第5章 存储器系统资料ppt课件.ppt

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1、第5章　存储器系统内容提要概述读写存储器RAM只读存储器ROM存储器的组成高速缓冲存储器1§5.1概述存储器是组成计算机系统的重要部件，它用来保存计算机工作所必须的程序和数据，并用来存放计算机在运行过程中产生的有用信息。存储器由具有记忆功能的两态物理器件组成：如电容、双稳态电路等存储器有两种基本操作：读操作、写操作21.存储器的分类按在系统中的位置内存：存放当前运行所需要的程序和数据，CPU可以直接用指令对内存进行读写操作，以便向CPU快速提供信息，相对辅存而言，主存的存取速度快，但容量小，且价格高外存：是CPU通过I/O接口电路才能访问的存储器，用来存

2、放当前暂不参与运行的程序、数据和文件，以及一些永久性保存的程序、数据和文件，在CPU需要处理时再成批的与主存交换。特点是存储容量大、价格低，但存取速度较慢3存储器的分类(2)系统总线内存CPU及总线控制逻辑半导体存储器I/O接口I/O接口I/O接口I/O接口调制/解调电路磁盘驱动器控制器磁盘驱动器控制器磁盘驱动器控制器磁带硬磁盘软磁盘A软磁盘B微机系统中存储器系统组成示意图内存储器外存储器外存储器接口电路系统总线4存储器的分类（3）按存储介质分磁存储器：磁盘、磁带等光存储器半导体存储器（半导体集成电路存储器）半导体存储器从器件原理分TTL存储器：双极性存

3、储器，是用TTL电路制成的存储器，特点是速度快、功耗大、集成度低。因此计算机中的高速缓存常采用双极型存储器。MOS存储器：单极型存储器，是用MOS电路制成的存储器，特点是集成度高、功耗低、价格便宜，但工作速度比TTL存储器要低。计算机中的内存大量采用MOS存储器5存储器的分类（4）半导体存储器按使用属性分读写存储器RAM只读存储器ROM6随机存储器RAMRAM：读写存储器，也称随机访问存储器。特点是存储器中的信息既可以随时读出，也可以随时写入，RAM中的信息在掉电即消失。RAM分为SRAM和DRAM两种SRAM：静态RAM，利用半导体触发器的两个稳定状态

4、表示“1”和“0”。电源不关掉，SRAM的信息不会消失，不需要刷新电路。DRAM：利用MOS管的栅极对其衬底间的分布电容保存信息，DRAM的每个存储单元所需要的MOS管较少因此集成度高，功耗小，DRAM中的信息会因电容漏电而逐渐消失，因此DRAM需要刷新，要有相应的刷新电路。7只读存储器ROMROM：只读存储器，使用时只能读出其中的信息，而不能写入新的信息，ROM中的信息掉电后不丢失。按写入方式，ROM分为以下几种：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E

5、EPROM（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EEPROM，但只能按块（Block）擦除82.存储器技术性能指标存储容量指存储器可以存储的二进制信息量，即可寻址的存储器单元数×每单元二进制位数例如SRAM2114容量为1K×4，即它有1K个存储单元，每单元存储4位二进制数存取时间存储器访问时间，启动一次存储器操作到完成该操作所需要的时间存取周期连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间9可靠性指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰性用故障间隔平均时间（MTBF）来表示功耗要求低功耗

6、存储器技术性能指标（1）104.半导体存储器芯片的结构地址寄存地址译码存储体控制电路AB数据寄存读写电路DBOEWECS①存储体存储器芯片的主要部分，用来存储信息②地址译码电路根据输入的地址编码来选中芯片内某个特定的存储单元③片选和读写控制逻辑选中存储芯片，控制读写操作11（1）存储体每个存储单元具有一个唯一的地址，可存储1位（位片结构）或多位（字片结构）二进制数据存储容量与地址、数据线个数有关：芯片的存储容量＝存储单元数×存储单元的位数＝2M×NM：芯片的地址线根数N：芯片的数据线根数示例12译码器A5A4A3A2A1A06301存储单元64个单元行译

7、码A2A1A0710列译码A3A4A501764个单元单译码双译码（2）地址译码电路单译码结构双译码结构双译码可简化芯片设计主要采用的译码结构13（3）片选和读写控制逻辑片选端CS*或CE*有效时，可以对该芯片进行读写操作输出OE*控制读操作。有效时，芯片内数据输出该控制端对应系统的读控制线写WE*控制写操作。有效时，数据进入芯片中该控制端对应系统的写控制线14§5.2读写存储器RAM按照存储1位二进制信息的电路不同，RAM存储器分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）5.2.1静态RAM(SRAM)SRAM的基本存储单元是触发器电路每个基本存

8、储单元存储二进制数中的一位许多个基本存储单元形成行列存储矩阵SRAM一般采用“字