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实验五储藏器读写实验一、实验目的1.掌握储藏器的工作特点。
2.数学静态储藏器的操作过程，考证储藏器的读写方法。
二、实验原理储藏器是计算机的主要部件，用来保留程序和数据。
从工作方式上分类，储藏器可分红易失性和非易失性储藏器，易失性储藏器中的数据在关电后将不复存在，非易失性储器又可分为动向储藏器和静态储藏器，动向储藏器保留信息的时间只有2ms，工作时需要不断更新，既不断刷新数据；静态储藏器只需不断电，信息是不会抛弃的。
为简单起见，计算机组成实验用的是容量为 2K 的镜头储藏器 6116。
1.静态储藏器芯片 6116 的逻辑功能6116 是一种数据宽度为 8 位（ 8 个二进制位），容量为 2048 字节的态储藏器芯片，封在 24 引脚的封装中，封装型式如图 2-7 所示。
6116芯片有 8 根双向三态数据线 D7-D0，所谓三态是指输入状态、输出状态和高阻状态，高阻状态数据线处于一种特其他“断开”状态；11 根地点线 A10-A0，指示芯片内部2048 个储藏单元号； 3 根控制线片选控制信号，低电平时，芯片可进行读写操作，高电平时，芯片保留信息不能够进行读写；为写入控制信号，低电平时，把数据线上的信息存入地点线 A10-A0 指示的储藏单元中；为输出使能控制信号，低电平时，把地点线A10-A0 指示的储藏单元中的数据读出送到数据线上。
芯片控制信号逻辑功能见表 2-9 。
芯片状态控制信号状态D0-D7CS数据状态保持1××高阻抗保持011高阻抗读出0106116→总线写入001总线→ 6116无效000表 2-9 6116芯片控制信号逻辑功能表图 2-7储藏器部件电路图2.储藏器实验单元电力路因为在计算机组成原理实验中仅用了256 个储藏单元，因此6116芯片的三根地点线 A11-A8 接地也没有多片联用问题，片选信号接地使芯片总是处于被选中状态。
芯片的 WE 和信号分别连结实验台的储藏器写信号和储藏器读写信号，储藏器实验单元逻辑电路如图 2-7所示。
第5章微机的存储器5.4 某一RAM内部采用两个32选1的地址译码器，并且有一个数据输入端和一个数据输出端，试问：（1）该RAM的容量是多少？（2）基本存储电路采用何种译码电路？（3）存储阵列排列成怎样一种阵列格式？答：（1）容量是：32×32 = 1024bit = 1Kb；（2）基本存储电路采用双译码方式；（3）存储阵列排列成32×32的矩阵。
5.5 设有一个具有13位地址和8位字长的存储器，试问：（1）存储器能存储多少字节信息？（2）如果存储器由1K×4位RAM芯片组成，共计需要多少片？（3）需要哪几位高位地址做片选译码来产生芯片选择信号？答：（1）存储器能存储信息：213×8位= 8KB；（2）若由1K×4位RAM芯片组成，则位扩充需要2片，容量扩充需要8片，共计2×8=16片；（3）扩充的8组芯片需用3-8译码器进行片选，由于地址总线的A9~A0需要与各RAM芯片地址线并联，所以用高位地址A12、A11、A10作片选译码来产生芯片选择信号。
5.6下列RAM各需要多少地址线进行寻址？多少条数据I/O线？5.7 分别用1024×4位和4K×2位芯片构成64K×8位的随机存取存储器，各需多少片？答：（1）由1024×4位的芯片组成64K×8位的RAM芯片，位扩充需要2片，容量扩充需要64片，共计64×2=128片；（2）用4K×2位的芯片组成64K×8位的RAM芯片，位扩充需要4片，容量扩充需要16片，共计16×4=64片。
5.8 在有16根地址总线的微机系统中，根据下面两种情况设计出存储器片选的译码电路及其与存储器芯片的连接电路。
（1）采用1K ×4位存储器芯片，形成32K 字节存储器。
（2）采用2K ×8位存储器芯片，形成32K 字节存储器。
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。
存储器工作原理
存储器是计算机中用于存储和读取数据的设备。
它是计算机内部的一个重要组成部分，其工作原理可以分为存储和检索两个过程。
在存储数据的过程中，存储器将数据按照一定的格式和顺序存放在不同的存储单元中，如字节、字等。
每个存储单元都有一个唯一的地址，通过地址可以找到对应的存储单元。
数据在存储器中的位置由计算机的操作系统进行管理。
当计算机需要从存储器中读取数据时，它会根据指定的地址来找到对应的存储单元，并将存储单元中的数据读取出来。
读取的过程类似于找到书架上特定位置的一本书并将其取下。
存储器的工作原理可以分为随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
RAM是一种易失性存储器，也就是说，当计算机断电时，其中存储的数据会丢失。
RAM可以随机访问，即可以根据指定的地址直接读取或写入数据。
RAM通常被用作临时存储器，用于存放正在运行的程序、临时数据和用户输入等。
ROM是一种非易失性存储器，其中的数据不会因为计算机断电而丢失。
ROM中的数据通常是由厂商预先写入的，用户无法进行修改。
ROM常用于存储计算机的固件和操作系统等关键信息。
总的来说，存储器通过存储和检索数据的过程来实现数据的长期保存和快速读取。
它在计算机系统中扮演着重要的角色，对于计算机的运行和数据处理起着至关重要的作用。
计算机组成原理_存储器1. 存储器的分类2. 存储器的层次结构⼀般来说，存储器的速度越快，价格越昂贵，相应的容量越⼩。
存储器的层次结构主要体现在缓存-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
① CPU和缓存、主存能够直接交换信息；②缓存能直接和CPU、主存交换信息；③主存可以和CPU、缓存、辅存直接交换信息；④辅存只能和主存直接交换信息。
缓存-主存层次主要解决CPU与主存速度不匹配的问题。
由于缓存的速度⽐主存的速度⾼，只要将CPU近期要⽤到的信息调⼊缓存，CPU就可以直接从缓存中获取信息，从⽽提⾼了访存速度。
主存-辅存层次主要解决存储系统的容量问题。
辅存的速度很低，不能直接与CPU进⾏信息交换，但其容量很⼤，可以⽤来存放⼤量暂时不需要信息。
缓存、主存、辅存的关系。
缓存、主存、辅存为当前计算机的三级存储系统，CPU⾸先访问速度最快的缓存Cache，⽽缓存中的数据由主存提供，称缓存中的数据为主存中数据的映射，主存中的数据是由速度最慢的辅存中获得的。
采⽤三级存储系统后，可以⼤⼤提⾼CPU⼯作效率。
3. 存储器的主要技术指标存储容量存储容量是指存储器中能存放⼆进制代码的总位数。
存储容量 = 存储单元个数 × 存储字长（单位为bit）存储容量 = 存储单元个数 × 存储字长 / 8 （单位为Byte）若MDR的位数为n，MAR的位数为m，则最⼤存储容量为 2^n × m存储速度存储速度是由存取时间和存取周期来表⽰的。
存取时间是指启动⼀次存储器读/写操作到完成该操作所需的全部时间。
存储周期是指存储器进⾏连续两次独⽴的存储器操作所需的最⼩时间间隔。
通常存取周期⼤于存取时间，存取周期 = 存取时间 +恢复时间存储器带宽存储器带宽指单位时间内存取的信息量，单位可以是Byte/s，bit/s等。
存储器的带宽决定了以存储器为中⼼的机器获得信息的速率。
4. 存储器的扩展由于单⽚存储芯⽚的容量总是有限的，很难满⾜实际的需要，因此必须将若⼲存储芯⽚连在⼀起，以扩展存储容量。
《计算机原理学习指导》第五章存储系统综合练习题参考答案一、填空题1 、计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备 5 大部件组成。
2 、根据目前常用的存储介质可以把存储器分为半导体存储器、磁表面存储器和光存储器3 种。
3 、 ROM 可分为掩模式只读存储器（ MROM ）、可编程只读存储器（ PROM ）、可擦除可编程只读存储器（ EPROM ）和电擦除可编程只读存储器（ EEPROM ）4 种。
4 、采用 4K × 4 位规格的静态 RAM 存储芯片扩展为 32K × 16 位的存储器，需要这种规模的存储芯片 32 片。
5 、要组成容量为 4K × 8 位的存储器，需要 8 片 4K × 1 位的静态 RAM 芯片并联，或者需要 4 片 1K × 8 位的静态 RAM 芯片串联。
6 、 Cache 的地址映射方式有直接映射、全相联映射和组相联映射 3 种。
二、单项选择题1 、内存储器用来存放（ C ）A ．程序B ．数据C ．程序和数据D ．微程序2 、某一静态 RAM 存储芯片，其容量是 64K × 1 位，则其地址线有（ C ）A ． 64 条B ． 64000 条C ． 16 条D ． 65536 条3 、下列存储器中，存取速度最慢的是（ D ）A ．光盘存储器B ．半导体存储器C ．硬盘存储器D ．磁带存储器4 、下列部件（设备）中，存取速度最快的是（ A ）A ． CPU 中的寄存器B ．硬盘存储器C ．光盘存储器D ．软盘存储器5 、在主存储器与 CPU 之间增加 Cache 的主要目的是（ C ）A ．降低整机系统的成本B ．扩大主存之间的速度匹配问题C ．解决 CPU 和主存之间的速度匹配问题D ．代替 CPU 中的寄存器工作6 、在 ROM 存储器中必须有（ C ）电路。
A ．数据写入B ．再生C ．地址译码D ．刷新7 、在多级存储体系中，“ Cache —主存”结构的作用是解决（ D ）的问题。
