计算机硬件基础第7章ppt课件.ppt

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1、第7章存储器主要内容微型计算机存储系统的概念和体系结构存储器的分类及其特点半导体存储芯片的外部特性、与系统的连接高速缓冲存储器(Cache)一般概念存储器管理技术27.1概述存储器(Memory)是计算机系统中的记忆设备用来存放程序、数据、结果等信息由速度慢到快、容量大到小的多层(级)存储器构成下页37.1.1存储系统和体系结构组成：将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法连接起来构成存储系统。存储系统=++…+存储器存储器存储器构成一个整体速度和容量：存储系统的存储速度接近较快的存储器，容量接近或

2、等于较大的存储器。主要技术指标：存储容量、存储周期、平均价格。41.微机的存储系统微型计算机具有两种存储系统：Cache存储系统：主存储器、高速缓冲存储器Cache目标：提高存储器的速度。管理：全部依靠硬件，无需程序员干预2.虚拟存储系统：主存储器、磁盘存储器目标：提高容量Cache主存辅助硬件CPUCache存储系统辅存主存辅助软件、硬件虚拟存储系统52.存储系统的层次结构四个层次：包括寄存器、高速缓存、主存储器和外部存储器寄存器：位于CPU内部，用于存储当前正在执行的指令、指令所需的操作以及指令执行的状态等。高速缓存：位于CPU和主存

3、之间，解决CPU和内存速度匹配问题内存：用于存放计算机系统中正在执行的程序和被处理的数据外存：用于存放暂时不被执行的程序和不被处理的数据。高速缓存主存外存寄存器速度容量63.存储器系统的组成一个存储系统由若干个存储器组成。一个存储器的主要部分：(1)基本存储单元：是构成存储器的基本单位。一个基本存储单元存放一位二进制信息(2)存储体：是由若干个基本存储单元构成的存储矩阵(阵列)，如矩阵M×N存放M×N个二进制信息。(3)地址译码器：用编号(地址)区分存储器的每个存储单元。地址译码器接受CPU送来的地址信号，以此选择相应的存储单元，进行读/

4、写操作(4)片选信号：从多个存储器芯片中选出要使用的芯片。77.1.2存储器主要指标存储容量：存储器容纳的二进制信息总量，单位为字节存储速度：由存取周期和存储器带宽决定存取周期TMC：存储器两次存取操作之间所需的最短时间存储器带宽：单位时间内存储器读写的字节数(字节/每秒)可靠性：与半导体存储器芯片平均故障间隔时间(MTBF)有关功耗:耗电等87.1.3存储器的分类主存储器(主存内存)——半导体存储器辅助存储器(辅存外存，如硬盘、光盘)高速缓冲存储器(缓存Cache)1.按容量、速度分类92.半导体存储器分类下面分别说明随机存取存储器(R

5、AM)只读存储器(ROM)静态RAM(SRAM)动态RAM(DRAM)掩模(固定)ROM(MPROM)一次编程型ROM(PROM)可读写ROMEPROMEEROM10一、只读存储器(ROM)ROM：ReadOnlyMemory特点：可随机读取数据，但不能随机写入掉电后信息不丢失用途：存放永久性的系统程序和服务程序，如BIOS下面说明各种类型ROM11①固定(掩模)型只读存储器MROM(MaskReadOnlyMemory)特点：由厂家写入固定信息，用户不能修改，只能读取长方形封装正方形封装BIOS芯片12②一次编程型只读存储器PROM(P

6、rogramReadOnlyMemory)特点：只能写一次。出厂时，内容全为0用户使用时，由写入器写入1例如：熔丝型PROM，开始连通，可用高电流烧断。连通时表示0(0000)断开时表示1(0101)13③可重写只读存储器EPROM(ErasablePROM)特点：可多次编程写入掉电后内容不丢失内容的擦除需用紫外线擦除器14④电擦除可重写只读存储器EEPROM或E2PROM(ElectricalErasablePROM)特点：不必从机器中取下来，可在线编程写入使用方便，掉电后内容不丢失15⑤闪速存储器FlashMemory(称快擦写型存储

7、器)特点：无需后备电源可实现在线编程编程写入及擦除速度快16二、随机读写存储器(RAM)RAM(RandomAccessMemory)读写存储器，可随时读或写分为SRAM(StaticRAM)静态随机存取存储器DRAM(dynamicRAM)动态随机存取存储器继续17SRAM特点和用途特点基本存储单元是双稳态元件。不断电时信息不丢失用途：主要用做Cache、小容量存储系统18DRAM特点和用途特点：◆存储元由电容构成，靠电容充、放电原理存放信息◆电容漏电使存储信息不稳定，需要定时刷新(充电)◆断电后，信息会丢失◆DRAM结构非常简单，集成

8、度远高于SRAM用途：内存(主存)——内存条19内存插槽用于插接内存条20存储器空间分配实例—IBMPC/XT00000H9FFFFHBFFFFHFFFFFHRAM区640KB保留区128KB