式接口的模拟/数字I/O器件，如A/D、D/A、开入/开出等，也采用异步存储器接口形式实现。

同步存储接口相对比较陌生，一般用于高档的微处理器中，TI DSP中只有C55x和C6000系列DSP包含同步存储器接口。

相应的存储器有：同步静态存储器：SBSRAM和ZBTSRAM，同步动态存储器：SDRAM，同步FIFO等。

SDRAM可能是我们最熟知的同步存储器件，它被广泛用作PC机的内存。

C2000、C3x、C54x系列DSP只提供异步存储器接口，所以它们只能与异步存储器直接接口，如果想要与同步存储器接口，则必须外加相应的存储器控制器，从电路的复杂性和成本的考虑，一般不这么做。

C55x、C6000系列DSP不仅提供了异步存储器接口，为配合其性能还提供了同步存储器接口。

C55x和C6000系列DSP的异步存储器接口主要用于扩展Flash和模拟/数字I/O，Flash 主要用于存放程序，系统上电后将Flash中的程序加载到DSP片内或片外的高速RAM中，这一过程我们称为BootLoader同步存储器接口主要用于扩展外部高速数据或程序RAM，如SBSRAM、ZBTSRAM或SDRAM等。

如何设计DSP系统的外部存储器电路，即DSP如何正确地与各种类型的存储器芯片接口。

是存储器设计中的难点。

另外，在DSP外部存储器电路设计中经常会遇到下列一些问题：1.DSP提供的外部存储器接口信号与存储器芯片所需要的接口信号不完全一致，某些DSP支持多种数据宽度的访问，如8/16/32位数据宽度等，存储器电路中如何实现?2.数据线、地址线在PCB布线时，为了走线方便，经常会进行等效交换，哪些存储器可以作等效交换、哪些不行?异步存储器：Flash对于flash，读操作与SRAM相同，擦除和写入操作以命令序列形式给出，厂商不同，命令序列可能稍有不同写入命令序列后，Flash自动执行相应操作，直到完成，随后自动转为读状态。

《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。

这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。

在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。

第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。

（3）计算机网络阶段（1991年至今）。

计算机的数值表示方法：二进制，八进制，十进制，十六进制。

要会各个进制之间的数制转换。

计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。

第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。

本章内容是本课程的重点部分。

第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。

认识计算机硬件2023-11-11contents •计算机硬件概述•中央处理器•内存储器•外存储器•输入输出设备•计算机硬件的维护与保养目录CHAPTER计算机硬件概述01计算机硬件：是指计算机系统中由电子、机械和物理元件组成的各种计算机部件和组件的总称。

这些部件和组件协同工作，实现计算机系统的运算、存储、输入/输出等功能。

计算机硬件是计算机系统的物质基础，负责执行程序和数据处理任务，为人们提供各种便捷的服务。

计算机硬件的定义计算机硬件的组成010*******计算机硬件的作用CHAPTER中央处理器02CPU的定义CPU是计算机的核心部件，负责执行程序中的指令，处理数据和执行计算任务。

CPU是计算机的“大脑”，控制和协调计算机的各个部件工作，并处理和执行各种计算任务。

CPU也称为处理器，是计算机中最重要的部件之一。

CPU的组成CPU由运算器、控制器、寄存器等组成。

运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器负责协调各个部件的工作，寄存器用于存储数据和指令。

CPU内部的其他部件还包括高速缓存、浮点单元、执行单元等，这些部件协同工作，使得CPU能够快速、高效地处理任务。

CPU的工作原理CPU的性能指标CHAPTER内存储器03内存的定义它由许多存储单元组成，每个单元都可以存储一个二进制数。

这些存储单元被组织成存储器芯片，每个芯片都包含一定数量的存储单元。

内存储器是计算机系统中的一种主要部件，用于存储和检索计算机程序和数据。

内存的组成此外，还有DRAM（动态随机存取存储器）和SRAM（静态内存储器由RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）随机存取存储器）等不同类型的内存。

内存的工作原理内存的性能指标存储容量表示内存可以存储的数据量。

内存的性能指标包括存储容量、访问速度和功耗等。

CHAPTER外存储器04010203硬盘的工作原理数据存储当需要读取数据时，磁头会移动到相应的位置，并读取盘片上的数据。

数据读取数据写入存储容量硬盘的存储容量通常以GB为单位，目前市场上有数TB容量的硬盘。

1 思考与练习题一、选择题计算机硬件中最核心的部件是 。

运算器 主存储器 输入 输出设备微机的性能主要取决于 。

——计算机数据处理能力的一个重要指标主存储器 硬盘 显示器计算机中带符号数的表示通常采用 。

原码 反码 补码 码采用补码表示的 位二进制数真值范围是 。

～ ～ ～ ～大写字母 的 码是 。

某数在计算机中用压缩 码表示为 ，其真值为 。

二、填空题微处理器是指 ；微型计算机以 为核心，配置 内存和 接口构成；其特点是 功能强 可靠性高 价格低 适应性强 体积小 维护方便 。

主存容量是指 和 总和 ；它是衡量微型计算机 计算机数据处理 能力的一个重要指标；构成主存的器件通常采用 和 半导体器件 。

系统总线是 与其他部件之间传送数据、地址和控制信息 的公共通道；根据传送内容的不同可分成 数据、地址、控制 种总线。

计算机中的数据可分为 数值型和非数值型 两类，前者的作用是 表示数值大小，进行算术运算等处理操作 ；后者的作用是 表示字符编码，在计算机中描述某种特定的信息 。

机器数是指 数及其符号在机器中加以表示的数值化 ；机器数的表示应考虑 机器数的范围、机器数的符号、机器数中小数点位置 个因素。

码可以表示 种字符，其中起控制作用的称为 功能码 ；供书写程序和描述命令使用的称为 信息码 。

三、判断题计算机中带符号数采用补码表示的目的是为了简化机器数的运算。

√计算机中数据的表示范围不受计算机字长的限制。

×计算机地址总线的宽度决定了内存容量的大小。

√计算机键盘输入的各类符号在计算机内部均表示为 码。

×键盘与计算机通信采用 码思考与练习题一、选择题在 中起数据加工与处理作用的功能部件是 。

数据暂存器 数据寄存器 控制电路以下不属于 中的功能部件是 。

地址加法器 地址寄存器 段寄存器 指令队列缓冲器堆栈操作中用于指示栈顶地址的寄存器是 。

指令指针寄存器 中存放的内容是 。

指令 指令地址 操作数 操作数地址系统可访问的内存空间范围是 。

応导读：微型计算机及其接口技术这一章笔记主要是针对第一至第七章地重点进行了一个总结•第1章微型计算机概论微处理器一一由运算器、控制器、寄存器阵列组成微型计算机一一以微处理器为基础，配以内存以及输入输出接口电路和相应地辅助电路而构成地裸机微型计算机系统一一由微型计算机配以相应地外围设备及其它软件而构成地系统单片机一一又称为微控制器”和嵌入式计算机”,是单片微型计算机单板机一一属于计算机系统总线——是CPU、内存、I/O接口之间相互交换信息地公共通路,由数据总线（双向>、地址总线和控制总线组成b5E2RGbCAP微机系统中地三种总线：1.片总线，兀件级总线2.内总线（l-BUS>,系统总线3.外总线（E-BUS>,通信总线第2章80X86处理器8086CPU两个独立地功能部件：1.执行部件（EU>,由通用计算器、运算器和EU控制系统等组成,EU从BIU地指令队列获得指令并执行plEanqFDPw2.总线接口部件（BIU>,由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成，负责从内存中取指令和取操作数DXDiTa9E3d8086CPU地两种工作方式：1.最小方式,MN/MX接+5V（MX为低电平>,用于构成小型单处理机系统支持系统工作地器件：(1＞时钟发生器，8284A(2＞总线锁存器，74LS373(3＞总线收发器,74LS245控制信号由CPU提供2.最大方式，MN/MX接地(MX为低电平＞,用于构成多处理机和协处理机系统支持系统工作地器件：(1＞时钟发生器,8284A(2＞总线锁存器，74LS373(3＞总线收发器,74LS245(4＞总线控制芯片，8288控制信号由8288提供指令周期、总线周期、时钟周期地概念及其相互关系：1.执行一条指令所需要地时间称为指令周期2.一个CPU同外部设备和内存储器之间进行信息交换过程所需要地时间称为总线周期3.时钟脉冲地重复周期称为时钟周期4.一个指令周期由若干个总线周期组成，一个总线周期又由若干个时钟周期组成5.8086CPU地总线周期至少由4个时钟周期组成6.总线周期完成一次数据传输包括：传送地址，传送数据等待周期一一在等待周期期间，总线上地状态一直保持不变空闲周期一一总线上无数据传输操作MMX ――多媒体扩展SEC——单边接口，PENTIUM2地封装技术SSE――数据流单指令多数据扩展,PENTIUM3地指令集乱序执行一一不完全按程序规定地指令顺序执行(PENTIUM PRO>推测执行一一遇到转移指令时，不等结果出来便先推测可能往哪里转移以便提前执行(PENTIUM PRO>8086CPU逻辑地址与物理地址地关系：1.CPU与存储器交换信息，使用20位物理地址2.程序中所涉及地都是16位逻辑地址3.物理地址==段基值* 16 +偏移地址4.20 条地址线==1M,(00000H ~ FFFFFH〉。

单片机片内存储器如何烧写几种烧写方式介绍单片机片内存储器烧写是将程序代码或数据写入单片机的内部存储器中的过程。

单片机的内部存储器包括闪存、EEPROM、RAM等。

这些存储器可以通过不同的烧写方式进行烧写。

下面将介绍几种常见的单片机片内存储器烧写方式。

1.并行编程方式并行编程方式是最早出现的一种单片机烧写方式。

这种方式使用编程器通过并行接口将烧写数据传输到单片机的内部存储器中。

这种方式的优点是烧写速度较快，但需要使用专用的编程器和并行接口，且操作相对复杂。

2.串行编程方式串行编程方式是目前最常用的一种单片机烧写方式。

这种方式使用编程器通过串行接口将烧写数据逐位传输到单片机的内部存储器中。

串行编程方式主要有两种实现方式：采用串行同步通信协议的方式和采用串行异步通信协议的方式。

(1)采用串行同步通信协议的方式采用串行同步通信协议的方式一般需要使用专用的编程器和串行接口，例如，ST公司的ST计算机系统和IAR公司的I-jet等。

这种方式的特点是通信速度快，支持多种烧写功能，如烧写程序代码、擦除存储器、校验数据等。

(2)采用串行异步通信协议的方式采用串行异步通信协议的方式一般使用通用的串行通信接口，如USART、SPI、I2C等。

这种方式的特点是通信速度较快，支持多种烧写功能，如烧写程序代码、擦除存储器、校验数据等。

同时，由于使用通用的串行通信接口，烧写设备的硬件成本相对较低。

3.仿真器烧写方式仿真器烧写方式是一种通过仿真器将程序代码或数据写入单片机内部存储器的方式。

这种方式一般需要使用仿真器和对应的开发环境，例如Keil、IAR等。

仿真器主要有两种类型：软件仿真器和硬件仿真器。

(1)软件仿真器软件仿真器是一种利用开发环境提供的仿真功能，通过软件模拟单片机内部运行状态，实现对单片机的烧写操作。

这种方式的优点是无需额外的硬件设备，烧写过程安全可控，能够对烧写过程进行调试和监控。

但缺点是烧写速度较慢，不适合大批量生产。