微机原理与接口技术(朱红)第5章 存储器ppt课件.ppt

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1、第五章存储器系统5.1概述存储器是计算机系统中必不可少的组成部分。所有输入到计算机的程序和数据都放在存储器内，程序执行时的中间数据和最终结果也都存放在存储器。存储器的容量和速度是衡量计算机性能的重要指标，直接影响着计算机处理能力的大小和处理速度的快慢。2021年8月22日15.1.1存储器分类1．按构成存储器的器件和存储介质分类半导体(随机存储,分双极型:高速缓存和MOS型:内存)磁性材料存储器（硬盘）光盘存储器2021年8月22日22．按存储器的存取方式分类按存取方式可分为随机存取存储器、只读存储器等(1)随机存储器RAM(RandomAccessMemory)随机存储器(又称读写存储器)

2、是指通过指令可以随机地对各个存储单元进行读和写，在计算机系统中，主存储器大都采用随机存储器。按照存放信息的方式不同，随机存储器又可分为静态和动态两种。静态RAM(SRAM)是以双稳态元件（多管的MOS器件）作为基本的存储单元来保存信息，而动态RAM(DRAM)是靠电容来存放信息的，使得这种存储器中存放的信息容易丢失，必须定时进行刷新。2021年8月22日3(2)只读存储器ROM(Read-OnlyMemory)只读存储器是一种对其内容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。关闭电源后ROM中的信息不丢失。是非易失性器件。随着半导体技术的发展，只读

3、存储器也出现了不同的种类，如可编程序只读存储器PROM(ProgrammableROM)；光擦除可编程只读存储器EPROM(ErasableProgrammableROM)和电可擦除可编程只读存储器EEPROM(ElectricErasibleProgrammableROM)以及近年来发展起来的快擦型存储器(FlashMemory)具有EEPROM的特点。2021年8月22日43．按在计算机中的用途分类按在计算机中的作用可以分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、缓冲存储器等。主存储器速度高，但容量较小，每位价格较高。辅存速度慢，容量大，每位价格低。缓冲存储器用在两个不同工作速度的部件之间

4、，在交换信息过程中起缓冲作用。2021年8月22日54.按掉电时所存信息是否容易丢失分类分成易失性存储器和非易失性存储器。半导体存储器(DRAM，SRAM)，属易失性。磁带和磁盘等磁表面存储器，属非易失性。2021年8月22日6双极型半导体存储器MOS存储器（静态、动态）主存储器掩膜型只读存储器MROM可编程只读存储器PROM可擦除可编程只读存储器(EPROM，EEPROM)快擦型存储器存储器磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器辅助存储器随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)磁带存储器光盘存储器衡量存储器的性能指标主要有四个：5.1.2存储器性能指标容量容量是指存储器芯片上能存储的二进制数位数微

5、型计算机通常按字节编址，以字节表示容量。半导体存储器一般用n×m表示n表示概芯片有多少个单元，与芯片的地址引脚有关M表示每个单元可存储的二进制位数，与芯片的数据引脚有关存取时间指从CPU给出有效的存储器地址到存储器输出有效数据所需要的时间，一般以ns为单位，包括存储器的寻址时间和传送数据时间。存取时间越小，存取速度越快容量功耗可靠性存取时间2021年8月22日8可靠性指存储器对电磁场和温度变化等的抗干扰能力，一般用平均故障间隔时间MTBF衡量，表示两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长，可靠性越高。功耗指每个存储元消耗功率的大小，单位为微瓦/位（μW/Bit）或者毫瓦/位（mW/Bit）。

6、功耗越高，存储器工作时产生的温度越高。2021年8月22日9为了提高速度、增大容量和降低成本，计算机的储存结构一般采用多层次结构。采用SRAM组成高速缓存存放最常用的数据；采用DRAM组成主存，存放常用的较大量数据；而把暂时不用的大量数据放在外存上。通过这三个层次，速度接近高速缓存，容量和价格接近辅存。5.1.3存储器系统的层次结构CPUCACHE主存（内存）辅存（外存）2021年8月22日10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

7、片，控制读写操作5.1.4半导体存储器的基本组成2021年8月22日111.基本存储元一个基本存储元可以存放一位二进制信息，其内部具有两个相互对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。2.存储体一个基本存储元只能保存一位二进制信息，若要存放M×N个二进制信息，就需要用M×N个基本存储元，它们按一定的规则排列起来，由这些基本存储元所构成的阵列称为存储体或存储矩阵。如8k×8表示存储体中一共8K个存储单元，