安徽大学微机原理【第四、五讲】 存储器
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第五章 存储器存储器存储器主要内容:§5-1 存储器分类§5-2 随机存取存储器RAM§5-3 只读存储器ROM§5-4 CPU与存储器的连接存储器分类§5-11 存储器分类存储器分类存储器是计算机的主要组成部分之一,是用来存放程序和数据的部件,存储器表征了计算机的“记忆”功能,存储器的容量和存取速度是决定计算机性能的重要指标。
存储器的容量越大,记忆的信息也就越多,计算机的功能也就越强。
一、按用途分类1、内部存储器内部存储器也称为内存,是主存储器。
(1)功能:存放当前正在使用的或经常使用的程序和数据。
(2)特点:存取速度快、容量较小、CPU直接访问(由半导体存储器构成)。
(3)容量:受到地址总线位数的限制8086系统,20条地址线,寻址空间为1M(220)字节;80386系统,32条地址线,寻址空间4G(232)字节。
(4)存放内容:系统软件(系统引导程序、监控程序或者操作系统中的ROM BIOS等)以及当前要运行的应用软件。
2、外部存储器外部存储器也称为外存,是辅助存储器。
(1)功能:用来存放相对来说不经常使用的程序或者数据或者需要长期保存的信息。
(2)特点:存取速度慢、容量大,可以保存和修改存储信息,CPU不直接对它进行访问,有专用的设备(硬盘驱动器、软驱、光驱等)来管理,一般外部存储器由磁表面存储器件构成 。
(3)容量:不受限制,是一种海量存储器。
(4)存放内容:系统软件、应用软件、其他长期保存程序和数据。
3、计算机工作时存取程序和数据的过程(1)由内存ROM中的引导程序启动系统;(2)从外存中读取系统程序和应用程序,送到内存的RAM中,运行程序;(3)程序运行的中间结果放在RAM中,(内存不够时也放在外存中);(4)程序结束时将最后结果存入外部存储器。
二、按存储器性质分类1、RAM随机存取存储器(Random Access Memory)CPU能根据RAM的地址将数据随机地写入或读出。
微机原理与接口技术(2006-2007学年主讲:何浩Email: hehao@第五章存储器存储器概述¾存储器是计算机系统中用来存储信息的部件,它是计算机中的重要硬件资源。
¾从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言,没有存储器,就无法构成现代计算机。
按用途分类内存储器:分为高速缓冲存储器(Cache和主存储器(内存条两种¾Cache一般为几百KB,工作速度几乎与CPU相当。
¾内存条容量相对较大,目前一般在128MB到512MB之间,但速度较Cache慢。
外存储器:主要是磁介质存储器,容量大,目前一般在10GB以上。
用来存放相对来说不经常使用的程序或者数据或者需要长期保存的信息。
此外还有光盘等其他介质的存储器。
CPU CACHE主存(内存辅存(外存半导体存储器的分类按使用功能¾RAM(Random Access Memory¾ROM(Read Only MemoryRAM的种类¾SRAM(静态:速度快、集成度低、功耗大¾DRAM(动态:速度慢、集成度高、功耗低、需要周期性刷新 ROM的种类¾可编程ROM:数据固化到ROM后不可更改。
¾可擦除、可编程ROM:可以通过特殊装置进行改写,平时使用过程中只作为可读存储器¾电可擦除、可编程ROM:可以通过特殊装置进行改写,平时使用过程中只作为可读存储器随机存取存储器RAMCPU能根据RAM的地址将数据随机地写入或读出。
电源切断后,所存数据全部丢失。
¾SRAM静态RAM(Static RAM:静态RAM速度非常快,只要电源存在内容就不会自动消失。
¾DRAM动态RAM(Dynamic RAM:DRAM存在泄漏电流,因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新(Refresh。
¾考虑因素:功耗,速度,容量/价格,电路的复杂性SRAM存储器的构成最基本存储单元:6个MOS管构成的双稳态触发器电路存储体:许多基本存储单元构成的矩阵¾存储矩阵字结构排列位结构排列¾地址译码器片选信号(高位地址生成线性译码或复合译码¾控制逻辑片选、读允许、写允许¾三态控制为什么需要?DRAM存储器的构成最基本存储单元:4管、3管或单管结构需要配置刷新逻辑电路¾原因:利用电容存储电荷¾刷新:刷新周期、集中刷新、分布刷新DRAM控制器¾地址多路器行地址、列地址CPU的地址分两次发送到DRAM芯片¾刷新定时器根据时间要求进行定时¾刷新地址计数器¾仲裁电路来自CPU的访问请求和刷新请求同时产生时进行优先级裁定¾定时发生器静态存储器的工作时序很多参量,关注你需要的参量即可动态存储器的工作时序常见RAM厂家静态存储器:ISSI动态存储器:SumSung、Hynix、Micron FIFO:IDT高速缓冲存储器CACHE技术是为了把主存储器看成是高速存储器而设置的小容量局部存储器。