第3章存储系统(第13讲).pptVIP

存储器容量扩展和只读存储器 教学目标： 掌握内存与CPU的连接。 掌握存储器容量扩展的方式。 了解各种只读存储器。 第3章 存储系统 3.1 存储器概述 3.2 随机存取存储器 3.3 只读存储器 3.4 高速存储器 3.5 高速缓冲存储器（Cache） 3.6 虚拟存储器 3.2 随机存取存储器 特点： 随机存取：读写任意存储单元所用时间是相同的，与单元地址无关。 RAM的操作： 读操作 写操作 一、静态存储器（SRAM） 1、SRAM存储元 2、SRAM存储器 3、SRAM存储器的特点 1、SRAM存储元 2、SRAM存储器 3、SRAM存储器的特点 使用双稳态触发器表示0和1代码。 电源不掉电的情况下，信息稳定保持（静态）。 存取速度快，集成度低（容量小），价格高。 常用作高速缓冲存储器Cache。 二、动态存储器（DRAM） 1、DRAM存储元 2、DRAM存储器 3、DRAM的刷新方式 4、DRAM存储器的特点 1、DRAM存储元 2、DRAM存储器 3、DRAM的刷新方式 刷新：定时充电，补足泄漏电荷 。 刷新方式：集中式刷新、分散式刷新和异步式刷新。 4、DRAM存储器的特点 使用半导体器件中分布电容上有无电荷来表示0和1代码。 电源不掉电的情况下，信息也会丢失，因此需要不断刷新。 存取速度慢，集成度高（容量大），价格低。 常用作内存条。 三、SRAM和DRAM的对比 四、内存的读写周期时序 1、写周期 时序图如下图所示 　　 四、内存的读写周期时序 2、读周期 时序图如下图所示 　　 五、内存与CPU的连接 如下图所示 五、内存与CPU的连接 例1 设有一个具有16位地址和8位字长的存储器。问：该存储器能存储多少字节的信息？ 216×8 = 64K×8位 五、内存与CPU的连接 例2 某一RAM芯片，其容量为256M×16位，该芯片引出线中的数据线和地址线共有多少条？ 28（地址线）+16（数据线） = 44 五、内存与CPU的连接 练习1 某8位计算机系统中，内存容量为2G×8位。问：CPU应能输出多少条地址线和多少条数据线？ 练习2 某16位机中CPU可输出地址码29位，拟采用2K×4位的静态RAM芯片，构成按字节编址的内存。问：存储器的总容量可达到多少？ 六、存储器容量的扩展 1、位扩展（加大字长） 将多片RAM芯片的地址、片选、读/写控制端相应并联，数据端单独引出。 4K×1位　→　4K×8位（需把8片芯片并联才能实现） 六、存储器容量的扩展 位扩展图如下所示： 例3 用8K×4位的EPROM存储器芯片组成一个8K×8的只读存储器，试问： （1）数据寄存器多少位？ （2）地址寄存器多少位？ （3）共需要多少个这样的存储器芯片？ 六、存储器容量的扩展 2、字扩展 4K×1位　→　32K×1位（需把8片芯片串联才能实现） 高3位地址线通译码器选芯片 地址重新分配 六、存储器容量的扩展 字扩展图如下所示： 例4 用4K×8位的EPROM存储器芯片组成一个64K×8的只读存储器，试问： （1）数据寄存器多少位？ （2）地址寄存器多少位？ （3）共需要多少个这样的存储器芯片？ （4）需要多少条地址线通过地址译码器用作芯片选择？ 六、存储器容量的扩展 3、字位同时扩展 4K×1位　→　32K×8位（需把64片芯片串并联才能实现） 高3位地址线通译码器选芯片 六、存储器容量的扩展 字位同时扩展图如下所示： 例5：设有一个具有12位地址和8位字长的存储器。问：如果存储器由1K*1位RAM芯片组成，需要多少片？需要多少条地址线通过地址译码器用作芯片选择？ 练习3：某8位计算机系统中，内存容量为64M×8位。问： （1）若采用4M×2位的RAM芯片构成，需要多少个芯片？ （2）应该用哪几位地址码来选择RAM芯片？ 练习4：某16位机中CPU可输出地址码18位，拟采用2K×4位的静态RAM芯片，构成按字节编址的内存。问： （1）共需要多少片RAM芯片？ （2）哪些地址码用来选RAM芯片？哪些位地址码用来选片内地址？ 3.3 只读存储器ROM MROM PROM EPROM E2PROM Flash Memory （闪速存储器） 几种非易失性存储器的比较 作业 P75页，一　5、7 P76页，二　1、3、4 P77页，三　1 3.4 高速存储器 解决问题：弥补CPU与主存速度上的差异。 从存储器角度，解决问题的有效途径： 主存采用更高速的技术来缩短存储器的读出时间，或加长存储器的字长；（50ns—3ns） 采用并行操作的多端口存储器； 在CPU和主存之间加入一个高速缓冲存储器（Cache），以缩短读出时间； 在每个存储器周期中存取几个字（多模块交叉存储）。