《主存储器》PPT课件(I)

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1、第4章主存储器4.1主存储器处于全机中心地位4.2主存储器分类4.3主存储器的主要技术指标4.4主存储器的基本操作4.5读/写存储器(即随机存储器(RAM))4.6非易失性半导体存储器4.7DRAM的研制与开发4.8半导体存储器的组成与控制4.9多体交叉存储器习题4.1主存储器处于全机中心地位现代计算机主存储器处于全机中心地位，原因是：(1)当前计算机正在执行的程序和数据(除了暂存于CPU寄存器以外的所有原始数据、中间结果和最后结果)均存放在存储器中。CPU直接从存储器取指令或存取数据。(2)计算机系统

2、中I/O设备增多，数据传送速度加快，因此采用了直接存储器存取(DMA)技术和I/O通道技术，在存储器与I/O系统之间直接传送数据。(3)共享存储器的多处理机的出现，利用存储器存放共享数据，并实现处理机之间的通信，更加强了存储器作为全机中心的作用。现在计算机中还设有辅存或外存，用来存放主存的副本和当前不在运行的程序和数据。在程序执行过程中，每条指令所需的数据及取下一条指令的操作都不能直接访问辅助存储器。由于中央处理器是高速器件，而主存的读写速度则慢得多，不少指令的执行速度与主存储器技术的发展密切相关。4.

3、2主存储器分类能用来作为存储器的器件和介质，除了其基本存储单元有两个稳定的物理状态来存储二进制信息以外，还必须满足一些技术上的要求。价格也是一个很重要的因素。主存储器的类型：(1)随机存储器(randomaccessmemory，简称RAM)又称读写存储器,指通过指令可以随机地、个别地对存储单元进行访问，一般访问所需时间基本固定，而与存储单元地址无关。(2)只读存储器(read

4、onlymemory,简称ROM)是一种对其内容只能读不能写入的存储器，在制造芯片时预先写入内容。它通常用来存放固定不变的程

5、序、汉字字型库、字符及图形符号等。由于它和读写存储器分享主存储器的同一个地址空间，故仍属于主存储器的一部分。(3)可编程序的只读存储器(programmableROM,简称PROM)一次性写入的存储器，写入后，只能读出其内容，而不能再进行修改。(4)可擦除可编程序只读存储器(erasablePROM,简称EPROM)可用紫外线擦除其内容的PROM，擦除后可再次写入。(5)可用电擦除的可编程只读存储器(electricallyEPROM,简称E2PROM)可用电改写其内容的存储器，近年来发展起来的快擦型存

6、储器(flashmemory)具有E2PROM的特点。上述各种存储器，除了RAM以外，即使停电，仍能保持其内容，称之为“非易失性存储器”，而RAM为“易失性存储器”。4.3主存储器的主要技术指标主存储器的主要性能指标为主存容量、存储器存取时间和存储周期时间。计算机可寻址的最小信息单位是一个存储字。一个存储字所包括的二进制位数称为字长。指令中地址码的位数决定了主存储器的可直接寻址的最大空间。例如，32位超级微型机提供32位物理地址，支持对4G字节的物理主存空间的访问。存储器的速度存储器存取时间(memor

7、yaccesstime)又称存储器访问时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。存储周期(memorycycletime)指连续启动两次独立的存储器操作(例如连续两次读操作)所需间隔的最小时间。(存储周期略大于存取时间)4.4主存储器的基本操作主存储器用来暂时存储CPU正在使用的指令和数据，它和CPU的关系最为密切。主存储器和CPU的连接是由总线支持的。总线包括数据总线、地址总线和控制总线。CPU通过使用AR(地址寄存器)和DR(数码寄存器)和主存进行数据传送。控制总线包括控制数据传送的读

8、(read)、写(write)和表示存储器功能完成的(ready)控制线。图4.1主存储器与CPU的联系“读”操作CPU需要把信息字的地址送到AR，经地址总线送往主存储器。同时，CPU应用控制线(read)发一个“读”请求。此后，CPU等待从主存储器发来的回答信号，通知CPU“读”操作完成。主存储器通过ready线做出回答，若ready信号为“1”，说明存储字的内容已经读出，并放在数据总线上，送入DR。这时，“取”数操作完成。“写”操作CPU先将信息字在主存中的地址经AR送地址总线，并将信息字送DR。同

9、时，发出“写”命令。此后，CPU等待写操作完成信号。主存储器从数据总线接收到信息字并按地址总线指定的地址存储，然后经ready控制线发回存储器操作完成信号。这时，“存”数操作完成。从以上讨论可见，CPU与主存之间采取异步工作方式，以ready信号表示一次访存操作的结束。4.5读/写存储器(即随机存储器(RAM))半导体读/写存储器按存储元件在运行中能否长时间保存信息来分，有静态存储器和动态存储器两种。前者利用双稳态触发器来保存信息，只要不断