7 半导体存储器

计算机组成原理期末考试题及答案计算机组成原理期末考试题及答案1、8位定点原码整数10100011B的真值为（B）。

A、+0100011BB、-0100011BC、+1011101BD、-1011101B2、若某数x的真值为-0.1010，在计算机中该数表⽰为1.0110，则该数所⽤的编码为（B）。

A、原码B、补码C、反码D、移码3、若x补=0.1101010，则x原=（D）。

A、1.0010101B、1.0010110C、0.0010110D、0.11010104、若采⽤双符号位，则发⽣正溢的特征是：双符号位为（B）。

A、00B、01C、10D、115、原码乘法是（A）。

A、先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理;B、⽤原码表⽰操作数，然后直接相乘;C、被乘数⽤原码表⽰，乘数取绝对值，然后相乘;D、乘数⽤原码表⽰，被乘数取绝对值，然后相乘6、在微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是（B）。

A、每条机器指令由⼀条微指令来执⾏；B、每条机器指令由⼀段⽤微指令编程的微程序来解释执⾏；C、⼀段机器指令组成的程序可由⼀条微指令来执⾏；D、⼀条微指令由若⼲条机器指令组成；7、若存储周期250ns，每次读出16位，则该存储器的数据传送率为（C）。

A、4×106字节/秒B、4M字节/秒C、8×106字节/秒D、8M字节/秒8、挂接在总线上的多个部件（B）。

A、只能分时向总线发送数据，并只能分时从总线接收数据;B、只能分时向总线发送数据，但可同时从总线接收数据;C、可同时向总线发送数据，并同时从总线接收数据;D、可同时向总线发送数据，但只能分时从总线接收数据;9、主存储器和CPU之间增加⾼速缓冲存储器的⽬的是（A）。

A、解决CPU和主存之间的速度匹配问题B、扩⼤主存储器的容量C、扩⼤CPU中通⽤寄存器的数量D、既扩⼤主存容量⼜扩⼤CPU通⽤寄存器数量10．单地址指令中为了完成两个数的算术运算，除地址码指明的⼀个操作数外，另⼀个数常采⽤（C）。

半导体存储器分类介绍§ 1. 1 微纳电子技术的发展与现状§1.1.1 微电子技术的发展与现状上个世纪50年代晶体管的发明正式揭开了电子时代的序幕。

此后为了提高电子元器件的性能，降低成本，微电子器件的特征尺寸不断缩小，加工精度不断提高。

1962年，由金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）组装成的集成电路（IC）成为微电子技术发展的核心。

自从集成电路被发明以来[1,2]，集成电路芯片的发展规律基本上遵循了Intel 公司创始人之一的Gordon Moore在1965年预言的摩尔定律[3]：半导体芯片的集成度以每18个月翻一番的速度增长。

按照这一规律集成电路从最初的小规模、中规模到发展到后来的大规模、超大规模（VLSI），再到现在的甚大规模集成电路（ULSI）的发展阶段。

随着集成电路制造业的快速发展，新的工艺技术不断涌现，例如超微细线条光刻技术与多层布线技术等等，这些新的技术被迅速推广和应用，使器件的特征尺寸不断的减小。

其特征尺寸从最初的0.5微米、0.35 微米、0.25 微米、0.18 微米、0.15 微米、0.13 微米、90 纳米、65 纳米一直缩短到目前最新的32纳米，甚至是亚30纳米。

器件特征尺寸的急剧缩小极大地提升了集成度，同时又使运算速度和可靠性大大提高，价格大幅下降。

随着微电子技术的高速发展，人们还沉浸在胜利的喜悦之中的时候，新的挑战已经悄然到来。

微电子器件等比例缩小的趋势还能维持多久？摩尔定律还能支配集成电路制造业多久？进入亚微米领域后，器件性能又会有哪些变化？这一系列的问题使人们不得不去认真思考。

20世纪末期，一门新兴的学科应运而生并很快得到应用，这就是纳电子技术。

§1.1.2 纳电子技术的应用与前景2010年底，一篇报道英特尔和美光联合研发成果的文章《近距离接触25nm NAND闪存制造技术》[4]，让人们清楚意识到经过近十年全球范围内的纳米科技热潮，纳电子技术已逐渐走向成熟。

RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash等常见存储器概念辨析常见存储器概念辨析：RAM、SRAM、SDRAM、ROM、EPROM、EEPROM、Flash存储器可以分为很多种类，其中根据掉电数据是否丢失可以分为RAM（随机存取存储器）和ROM （只读存储器），其中RAM的访问速度比较快，但掉电后数据会丢失，而ROM掉电后数据不会丢失。

ROM和RAM指的都是半导体存储器，ROM是Read Only Memory的缩写，RAM是Random Access Memory的缩写。

ROM在系统停止供电的时候仍然可以保持数据，而RAM通常都是在掉电之后就丢失数据，典型的RAM就是计算机的存。

RAM 又可分为SRAM（Static RAM/静态存储器）和DRAM（Dynamic RAM/动态存储器）。

SRAM 是利用双稳态触发器来保存信息的，只要不掉电，信息是不会丢失的。

DRAM是利用MOS（金属氧化物半导体）电容存储电荷来储存信息，因此必须通过不停的给电容充电来维持信息，所以DRAM 的成本、集成度、功耗等明显优于SRAM。

SRAM速度非常快，是目前读写最快的存储设备了，但是它也非常昂贵，所以只在要求很苛刻的地方使用，譬如CPU的一级缓冲，二级缓冲。

DRAM保留数据的时间很短，速度也比SRAM慢，不过它还是比任何的ROM都要快，但从价格上来说DRAM相比SRAM要便宜很多，计算机存就是DRAM的。

而通常人们所说的SDRAM 是DRAM 的一种，它是同步动态存储器，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。

使用SDRAM不但能提高系统表现，还能简化设计、提供高速的数据传输。

在嵌入式系统中经常使用。

ROM也有很多种，PROM是可编程的ROM，PROM和EPROM（可擦除可编程ROM）两者区别是，PROM是一次性的，也就是软件灌入后，就无法修改了，这种是早期的产品，现在已经不可能使用了，而EPROM是通过紫外光的照射擦出原先的程序，是一种通用的存储器。

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。

半导体器件的基本概念和应用有哪些一、半导体器件的基本概念1.半导体的定义：半导体是一种导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，常见的有硅、锗、砷化镓等。

2.半导体的导电原理：半导体中的载流子（电子和空穴）在外界条件（如温度、光照、杂质）的影响下，其浓度和移动性会发生变化，从而改变半导体的导电性能。

3.半导体器件的分类：根据半导体器件的工作原理和用途，可分为二极管、三极管、晶闸管、场效应晶体管等。

二、半导体器件的应用1.二极管：用于整流、调制、稳压、开关等电路，如电源整流器、数字逻辑电路、光敏器件等。

2.三极管：作为放大器和开关使用，如音频放大器、数字电路中的逻辑门等。

3.晶闸管：用于可控整流、交流调速、电路控制等，如电力电子设备、灯光调节等。

4.场效应晶体管：主要作为放大器和开关使用，如场效应晶体管放大器、数字逻辑电路等。

5.集成电路：由多个半导体器件组成的微型电子器件，用于实现复杂的电子电路功能，如微处理器、存储器、传感器等。

6.光电器件：利用半导体材料的光电效应，实现光信号与电信号的转换，如太阳能电池、光敏电阻等。

7.半导体存储器：用于存储信息，如随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。

8.半导体传感器：将各种物理量（如温度、压力、光照等）转换为电信号，用于检测和控制，如温度传感器、光敏传感器等。

9.半导体通信器件：用于实现无线通信功能，如晶体振荡器、射频放大器等。

10.半导体器件在计算机、通信、家电、工业控制等领域的应用：计算机中的微处理器、内存、显卡等；通信设备中的射频放大器、滤波器等；家电中的集成电路、传感器等；工业控制中的电路控制器、传感器等。

以上就是关于半导体器件的基本概念和应用的详细介绍，希望对您有所帮助。

习题及方法：1.习题：请简述半导体的导电原理。

方法：半导体中的载流子（电子和空穴）在外界条件（如温度、光照、杂质）的影响下，其浓度和移动性会发生变化，从而改变半导体的导电性能。

存储器是计算机的主要组成部件，它主要是用来存储信息的。

存储器的类型有很多，按存储介质分为半导体存储器、磁存储器和光存储器。

半导体存储器芯片内包含大量的存储单元，每个存储单元都有唯一的地址代码加以区分，并能存储一位二进制信息。

本章只讨论半导体存储器。

一、存储器的分类：1.按工作方式不同：分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。

2.按制造工艺不同：RAM、ROM又可分为双极型半导体存储器和单极型MOS存储器。

MOS型RAM又可分为静态RAM和动态RAM两种。

RAM中任何存储单元的内容均能被随机存取。

它的特点是存取速度快，一般用作计算机的主存。

ROM中的内容是在专门的条件下写入的，信息一旦写入就不能或不易修改。

根据信息的写入方式不同，ROM可以分为掩膜ROM、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（E2PROM）四种。

在正常工作时，信息只能读出不能写入，通常用于存放固定信息。

掩膜ROM中的内容是在出厂前已写好的,用户不能改写；PROM可由用户以专用设备将信息写入一次，写后不能改变；EPROM可由用户以专用设备将信息写入，然后用紫外线照射擦除信息；E2PROM采用电气方法擦除信息。

半导体存储器的分类情况如图5-1所示。

二、随机存取存储器(RAM)RAM既可向指定单元写入信息又可从指定单元读出信息,且读写时间与信息所处位置无关。

RAM根据制造工艺的不同可分为双极型RAM和MOS型RAM，双极型RAM较MOS型RAM来说，速度高、功耗大、集成度低。

在断电后，RAM中信息将消失。

1.随机存取存储器（RAM）的结构RAM的一般结构形式包括存储矩阵、地址译码器和读写控制器三部分，并通过数据输入/输出线，地址输入线片选控制线和读写控制线与外界发生联系。

如图5-2所示：解释：存储矩阵由若干存储单元组成，一个存储单元称为存储器的一个字，它所含有的基本存储电路（二进制数）的个数称存储器的字长。