计算机组成原理 3.4 只读存储器和闪速存储器
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第4章存储器1. 解释概念:主存、辅存、Cache、RAM、SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、CDROM、Flash Memory。
答:主存:主存储器,用于存放正在执行的程序和数据。
CPU可以直接进行随机读写,访问速度较高。
辅存:辅助存储器,用于存放当前暂不执行的程序和数据,以及一些需要永久保存的信息。
Cache:高速缓冲存储器,介于CPU和主存之间,用于解决CPU和主存之间速度不匹配问题。
RAM:半导体随机存取存储器,主要用作计算机中的主存。
SRAM:静态半导体随机存取存储器。
DRAM:动态半导体随机存取存储器。
ROM:掩膜式半导体只读存储器。
由芯片制造商在制造时写入容,以后只能读出而不能写入。
PROM:可编程只读存储器,由用户根据需要确定写入容,只能写入一次。
EPROM:紫外线擦写可编程只读存储器。
需要修改容时,现将其全部容擦除,然后再编程。
擦除依靠紫外线使浮动栅极上的电荷泄露而实现。
EEPROM:电擦写可编程只读存储器。
CDROM:只读型光盘。
Flash Memory:闪速存储器。
或称快擦型存储器。
2. 计算机中哪些部件可以用于存储信息?按速度、容量和价格/位排序说明。
答:计算机中寄存器、Cache、主存、硬盘可以用于存储信息。
按速度由高至低排序为:寄存器、Cache、主存、硬盘;按容量由小至大排序为:寄存器、Cache、主存、硬盘;按价格/位由高至低排序为:寄存器、Cache、主存、硬盘。
3. 存储器的层次结构主要体现在什么地方?为什么要分这些层次?计算机如何管理这些层次?答:存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存这两个存储层次上。
Cache-主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用,即从整体运行的效果分析,CPU访存速度加快,接近于Cache的速度,而寻址空间和位价却接近于主存。
主存-辅存层次在存储系统中主要起扩容作用,即从程序员的角度看,他所使用的存储器其容量和位价接近于辅存,而速度接近于主存。
第3章存储系统2只读存储器ROM闪速存储器3.4 只读存储器和闪速存储器只读存储器ROMROM (Read Only Memory)◆只能读出,不能写入◆具有不易失性◆只读存储器写入数据的过程,称为对其进行编程只读存储器分类(1)根据编程方法的不同来划分掩模式只读存储器一次编程只读存储器(PROM)多次编程只读存储器◆光擦编程只读存储器(EPROM)◆电擦编程只读存储器(EEPROM)◆电改写只读存储器(EAROM)掩模式只读存储器在芯片制造过程中确定其内容使用时,只能读出,不能再进行修改优点:可靠性高、集成度高、价格便宜、适宜大批量生产缺点:不能重写只能专用,用户可向生产厂家定做一次编程只读存储器(PROM)产品出厂时,所有存储元均制成“0”(或均为“1”)用户根据需要可自行将其中某些存储元改为“1”(或改为“0”)双极型PROM◆熔丝烧断型PROM◆PN结击穿型PROM多次编程只读存储器EPROM:可以用紫外光照射擦除原来写入的数据,编程(即:写入数据)时需要相对较高的电压EEPROM:可以用电擦除原来写入的数据,但擦除、编程时均需要相对较高的电压MOSFET 概念复习G-栅极;D-漏极;S-源极V T -开启电压U GS =0时无沟道0<U GS <V T 时出现耗尽层U GS ≥V T 时出现N沟道光擦可编程只读存储器–编程与读出Schematic symbolGSD工作原理:存储单元为MOSFET+浮空栅,浮空栅被氧化层包裹隔离,可利用雪崩注入(Avalanche Injection)效应向其注入电荷。
未注入电荷时存贮单元为1,注入负电荷后为0。
编程:在漏、源极加高压(如+20V)、控制栅极加高压正脉冲(如50ms宽、20V)后,电子获得能量变热,穿过氧化层进入浮栅,注入负电荷可长期保存。
读出:凡注入负电荷的单元,其开启电压V T 变高,因此,在正常+5V电压下不能使其导通。
浮栅Floating Gate G G G光擦可编程只读存储器–擦除这种EPROM做成的片子封装上方有一个石英玻璃窗口。
计算机存储器存储原理简述一、存储器按其所处的位置可以分为内存和外存1. 内存是在主机板上用来存放当前运行所需要的程序和数据,以便向中央处理机高速提供信息。
其特点是容量小、速度较快,也叫做主存。
内存为随机存储器,主要由五部分组成,地址寄存器用来存放由地址总线提供的将要访问的存储单元的地址码;存储体是内存放数据的场所;译码驱动器根据存放在地址寄存器中的地址码,在存储体中找到相应的存储单元;数据寄存器是用来存放要写入存储体的数据,或是从存储体中取出数据;时序控制线路根据该写命令,从时间上协调随机存储器的各部分,控制各部分完成相应的操作。
2.外存计算机的外存储器一般有:软盘、硬盘、CD-ROM、可擦写光驱即CD- RW光驱还有USB接口的移动硬盘、光驱、或可擦写电子硬盘(优盘)等,这些存储器的存储原理将在后面的文章里有详细的介绍。
二、存储器根据工作方式可分为1、读写存储器( read/write storage,RWS )这是一种既能存入数据,又能从中取出数据的存储器,半导体就可以制成这种存储器。
2、只读存储器,根据数据的写入方式,又可细分为如下5 种:(1)固定只读存储器( read only memory,ROM )这种存储器是在厂家出厂时就写好数据的,其内容只能读出,不能改变,不能再写。
如果其存储内容在制造时是用掩模版写下来的,就叫掩模编程只读存储器(masked ROM,MROM。
)(2)可编程的只读存储器(programmable ROM,PROM)是允许用户写入数据的存储器,但只能是一次性地写入,一旦写入便成为只读存储器。
( 3)可擦洗的可编程的只读存储器(erasable programmable ROM,EPROMQ是允许用户写入数据还允许用户擦去已写入的数据,继而进行重写的只读存储器。
可擦除只读存储器的优点是其内容可以擦除后重新写入数据,即使写错了也无所谓,但其缺点是其重新改写时须将存储器拆下来在专门的编程器来进行改写。