计算机存储器和存储系统

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1、第四章存储器和存储系统4.1分层的存储器系统一、存储器系统的分层结构随着计算机技术的发展，计算机的体系结构已经从以运算器为中心转变为以存储器为中心。人们希望存储器的容量越大越好，存取速度越快越好，价格越低越好。然而现有的各种存储器还不能同时满足上述所有的要求。速度价格CPU寄存器最快最贵缓存(Cache)较快较贵内存(RAM/ROM)快便宜外存(硬盘/光盘等)慢最便宜存储系统的分层结构：二、内部存储器的种类只读存储器(ROM)随机存储器(RAM)名称写入方式名称特点MASKROM生产厂家加工SRAM(静态)通电可保留数据PROM

2、一次性编程DRAM(动态)需要不断进行刷新EPROM可擦写，可编程EEPROM电擦除，可编程FLASHMEMORY(闪存)在线可擦、可写4.2存储器芯片一、基本结构1、地址线：地址线决定于存储单元的数目；2、数据线：数据线决定于存储数据的位数；1、片选线：片选，片允许，选择。只有当全部片选线都有效时，存储器才能完成读写操作；2、控制信号：ROM：只有一个读控制信号：输出允许或；RAM：一个控制信号：读写信号：；两个控制信号：写信号：；读信号：，读操作时有效；两个信号同时有效，数据线处于高阻态。二、常用的存储器芯片1.ROM：27

3、16，2K*8，EEPROM正常状态编程状态Vpp+5Vpp+25V，片选信号，写信号，输出允许，输出允许SRAM：2114，1K*41.SRAM：6264，8K*82.DRAM：TMS4464，64K*44.3利用存储器芯片构造存储系统一、主存储器的工作过程1、主存与CPU的连接方式：2、主存的工作过程：1)读取数据时：CPU：CPU给出数据的地址à地址总线驱动主存àCPU通过信号线发出读信号；主存：主存根据地址信息确定操作单元à主存收到读信号，将数据放到数据总线上；CPU：CPU从数据总线上读入数据。2)写入数据时：CPU：

4、CPU给出数据的地址à地址总线驱动主存àCPU将数据放到数据总线上àCPU通过信号线发出写信号；主存：主存根据地址信息确定操作单元à主存收到写信号，从数据总线上获取数据；在一个计算机系统中，一般来说内存的容量都比较大，需要由多个存储芯片构成一个存储系统，这就需要有一个地址译码的过程。二、利用与非门实现地址译码例一：CPU地址线20位，数据线8位，读信号，IO/存储器选择EPROM：，存储地址：0FF000H~0FF7FFH。起始地址：11111111000000000000终止地址：11111111011111111111A10

5、~A0I/O7~I/O7D7~D0A10~A0A19~A12A11三、利用译码器实现地址译码138译码器G1CBA1XXXXX11111111X1XXXX11111111XX0XXX111111110010000111111100100110111111001010110111110010111110111100110011110111001101111110110011101111110100111111111110例二：CPU20位地址线，8位数据线，读信号为，2片的EPROM，一片开始地址为0E0000H，一片开始地址为0

6、E8000H。第一步：将每一片的开始地址和结束地址写为二进制。第一片：开始：11100000000000000000结束：11100001111111111111第二片:开始：11101000000000000000结束：11101001111111111111第二步：确定译码方案：A12~A0：片内译码；A19~A16：译码器的片选；A15~A13：译码器输入。第三步：画出电路逻辑图：A12~A0D7~D0A13A14A15A16A17A18A19A12~A0D7~D0A12~A0D7~D0D7~D0数据总线A12~A0例三：

7、CPU16位地址线，8位数据线，访问存储器控制信号，读写控制信号，存储芯片：RAMROM地址分配：6000H~67FFH，系统区，ROM6800H~6BFFH，用户区，RAM第一步：将两个区域的开始地址和结束地址写为二进制。ROM开始：0110000000000000结束：01100111111111112KRAM开始：0110100000000000结束：01101011111111111K第二步：选芯片，1片的ROM，2片的RAM。第三步：分配地址线：ROMA10~A0片内译码，A13~A11译码器输入，A15~A14译码器

8、片选；RAMA9~A0片内译码，A13~A11译码器输入，A15~A14译码器片选，A10芯片片选；D7~D4A10~A0D7~D0A14A15A13A10~A0D7~D0A9~A0D3~D0D3~D0数据总线A9~A0A12A11ROMA9~A0D3~D0A9