第5章 存储器系统.ppt

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1、第5章存储器系统第5章：存储器系统教学重点存储器分类、特点SRAM、EPROM与CPU的连接存储器的扩充5.1存储器概述存储器是计算机的基本组成部分，用来存放计算机工作所必须的程序和数据。5.1.1存储器的分类1.按存储介质分类存储介质－－存储二进制信息的物理载体。目前常用：半导体器件、磁性材料和光学材料。(1)半导体存储器：双极型、CMOS型、HMOS型等。(2)磁表面存储器：如磁盘和磁带等。(3)光表面存储器：如光盘。5.1.1存储器的分类2.按存取方式分类只读存储器、随机存取存储器、顺序存取存储器和直接存取

2、存储器等。(1)只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)。所存储的内容是固定不变的，即只能读出不能写入。ROM一般用来存放微机的系统管理程序、监控程序等。(2)随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)。存储单元可随机读写，且存取时间与存储单元的物理位置无关，读写速度较快。RAM主要用来存放输入、输出数据及中间结果并与外存储器交换信息。5.1.1存储器的分类2.按存取方式分类(3)顺序存取存储器(简称SAM)。只能按照某种次序存取，即存取时间与存储单元的物理位置有关。由于按顺序读写的特点

3、以及工作速度较慢，常用作外存存储器，例如磁带。(4)直接存取存储器(简称DAM)。不必对存储介质做完整的顺序搜索而可以直接存取。例如磁盘和光盘。3.按信息的可保存性分类易失性存储器：RAM非易失性存储器：ROM、磁盘、光盘存储器5.1.1存储器的分类4.按在微机系统中的作用分类主存储器(内存)、辅助存储器(外存)和高速缓冲存储器(Cache)等。(1)主存储器：用来存放当前正在运行的程序和数据，CPU可以直接访问。存取速度要求和CPU的处理速度相匹配，但存储容量小一些。现代微机大多采用半导体存储器。(2)辅助存储

4、器：用来存储CPU当前操作暂时用不到的程序或数据，CPU不能直接进行读写操作。速度要求可以低一些，但存储容量要大得多，也称为“海量存储器”。辅助存储器主要有磁带、磁盘和光盘等。(3)高速缓冲存储器(Cache)：是一个高速小容量的存储器，位于CPU和内存之间。为了加快信息传递速度和提高计算机的处理速度，常利用高速缓存来暂存CPU正在使用的指令和数据。对存储器的要求：容量大、速度快、成本低但这三方面在一个存储器中很难同时兼顾采用分级存储结构5.1.2现代微机系统的存储器体系结构现代高档微机系统的存储器体系结构1.分

5、级存储器结构2.虚拟存储器结构CPU内部寄存器CACHE主存（内存）辅存（外存）图5.1分级存储器系统示意图容量增速度减5.1.2现代微机系统的存储器体系结构1.分级存储器结构内部寄存器组－－最高一级存储器，内含在CPU中存放：待用数据、中间结果，读写速度快，数量有限高速缓冲存储器（Cache）－－速度与CPU匹配，256K字节存放：当前用的最多的程序或数据，两级Cache结构内存－－存放：运行的程序和数据外存－－磁带、软盘、硬盘、光盘等（海量存储器）2.虚拟存储器结构（在OS管理下）内存和外存之间建立一个虚拟存

6、储器容量－－外存速度－－内存物理上不存在逻辑上确实可用5.2半导体存储器5.2.1半导体存储器的分类按制造工艺双极型：速度快、集成度低、功耗大，高速缓存MOS型：速度慢、集成度高、功耗低，内存按存取方式随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失详细分类，请看图示5.2.1半导体存储器的分类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）非易失性RAM（NVRAM)掩膜式ROM一次性可编程ROM（PROM）紫外线擦除可编程ROM

7、（EPROM）电擦除可编程ROM（EEPROM）FlashMemory（闪存）详细展开，注意对比1.读写存储器RAM组成单元速度集成度应用SRAM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2.只读存储器ROM掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改PROM：允许一次编程，此后不可更改EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许用户多次擦除和编程EEPROM（E2PROM）：采用加电方法在线进行擦除和编程，也可多次擦写FlashMemory（闪存）：能够快速擦写的EEPR

8、OM，但只能按块（Block）擦除5.2.2半导体存储器的主要性能指标1.存储容量一个半导体存储器芯片所能存储的二进制信息量。容量＝存储单元数×每单元的数据位数常用单位：位bit字节Byte最大容量＝2M×N位M－－地址总线N－－数据总线2.存取速度－－存取时间，又称为访问时间或读/写时间，是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。3.其他.可靠性.价格等5.2.