微型计算机技术(IV)

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1、第4章：存储器和高速缓存技术教学重点存储器的分类内部存储器的系统结构动、静态读写存储器RAM的基本存储单元与芯片4.1存储器和存储器件4.1.1存储器的分类4.1.2存储器的系统结构4.1.3选择存储器器件的考虑因素4.1.4随机存取存储器RAM4.1.5只读存储器ROM4.1.6存储器在系统中的连接考虑和使用举例存储器是计算机(包括微机)硬件系统的重要组成部分，有了存储器，计算机才具有“记忆”功能，才能把程序及数据的代码保存起来，才能使计算机系统脱离人的干预，而自动完成信息处理的功能。存储器系统的三项主要性能是指标容量、速度和成本。存储容量是存储器系统的首要性能指标，因为存储容量越大，

2、则系统能够保存的信息量就越多，相应计算机系统的功能就越强；存储器的存取速度直接决定了整个微机系统的运行速度，因此，存取速度也是存储器系统的重要的性能指标；存储器的成本也是存储器系统的重要性能指标。为了在存储器系统中兼顾以上三个方面的指标，目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器，由这三者构成一个统一的存储系统。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容量，而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。1.存储器的概述4.1.1存储器的分类（1）按构成存储器的器件和存储介质分类按构成存储器的器件和存储介质主要可分为：磁芯存储器、半导体存储器、

3、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。2.存储器分类（2）按存取方式分类可将存储器分为随机存取存储器、只读存储器两种形式。随机存储器RAM(RandomAccessMemory)又称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行读/写操作的一类存储器。按照存放信息原理的不同，随机存储器又可分为静态和动态两种。静态RAM是以双稳态元件作为基本的存储单元来保存信息的，因此，其保存的信息在不断电的情况下，是不会被破坏的；而动态RAM是靠电容的充、放电原理来存放信息的，由于保存在电容上的电荷，会随着时间而泄露，因而会使得这种器件中存放的信息丢失，必须定时进行刷新。

4、2.存储器分类在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器。ROM通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。随着半导体技术的发展，只读存储器也出现了不同的种类，如可编程的只读存储器PROM(ProgrammableROM)，可擦除的可编程的只读存储器EPROM(ErasibleProgrammableROM)和EEPROM(ElectricErasibleProgrammableROM)以及掩膜型只读存储器MROM(MaskedROM)等，近年来发展起来的快擦型存储器(F1ashMemory)具有EEPROM的特点。只读存储器ROM(Rea

5、d-OnlyMemory)分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、缓冲存储器等，主存储器又称为系统的主存或者内存，位于系统主机的内部，CPU可以直接对其中的单元进行读/写操作；辅存存储器又称外存，位于系统主机的外部，CPU对其进行的存/取操作，必须通过内存才能进行；缓冲存储器位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度。另外，还可根据所存信息是否容易丢失，而把存储器分成易失性存储器和非易失性存储器。如半导体存储器(DRAM，SRAM)，停电后信息会丢失，属易失性；而磁带和磁盘等磁表面存储器，属非易失性存储器。(3

6、)按在微机系统中位置分类存储器分类表如下所示：存储器主存储器随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)双极型半导体存储器MOS存储器（静态、动态）可编程只读存储器PROM可擦除可编程只读存储器EPROM，EEPROM掩膜型只读存储器MROM辅助存储器磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器磁带存储器光盘存储器缓冲存储器半导体存储器只读存储器（ROM）随机存取存储器（RAM）静态RAM（SRAM）动态RAM（DRAM）非易失RAM（NVRAM）掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程ROM（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）详细展开，注意对比组成单元速度集成度应用SRAM

7、触发器快低小容量系统DRAM极间电容慢高大容量系统NVRAM带微型电池慢低小容量非易失一般情况下，一个存储器系统由以下几部分组成。1．基本存储单元一个基本存储单元可以存放一位二进制信息，其内部具有两个稳定的且相互对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。不同类型的基本存储单元，决定了由其所组成的存储器件的类型不同。2．存储体(以图示讲解说明)一个基本存储单元只能保存一位二进制信息，若要存放M×N个二进制信息，就需要用M×N个基