《计算机cpu》word版

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1、第3章半导体存储器要求：1．掌握单片静态RAM存储容量与其地址线和数据线的关系。2．给定内存储器空间，要求计算所需的芯片组、芯片数。3．了解Cache的作用及工作原理。3.1概述存储器是计算机的重要组成部分，是用来存放程序及数据的物理实体。1．存储器的分类按存储器和CPU的关系分为内存储器与外存储器：（1）内存储器：也称为主存，通过系统总线直接与CPU联接，用来存放执行的程序和处理的数据；（2）外存储器：需通过专门的接口电路和主机相连，用来存放暂不执行的程序或不被处理的数据。（一旦需要时，须先调入内存）主要

2、有磁盘、磁带、光盘等。说明：本章只简单介绍内存储器。2．微机中的内存储器主要由半导体存储器组成。按存取方式分为：（1）RAM（RandomAccessMemory）原意是“随机存取存储器”，现多指读写存储器（Read/writememory）。（P45，关于随机存取、顺序存取的概念）（2）ROM（ReadOnlyMemory）：只读存储器（机器运行时只读、不能写）ROM中包含系统软件和永久的系统数据。3．内存储器的性能指标P46（也是选择存储器件应考虑的因素）（1）存储容量存储器芯片的容量指存储器芯片所能存

3、储的二进制信息量的多少，通常的表达方式是：存储容量＝字数×字长，解释为：存储容量＝存储单元数×每单元所含基本存储单元数＝芯片的地址单元数（Memorylocations）×每单元位数（Bitsperlocation）注：一个基本存储单元可以存储1位的二进制信息。内存的总容量则是整个CPU可寻址的存储器空间×8（因为在80X86系统中，存储器是以字节为单位组织的，即一个存储单元存储8位二进制信息）。例，8086系统中，内存容量为1MB，即可存储220×8位的二进制信息。（2）存取时间，又称存取周期。P46，…

4、。5计算机运行的速度与存储器的存取周期有着直接的关系，因此它是存储器的一项重要参数。一般地，存储周期越短，计算机运行的速度越快。当然，一个存储器系统的存取周期不仅与存储器芯片的存取周期有关，还与存取路径中的缓冲器以及地址/数据线的延迟有关，往往是四者之和。（3）功耗P46，…。功耗在用电池供电的系统中是非常重要的问题，比如野外作业的微型机系统。CMOS（ComplementMetal－OxideSemiconductor）能够很好地满足低功耗地要求，但集成度较低，且器件速度慢。通常功耗是与速度成正比的，所以

5、既达到低功耗又得到高速度是很困难很不经济的。当前，HMOS（HighdensityMetal－OxideSemiconductor）制造的存储器件在速度、功耗、器件容量方面进行了很好的折衷。（4）可靠性P46（5）集成度P46（6）易失性（挥发性）是区分存储器种类的重要外部特性之一，易失性指电源断开后，存储器的内容是否丢失。如果某种存储器在断电后，仍能保存其中的内容，则称为非易失性存储器，否则，就叫易失性存储器。对于易失性存储器，即使电源只是瞬间断开，也会使原有的指令和数据丢失殆尽，RAM是易失性存储器。外

6、存储器一般是非易失性的。半导体存储器中，ROM也是非易失性的，所以，微型计算机中，用ROM来存放系统启动程序、监控程序和基本输入/输出程序。（操作系统是存放在外存储器中的）。3．2读写存储器RAM1．基本结构及组成P47，图3.1。（1）存储矩阵基本存储单元（基本存储电路）：能够存储1位二进制信息的基本电路。半导体存储器芯片上所有基本存储电路的集合体称为存储体；为便于寻址和操作，这些基本存储电路常排列成矩阵的形式，因此又称存储矩阵。（2）地址译码器（包括行地址译码器和列地址译码器）P47，接收系统地址总线上

7、的地址信号，并产生地址译码信号，以便选中存储矩阵中的某一个或几个基本存储电路。（具有相同地址的基本存储电路构成了一个存储单元）。（3）存储器控制电路P47，存储器控制电路通过…。控制信号线有：（ChipEnable）或（ChipSelect）：片选信号，用于使能存储器工作；（OutputEnable）：输出允许信号，用于开启存储器的三态输出缓冲器，输出被选中的单元中的数据——读出数据；（WriteEnable）：写允许信号，用于控制将数据写入被选中的单元中。5注：对存储器芯片而言，以上控制线都是输入端，且低

8、电平有效。在某些芯片中，将、合并成一条控制线，并规定为高电平时对存储器进行读操作，低电平是进行写操作。在动态存储器中，为节省引线端，常将行、列地址信号分时送入，这时需要增加行选择信号和列选择信号。（4）三态双向缓冲器三态：高电平（HighLevel）、低电平（LowLevel）、高阻（HighImpendent）。使存储器芯片的数据线能够直接与系统数据总线相连。1．基本存储电路（具体不介绍）根据基本存储电路不同，