存储器和存储系统

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1、第四章存储器和存储系统分层的存储系统基本概念存储容量存储器可以容纳的二进制信息量存储器包含的存储单元的总数存储容量=存储单元（字节）存储器所能记忆的全部二进制信息量例如：某存储器有4096字节的存储单元则存储器的存储容量为4KB=32KBit存储系统的分层结构寄存器组高速缓冲存储器主存储器辅助存储器CPU内部主机内部外部设备价格高低容量小大CacheCPURAMROM外存主存带Cache的结构层次存储系统中的主存按存储介质分类半导体存储器体积小、功耗低、存取时间短、信息容易丢失磁表面存储器信息不易丢失磁芯存储器体积庞大、工艺复杂、功耗大光盘存储器记录密度高、耐用性好、可靠性高、可互换

2、性强按存取方式分类只读存储器（ROM）掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASHmemory随机存取存储器（RAM）SRAM、DRAM串行访问存储器磁带存储器译码器与驱动地址寄存器读写电路控制电路存储体读写地址总线数据总线控制总线图主存的基本组成主存的工作过程主存的技术指标存储容量主存中能存放二进制代码的总数存储容量=存储单元数*字长存储速度存取时间：又叫存储器的访问时间，是指启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需要的全部时间存取周期：存储器进行连续两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔MOS的存取周期100ns，TTL的存取周期10ns存储器的带宽每秒从存储

3、器中进出信息的最大数量。单位为字节/秒或字/秒例如：存取周期为500ns，则1秒周内能进行1/（500*10-9）=200万次操作，假设每个存储周期能够访问16位的二进制数，则它的带宽为200万*2*8=200万*2字节/秒=4M字节/秒提高存储器的带宽：缩短存取周期、增加存储字长、增加存储体几种半导体存储器存储体地址译码读写电路地址总线A0……An数据总线D0……Dm片选线读控制线写控制线图存储器芯片的基本结构地址线编号方式：A0，A1，……，An存储器芯片引脚的数目决定的存储器的容量。一个存储器芯片引脚的数目为10则地址范围为0000000000–1111111111存储容量为2

4、10=1024个存储单元，即1KB。假设CPU有16位的地址总线，那么它可以访问的存储空间范围为0000H–FFFFH，即216=64KB8086，8088地址总线为20位，可以访问的存储空间的范围为：00000H–FFFFFH，即220=1MB80286地址总线为24位，可访问的存储空间为16M80386，80486和Pentium地址总线为32位，可访问的存储空间为4GPentiumPro和PentiumII的地址总线为36位，可访问的存储空间为64G16位二进制数表示的地址：0000,0001,0002,……………………000E,000F0000,0001,0002,……………

5、………000E,000F…………………………………………………………FFE0,FFE1,FFE2,……………………FFEE,FFEFFFF0,FFF1,FFF2,………………….…FFFE,FFFF数据线表示方式：D0，D1，…………，Dm存储器的容量通常为字节*也可以用字（16位）、4位或1位来进行表示1K*8表示有1K的存储容量，每个存储单元输出8位数据16K*1表示有16K的存储容量，每个存储单元输出1位的数据芯片选择线（片选线）存储器芯片上有一个或一个以上允许存储器芯片工作的控制线表示方式：片选（CS），片允许（CE），或简写为S读写控制线存储器芯片上传输读、写控制信号，RO

6、M只有读信号，RAM上有一到两个读写控制信号表示方式ROM允许输出信号OE或简称GRAM读信号WE或简称W写信号OE或简称G只读存储器掩膜ROM…………………………Y列地址译码01231A5A6A7A8A9选通输出0131X行地址译码A0A1A2A3A4PROM行线列线VCC熔丝存0，则烧断熔丝；存1，熔丝不断。只能实现一次编程EPROM改写方式紫外线照射电气的方法（EEPROM）FLASHmemoryP基片N+N+SDGSiO2静态RAM（SRAM）VCCT1T3T2T4T5T6A’A位线B’位线B地址选择动态RAM字线数据线TCS利用存储器芯片构造存储系统利用与非门实现译码例：假

7、设某微处理器有20根地址线A0，A1，A2，…………，A198根数据线D0，D1，D2，…………，D720根地址线：CPU可以访问1M个存储单元8根数据线：CPU和存储器之间每次传送的数据为8位存储器使用2K*8EPROM：11根地址线，8根数据线2K*8EPROM数据线D0~D7地址线A0~A10CEOEVPPVCCRD地址线A12~A19地址线A11M/IO2K*8EPROM被译为地址FF000H~FF7FFH利用译码器实现译码Y0Y1Y2Y3Y4Y5