第2章_PC系统及PC机接口基础ppt课件.ppt

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1、专题1存储系统、存储器及译码1存储系统与半导体存储器的分类1.1存储系统计算机的存储器外存储器作用：用于存放当前运行的程序和数据，是主机一部分。特点：通常用半导体存储器作为内存储器。内存速度较高，CPU可直接读写。作用：用于存放暂时不用的程序和数据。特点：容量大、速度较低、CPU不能直接读写。内存储器存储系统通过软、硬件结合，形成了内存-外存的存储层次，即存储系统。速度方面，内存比CPU大约慢一个数量级，存在速度匹配的瓶颈。在CPU和内存中间增加一层高速Cache，又构成了高速缓存（Cache）-内存层次。要求Cache速度与CP

2、U速度匹配或接近。完全由硬件来实现高速缓存-内存的地址映像技术。高速缓存（Cache）-内存层次解决提高存储速度问题内存-外存存储层次解决了大容量和低成本的矛盾。内存一般用来存放当前活跃的程序和数据。目前主要采用半导体存储器，使用随机存取方式外存用于存放当前不活跃的程序和数据。一般采用软盘、硬磁盘、光盘、优盘cache用在CPU与内存之间，在交换信息时起缓冲作用。CacheCPU内存储器外存储器2个层次三级体系：1.2半导体存储器的分类及特点1.半导体存储器的分类按器件原理分：有双极型、MOS型存储器；分类新近推出闪速存储器（Fl

3、ash），既具有RAM易读、写、体积小、集成度高、速度快等优点，又有ROM断电后信息不丢失等优点。按存取方式分：有随机存取（RAM）和只读存储器（ROM）；按存储原理分：有静态（SRAM）和动态（DRAM）半导体存储器的分类1.2半导体存储器的分类及特点2.半导体存储器的性能指标性能指标:功耗、可靠性、容量、价格、集成度、存取速度从功能和接口电路角度，最重要是芯片的存取容量和速度。（1）存储容量存储容量是指存储器存放二进制信息的总位数即：存储容量=存储单元数×单元的位数。芯片的容量通常采用比特（Bit）作为单位。如N×8、N×4、

4、N×1这样的形式来表示芯片的容量(集成方式)。计算机中一般以字节B（Byte）为单位，如256KB、512KB等。大容量的存储器用MB、GB、TB为单位。2存储器层次结构及译码电路2.1存储器层次结构把不同存储容量、存取速度和价格的存储器按层次结构组成多层存储器，并通过管理软件和辅助硬件有机组合成统一的整体，使所存放的程序和数据按层次分布在各种存储器中。主要由高速缓冲存储器Cache、主存储器和辅助外存组成。2.1存储器层次结构微型计算机存储层次图呈现金字塔形结构，越往上存储器件的速度越快，CPU的访问频度越高；同时价格也越高，系

5、统拥有量越小。2.1存储器层次结构微型计算机存储层次图寄存器位于塔顶端，数量有限、存取速度最快。向下依次是Cache、主存储器、辅助存储器。位于塔底的存储设备，其容量最大，每位价格最低，但速度最慢。2.1存储器层次结构狭义三层：Cache、内存、外存。广义四层：加上CPU寄存器构成微处理器四层存储体系。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。微型计算机存储层次图2.2存储器片内译码1.译码器的译码原理译码（解码）：输入二进制代码→对应的控制信号。译码器：一个有多个输入和多个输出的组合电路。译码器结构框图输

6、入n与输出m关系2n=mA1A0Yi00Y001Y110Y211y32.2存储器片内译码两位二进制译码器图01111010010A1A0011111111选通输入控制端E2.2存储器片内译码2.存储器片内译码方式（1）单译码方式（一维译码）（2）双译码方式（二维译码）单译码特点：译码电路简单；同样的存储单元，需要较多的输入线。地址线分成两组，一组作为行地址译码选择，另一组作为列地址译码选择，这样构成一种二维地址译码方式。3随机存储器（RAM）3.1静态存储器（SRAM）由两个增强型的NMOS反相器交叉耦合而成4.特点:集成度低，功

7、耗较大。速度快，稳定；无刷新电路。3.1静态存储器1.型号介绍SRAM的不同规格，如2101（256×4位）、2102（1K×1位）、2114（1K×4位）、4118（1K×8位）、6116（2K×8位）已停产，很难买到。现在常用型号：6264（8K×8位）和62256（32K×8位）等。2.61166116是2KB静态存储器芯片。3.1静态存储器6116真值表工作方式I/O线状态功率状态H××没选中高阻备用状态LL×写入DIN运行状态LHL读出DOUT运行状态LHH－高阻运行状态3.2动态读写存储器（DRAM）1.动态读写原理D

8、RAM是利用电容存储电荷的原理来保存信息的，它将晶体管电容的充电状态和放电状态分别作为1和0。特点：集成度高，功耗低。速度慢于SRAM，需要不断刷新。3.2动态读写存储器（DRAM）2.DRAM的刷新刷新即对基本存储电路进行补充电荷就是每隔一定时间