清华大学冯博琴微机原理第5章存储器系统finalppt课件.ppt

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1、第5章存储器系统第一节概述在现代计算机中，存储器是核心组成部分之一。因为有了它，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。存储器的性能指标有：容量、速度和成本。容量：存储器系统的容量越大，表明其能够保存的信息量越多，相应计算机系统的功能越强；速度：一般情况下，相对于高速CPU，存储器的存取速度总要慢1-2个数量级；成本：存储器的位成本也是存储器的重要性能指标。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅助存储器的容量，而位成本接近廉价慢速辅存的平均价格。在计算机系统中常采用三级存储器结构内存储器（使

2、用半导体存储器芯片）Cache存储器主存储器(RAM和ROM)外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带、光盘）外存储器(辅助存储器)存储器分类随着计算机系统结构的发展和器件的发展，存储器的种类日益繁多，分类的方法也有很多种。按构成存储器的器件和存储介质分类从理论上讲，只要有两个明显稳定的物理状态的器件和介质都能用来存储二进制信息。磁芯存储器(硬盘)半导体存储器(内存)光电存储器(光盘)磁膜，磁泡存储器(磁带)存储器2)按存取方式分类RAM(RandomAccessMemory随机存取存储器)通过指令可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问。访问所需时间基本固定，而与存储

3、单元地址无关。计算机的内存主要采用随机存储器。随机存储器多采用MOS(金属氧化物半导体)型半导体集成电路芯片制成。易失性。DRAM（动态随机存取存储器）SRAM（静态随机存取存储器）ROM（ReadOnlyMemory只读存储器）只能读出不能写入的存储器，它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。由于它和RAM分享主存的地址空间，所以仍属于主存的一部分。MaskROM（掩膜ROM）PROM（ProgrammableROM）EPROM（ErasableProgrammableROM）FlashROM（快擦除ROM，或闪速存储器）3)按在计算机中的作用分类可分

4、为主存(内存),辅存(外存),缓冲存储器等。主存速度快，容量小，位价格较高；辅存速度慢，容量大，位价格低；缓冲存储器用在两个不同工作速度的部件之间,在交换信息过程中起缓冲作用半导体存储器只读存储器ROM随机存取存储器RAM静态随机存储器SRAM（高速）动态随机存储器DRAM（低速）掩膜ROM（MaskROM）可编程ROM（PROM）可擦除PROM（EPROM）快擦除存储器（FlashROM）（用于Cache）（用于主存储器）（BIOS存储器）主存储器RAMROM快擦型存储器辅助存储器缓冲存储器存储器双极型半导体存储器MOS存储器(动态,静态)可编程只读存储器PROM可擦除可

5、编程只读存储器EPROM,EEPROM掩膜型只读存储器MROM磁盘存储器磁带存储器光盘存储器一般使用DRAM芯片组成存储容量含义：指存储器所包含的存储单元的总数单位：MB（1MB＝220字节）或GB（1GB＝230字节）每个存储单元（一个字节）都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问存取时间含义：在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间单位：ns（1ns=10-9秒）主存储器存储器体系结构在微型机系统中，存储器是很重要的组成部分，虽然存储器的种类很多，但它们在系统中的整体结构及读写的工作过程是基本相同的。一般情况下，一个

6、存储器系统由以下几部分构成。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，其内部有两个稳定且互相对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。双稳电路(高，低电平);磁化单元(正向，反向)2)存储体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，就要用M×N个基本存储单元，它们按一定的规则排列起来，这些由基本存储单元所构成的阵列称为存储体或存储矩阵。微机系统的内存是按字节组织的，每个字节由8个基本的存储单元构成，能存放8位二进制信息，CPU把这8位二进制信息作为一个整体来进行处理。3)地址译码器由于存储器系统是由许多存储单元构成的，每个存储单

7、元存放8位二进制信息，每个存储单元都用不同的地址加以区分。CPU要对某个存储单元进行读/写操作，必须先通过地址总线，向存储器系统发出所需访问的存储单元的地址码。地址译码器的作用是用来接受CPU送来的地址信号,并对它们进行译码，选择与地址码相对应的存储单元，以便对该单元进行操作。地址译码有两种方式：单译码和双译码。内存储器结构与工作过程示意图00000000000000000000000000000001存储单元（8位）地址寄存器地址译码器地址总线读写控制电路数据总线控制总线10110111Write信号内存C