内部存储器ppt课件

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1、第三章存储系统3.1存储器概述3.2SRAM存储器3.3DRAM存储器3.4只读存储器和闪速存储器3.5并行存储器3.6高速缓冲存储器cache3.1存储器概述3.1.1存储器的分类1、存储器的基本概念存储器是计算机的一种具有记忆功能的部件,用以存放程序和数据,它由一些能表示二进制数0和1的存储介质组成(常用有半导体器件和磁性材料).位(bit)是存储器中存储信息的最小单位,称为存储位或存储元,8位二进制数为一个字节(Byte),字(Word)是由一个或若干个字节组成,若干个存储元组成一个存储单元,许多存储

2、单元的集合形成一个存储体(MemoryBank).存储单元的编号称为地址.2、存储器各种不同的分类方法（1）按存储介质分类磁芯存储器、半导体存储器、磁表面存储器、光存储器（2）按存取方式分类随机存储器RAM(randomaccessmemory)、顺序存取存储器SAM(Sequentialaccessmemory)、直接存取存储器DAM(directaccessmemory)（3）存储内容的可变性只读存储器ROM(ReadOnlymemory)随机读写存储器RAM(randomaccessmemory)（4

3、）按信息的易失性分类易失性（挥发性）存储器:断电后信息消失非易失性（非挥发性）存储器:断电后信息仍能保存（5）按在计算机系统中的作用分类主存(内存)、辅存(外存)、Cache、控制存储器3.1.2存储器的分级结构单一种类的存储器无法同时满足价格、容量和速度三方面的要求，所以一个计算机系统的存储器由多种类型不同的存储器组成，构成不同的存储层次（MemoryHierarchy).典型的三级存储储体系结构分为“高速缓存---主存---外存”三个层次.如下图示:3.1.2存储器的分级结构中央处理器cache主存外存

4、cacheCPUM1M2M3三级存储体系结构示意图1.高速缓存(Cache):为解决CPU与主存之间的速度匹配,其中存放最近要使用的程序与数据,作为主存中当前活跃信息的副本.2.主存储器(内存):是CPU直接编程访问的存储器,存放计算机运行期间的大量程序的数据.由半导体存储器组成.3.外存储器(辅助存储器):CPU不能直接访问,存放暂时不用的程序和数据.速度慢、容量大、价格低.有磁盘存储器、磁带存储器、光盘存储器等。2.存取时间和存取周期存取时间(TA):从存储器接到读(或写)申请命令到从存储器读出(或写入

5、)信息所需的时间,也称为存储器访问时间(memoryaccesstime)或读/写时间。存取周期(memorycycletime):连续启动两次读操作所需间隔的最小时间，又称为读/写周期，用TM表示.3.存储器带宽:单位时间内存储器所存取的信息量,即CPU一次可以存取的数据位数，单位为位/秒.3.2SRAM存储器SRAM的优点是存取速度快，但容量不如DRAM大。3.2.1基本的静态存储元阵列1、存储位元所有SRAM的特征是用一个锁存器（触发器）作为存储元。只要直流供电电源一直加在这个记忆电路上，它就无限期的

6、保持记忆的1状态或0状态。如果电源断电，那么存储的数据（1或0）就会丢失。3.2SRAM存储器2、三组信号线地址线（指定存储器的容量）数据线（指定存储器的字长）控制线（指定对存储器是读操作还是写操作，读写操作不会同时发生）行线列线基本的静态存储元阵列.swf3.2.3读写周期波形图1、读写周期波形图精确地反映了SARM工作的时间关系。我们把握住地址线、控制线、数据线三组信号线何时有效，就很容易看懂周期波形图。2、在读周期中，地址线先有效，以便进行地址译码，选中存储单元。为了读出数据，片选信号CS和读出使能信

7、号OE也必须有效（由高电平变为低电平），从地址有效开始经tAQ（读出）时间，数据总线I/O上出现了有效的读出数据。之后CS、OE信号恢复高电平，tRC以后才允许地址总线发生改变。tRC时间我们叫读周期时间。3、在写周期中，也是地址线先有效，接着片选信号CS有效写命令WE有效（低电平），此时数据总线I/O上必须写入数据，在tWD时间段将数据写入存储器，之后撤销写命令WE和CS。为了写入可靠，I/O线的写入数据要有维持时间thD，CS的维持时间也比读周期长，tWC时间我们叫写周期时间。为了控制方便，一般取tRC

8、=tWC，通常叫存取周期。SRAM读写周期波形图.swf【例1】图3.5(a)是SRA的写入时序图。其中R/W是读/写命令控制线，当R/W线为低电平时，存储器按给定地址把数据线上的数据写入存储器。请指出图3.5(a)写入时序中的错误，并画出正确的写入时序图。错误的读写时序及改正.swf3.3DRAM存储器3.3.1DRAM存储元的记忆原理动态MOS随机读写存储器DRAM的存储容量极大，通常用作计算机的主存储器。S