计算机组成与结构 第4章ppt课件.ppt

《计算机组成与结构 第4章ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、计算机组成原理任课教师：郝河北北方学院信息科学与工程学院Email:Tel:第4章主存储器4.1主存储器概述4.2读/写存储器4.3非易失性存储器4.4DRAM的研制与发展4.5半导体存储器的组成与控制4.6多体交叉存储器本章重难点1、主存的地位，操作（与CPU的连接）2、（RAM、ROM）存储单元的工作原理3、存储芯片的内部组成、外部特征4、半导体存储器的组成4.1主存储器概述一、主存储器处于全机中心地位在现代计算机中，主存储器处于全机中心地位，其原因是：(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

2、储器取指令或存取数据。(2)计算机系统中输入输出设备数量增多，数据传送速度加快，因此采用了直接存储器存取(DMA)技术和输人输出通道技术，在存储器与输入输出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。现在大部分计算机中还设置有辅助存储器(简称辅存)或外存储器(简称外存)，通常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

3、关。二、主存储器分类存储器的器件和介质的要求:(1)有两个稳定的物理状态.(2)满足一些技术上的要求。便于与电信号转换，便于读写、速度高、容量大和可靠性高等。(3)价格。目前的计算机都使用半导体存储器。分类：掩模ROM可编程ROM（PROM）可擦除可编程ROM（EPROM）随机存储器RAM静态存储器SRAM动态存储器DRAM按功能(Read-OnlyMemory)(RandomAccessMemory)(ProgrammableROM)(ErasablePROM)UVEPROMEEPROM只读存储器ROMFlashMemory(Ultra-Violet)(Electrically)电可擦

4、除紫外线擦除(StaticRAM)快闪存储器(DynamicRAM)只能读出不能写入,断电不失还可以按制造工艺分为双极型和MOS型两种。主要指标：存储容量、存取速度。存储容量:用字数×位数表示，也可只用位数表示。如，某动态存储器的容量为109位/片。主存储器的类型：（1）随机存取存储器RAM信息可以随时写入或读出关闭电源后所存信息将全部丢失静态RAM采用双稳电路存储信息，而动态RAM是以电容上的电荷存储信息。静态RAM速度更快，而动态RAM的集成度更高、功耗和价格更低，动态RAM必须定时刷新。（2）只读存储器ROMROM是一种在工作过程中只能读不能写的非易失性存储器掉电后所存信息不会丢失

5、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”。存储容量：存储器所能记忆信息的多少即存储器所包含记忆单元的总位数称为存储容量。存储芯片内的存储单元个数与该芯片的地址引脚有关。存取速度从CPU给出有效的存储地址到存储器给出有效数据所需的时间，一般以ns为单位。存储器芯片的手册中一般要给出典型的存取时间或最大时间。在芯片外壳上标注的型号往往也给出了时间参数，例如2732A-20，表示该芯片的存取时间为20ns。现在内存芯片的存取时间为5、6、7、8或10ns功耗功耗反映了存储器耗电的多少，同时也相应地反映了发热程度（温度会限制集

6、成度的提高）。功耗指每个存储单元所耗的功率，单位为μW/单元，也有用每块芯片总功率来表示功耗的，单位为mW/芯片。三、主存储器的主要技术指标可靠性以平均无故障时间（MTBF：MeanTimeBetweenFailure）来衡量。平均无故障时间可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。性能/价格比衡量存储器的经济性能，它是存储容量、存取速度、可靠性、价格等的一个综合指标三、主存储器的主要技术指标四、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，连接形式如图4．1所示。CPU与主存之间采取异步工作方式，以read

7、y信号表示一次访存操作的结束。五、半导体存储芯片的组成1．存储体存储芯片的主体，它由若干个存储单元组成。一个存储单元为一个字节，存放8位二进制信息。每个存储单元有一个地址（称为存储单元地址）存储体总是按照二维矩阵的形式来排列存储元电路。体内基本存储元的排列结构通常有两种。一种是“多字一位”结构（简称位结构），其容量表示成N字×1位。例如，1K×1位，4K×1位。另一种排列是“多字多位”结构（简称字结构），其容量表示为：N字×4位/字