微型计算机原理全套配套课件第三版宋汉珍ppt 第6章 存储系统.ppt

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1、微型计算机原理王立萍6.1存储系统概述6.2半导体静态随机存储器6.5存储器与CPU的连接6.3半导体动态随机存储器6.4只读存储器6.6存储器的工作时序1．按存储器在计算机中的作用和位置分类（1）主存储器（内存）主机的组成部分CPU通过系统总线直接访问存放正在使用或经常使用的程序和数据直接存取、容量小、速度快容量受地址线条数限制分为随机存取存储器、只读存储器6.1存储系统概述6.1.1存储器的分类（2）辅助存储器（外存）外部设备CPU通过I/O接口进行访问存放不常使用且需要长期保存的信息存储的信息传送到内存中方可使用可长期保存数据、存储容量大速度慢软盘、硬盘、

2、光盘、磁带（3）缓冲存储器设置在两个访问速度不同的存储部件之间加快部件间的信息交换cache2．按工作方式分类（1）可读/写存储器既可读出信息，又可写入信息的存储器主存储器、磁盘和磁带（2）只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）信息只能读出使用，不能进行写入半导体只读存储器、CD-ROM光盘一旦写入，在掉电时也不会丢失！结构简单，位密度高，非易失性，可靠性高掩膜型ROM(ReadOnlyMemory)：厂家写入信息可编程ROM(PROM－ProgrammableROM)：用户一次写入可擦除可编程ROM(EPROM－ErasablePROM)：用特殊手段

3、擦除，然后可重新多次写入电可擦除可编程ROM(E2PROM－ElectricallyEPROM)：用电方式进行在线擦除3．按存取方式分类（1）RAM（RandomAccessMemory）随机从任何位置进行信息的存取，其存取数据的时间与信息在存储器中的位置无关。半导体随机存储器、磁芯存储器（2）SAM（SequentialAccessMemory）按某种顺序存取信息，即存取时间与存取单元的物理位置有关。当对存储单元进行访问时，往往等待的时间较长，如磁带等。（3）DAM（DirectAccessMemory）直接定位存取，其特点是存取等待时间短，访问速度较快。软、

4、硬磁盘、光盘4．按存储介质分类（1）磁存储器采用磁性记录材料制造的存储器，如磁芯、磁带、磁盘等存储器。（2）半导体存储器采用半导体器件和技术制造的存储器，又可分为双极型和MOS型两种。双极型半导体随机存储器是电流驱动型，速度快但集成度低、功耗大、价格高，常用作于高速缓存。等。MOS型半导体随机存储器是电压控制型，集成度高、功耗低、价格低，常用作为主存储器。（3）光存储器采用激光技术控制访问的存储器，如只读光盘（CD-ROM）、可读写光盘（MO）存储器分类存储器内存外存缓存RAMROM磁盘磁带光盘双极型MOS型SRAMDRAM掩模ROMPROMEPROME2PRO

5、M软盘硬盘盘组1．主存—辅存结构衡量存储器的三个指标：容量、速度、价格／位6.1.2存储系统的层次结构使用速度快、容量较小的半导体存储器作为主存，而容量大、价格便宜的磁盘、磁带等作为辅存。把CPU当前运行的程序和数据放在主存中，暂时不运行的程序和数据存放在辅助存储器中。在运行时，不断将辅存的程序和数据装入主存储器中，处理过的信息不断的存入辅存。这些管理调度工作由辅助软、硬件设备来完成。对CPU来讲，相当于存在一个这样的存储器：其速度与主存的速度相同，容量和辅存的容量相同，即虚拟存储系统。2．Cache—主存层次主存的速度虽然比辅存快得多，但与CPU相比还差大约一

6、个数量级，影响CPU效率的发挥，为解决主存速度问题，设置高速缓冲存储器—Cache。Cache的速度与CPU的速度相近，Cache与主存之间的信息交换完全由硬件来完成。主存中要运行的程序，将一小部分预取入Cache中执行，可大幅度提高运行速度。整体虚拟系统现代计算机大都采用Cache-主存-辅存三级存储层次结构的存储系统。地址寄存器地址译码器存储体读写驱动器数据寄存器地址总线数据总线…时序控制电路由存储体、地址寄存器、地址译码器、读写驱动电路、数据寄存器以及时序控制电路等部件组成6.1.3存储器的基本组成存储体是存储单元的集合，是存放信息的地方。地址总线用于寻找

7、要存取的单元地址。数据总线用于进行存储单元与CPU之间的数据传送。当CPU要进行主存的访问时，通过地址总线把地址码送入地址寄存器锁存，再传给地址译码器进行地址译码，译码输出选定存储体相应的存储单元。当CPU发出读/写命令时，时序电路产生读/写操作控制信号。当对主存进行读操作时，将选中单元的数据读入数据驱动器，再通过数据总线送给数据寄存器供CPU读取使用。当对主存进行写操作时，CPU在发出地址码后，并将要写入的数据送数据寄存器，当选中单元后，将数据寄存器的数据通过数据总线送入选中的存储单元，完成写入操作。─T1截止→A为11→T2导通↓0B为0↓←←↑─T2截止为

8、另一种稳态6.2半导体静