存储器系统教学ppt课件

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1、第四章存储器系统存储器的分类及层次结构半导体存储器的工作原理以及与CPU的连接。辅助存储器的工作原理10/3/20214.1存储器概述存储器：计算机的存储部件，用于存放程序和数据。存储器操作：①输入设备输入程序和数据　　　存储器写操作②CPU读取指令　　　　　　　　存储器读操作③CPU执行指令时需读取操作数　存储器读操作④CPU将处理的结果存入存储器　存储器写操作⑤输出设备输出结果　　　　　存储器读操作归纳存储器功能：具有稳定的记忆能力；能快速完成读/写操作。要求：容量大、速度快、成本低。10/3/2021存储器的作用存贮器是计算机存贮信息的核

2、心；主存是CPU与外界交换信息的接口；主存与CPU结合达到高速、准确运算的目的；外存可以在间断运行时保存必须的信息；外存可充当计算机信息交流的一种手段，也是CPU与外界交换信息的接口；10/3/20214.1.1存储器分类按与CPU的连接和功能分类①主存储器（内存）②辅助存储器（外存）③高速缓冲存储器④控制存储器---微程序控制器中用于存放微指令的存储器①②③为存储器系统10/3/2021按存取方式分类①只读存储器（ROM）：存储的内容固定，仅进行读取操作。用于保存参数、数据或系统程序②随机存取存储器（RAM）：信息的存取时间与信息存放的物理位置无关.

3、特点：速度快例：半导体存储器，一般用作内存③顺序存储器：信息的存取时间与信息存放的物理位置有关，只能按某种顺序存放.特点：速度慢、容量大、成本低例：磁带存储器，用作外存④半顺序存储器：具有随机和顺序两种操作.例：磁盘存储器，用作外存找道为随机操作；读取扇区内容则为顺序操作10/3/2021按存储介质分类磁存储器：利用磁性材料的的两个不同剩磁状态存放二进制代码“0”和“1”。如磁盘、磁带等。半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。根据工艺不同，可分为双极型和MOS型。光存储器：利用光学原理制成的存储器，它是通过能量高度集中的激光束照在基体表面引起物理的或

4、化学的变化，记忆二进制信息。如光盘存储器。10/3/2021按信息的可保存性分类易失性存储器电源掉电后，信息自动丢失。如半导体RAM。非易失性存储器电源掉电后，信息仍能继续保存。如ROM、磁盘、光盘等。10/3/20214.1.2主存储器的组成和基本操作存贮介质：能表示二进制数的物理器件。存储元：存贮一位二进制代码信息的器件。（记忆元）存储单元：若干个存储元的集合，存放一个字或一个字节，是存贮器的基本单位。一台机器的所有存贮单元的长度相同。存储体：存贮单元的集合，存储器中存储信息的实体，是存贮器的核心部件。存储单元地址：为了识别存贮单元，给存贮体的每个

5、存贮单元编号，该编号称之。10/3/202110/3/20211.主存的基本组成10/3/2021存贮阵列：信息存贮的集合体，由某种存贮介质按一定的结构组成存贮单元的集合，通常是二维组织阵列，供CPU各个部件访问的地址空间，地址寄存器：CPU要访问内存单元的地址，由地址总线存放在地址寄存器地址译码与驱动电路：用于对地址寄存器中的地址进行译码，通过对应的地址选择线到存储阵列中找到所要访问的存储单元，并提供驱动信号驱动其完成指定的存取操作。10/3/2021读写电路：根据CPU发出的读写控制命令，控制对存储单元的读写。数据寄存器：暂存需要写入或读出的数据。

6、数据寄存器是存储器与计算机其它功能部件联系的桥梁。时序控制电路：用于接收来自CPU的读写控制信号，产生存储器操作所需的各种时序控制信号，控制存储器完成指定的操作。如果存储器采用异步控制方式，当一个存取操作完成后，该控制电路还应给出存储器操作完成（MFC）信号。10/3/20212.主存与CPU的连接及主存的操作主存储器用于存放CPU正在运行的程序和数据。主存与CPU之间通过总线进行连接。10/3/2021主存的操作过程MAR：地址寄存器MDR：数据寄存器CPU读操作（取操作）地址（MAR）ABMEM读命令（Read）CBMEMMEM存储单元内容（M）D

7、BMDRCPU写操作（存操作）地址（MAR）ABMEM写命令（Write）CBMEMMEM存储单元MDBMDR10/3/2021CPU与主存之间的数据传送：同步控制方式：数据传送在固定的时间间隔内完成。即在一个存取周期内完成。异步控制方式：数据传送的时间不固定，存储器在完成读/写操作后，需向CPU回送“存储器功能完成”信号（MFC），表示一次数据传送完成。目前多数计算机采用同步方式控制CPU与主存之间的数据传送。由于异步控制方式允许不同速度的设备进行信息交换，所以多用于CPU与外设的数据传送中。10/3/20214.1.3存储器的主要性能指标存储容量：

8、存储器所能存储的二进制信息总量。①用存储单元数与每个单元的位数的乘积表示。如：512k×16位