第四章 微型计算机存储器系统.pptVIP

第一节 存储器概述 一、存储器的作用 存储器是计算机系统中的记忆设备。用来存放计算机系统工作时用的信息——程序和数据。它是由一些能够表示二进制“0”、“1”的状态的物理器件组成，它们构成了一各个存储元，我们把存储元的总数称为存储器的存储容量。存储器有读操作和写操作两种基本操作。 二、存储器分类 1、按存取速度和在计算机系统中的地位分类 ⑴ 主存储器：速度较快，容量较小，价格较高，用于存储当前计算机运行所需要的程序和数据，可与CPU直接交换信息，习惯上称为主存，又称内存。 ⑵ 辅存储器：速度较慢，容量较大，价格较低，用于存放计算机当前暂时不用的程序、数据或需要永久保持的 信息。辅存又称外存或海量存储器。 2、按存储介质和作用机理分类 ⑴ 磁存储器，主要有磁芯、磁带、磁盘、磁泡和磁鼓。 ⑵ 光存储器，只读式CD-ROM、可擦写光盘，还有一 种介于磁和光之间的存储设备叫磁光盘（MO盘）。 ⑶ 半导体存储器，当前计算机系统的主存主要用半导 体存储器。 3、按存取方式分类 ⑴ 微机内部 ① 可读写存储器RAM，特点是存储器中的信息可读 可写，半导体RAM断电后信息会全部丢失（易失性）。 ② 只读存储器ROM，特点是存储器中信息只能读出， 不能写入，关机后信息不会丢失（非易失性）。 ⑵ 微机外部 ① 直接存取存储器DAM，如磁盘、光盘等，可直接对 存储器中任何单元进行访问，存取时间与存储单元的物 理位置无关。 ② 顺序存取存储器SAM，如磁带。对存储单元的访问 是按顺序进行的，与存储单元的物理位置有关。 三、存储器的性能指标 1、存储器容量 存储器容量是指存储器可以容纳的二进制信息总量， 即存储信息的总位（Bit）数。设微机的地址线和数据线 位数分别是p和q，则该存储器芯片的地址单元总数为2p， 该存储器芯片的位容量为2p × q。 例如：存储器芯片6116，地址线有11根，数据线有8根 则该芯片的位容量是： 位容量=211 ×8 = 2048 ×8 = 16384位 存储器通常是以字节为单位编址的，一个字节有8位， 所以有时也用字节容量表示存储器容量，例如上面讲的 6116芯片的容量为2KB，记作2K ×8，其中： 1KB = 1024B(Byte)=1024 ×8 =8192位 指存储器可容纳的二进制的信息量,以存储器中存储器地址寄存器MAR的编址数与存储字位数的乘积表示。例如,6264静态RAM芯片的容量为8K?8bit, 即它有8k存储单元数据。动态RAM芯片NMC41257的容量256 ? 1bit。 启动两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔，这个时间一般略大于存取时间。 3、可靠性 存储器的可靠性用MTBF(Mean Time Between Failures) 平均故障间隔时间来衡量， MTBF越长，可靠性越高，内 存储器常采用纠错编码技术来延长MTBF以提高可靠性。 4、功耗 功耗低的存储芯片构成的内存总功耗也会低。 5、性能/价格比 这是一个综合性指标，性能主要包括上述三项指标—存 储容量、存储速度和可靠性。对不同用途的存储器有不同 的要求。例如，有的存储器要求存储容量，则就以存储容 量为主；有的存储器如高速缓冲器，则以存储速度为主。 第二节 半导体存储器 一、半导体存储器的特点分类 1、半导体存储器的特点 ⑴ 速度快，存取时间可到ns级； ⑵ 集成度高，不仅存储单元所占的空间小，而且译码 电路和缓冲寄存器、读出写入电路等都制作在同一芯片 中。目前已达到单片1024Mb（相当于128M字节）。 ⑶ 非破坏性读出，即信息读出后存储单元中的信息还 在，特别是静态RAM，读出后不需要再生。 ⑷ 信息的易失性（对RAM），即断电后信息丢失。 ⑸ 信息的挥发性（对DRAM），即存储的信息过一定 时间要丢失，所以要周期地再生（刷新）。 ⑹ 功耗低，特别是CMOS存储器。 ⑺ 体积小，价格在不断地下降。 2、半导体存储器的分类 半导体存储器的分类如图9.1所示。主要分为两大RAM和只读存储器ROM。 RAM分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM） 两种。目前计算机内的主存储器都是DRAM，它的集成 度高、功耗很低，缺点是需要再生。SRAM是非挥发的， 所以不需要再生，但集成度比DRAM要低，计算机中的 高速缓冲存储器大多用SRAM. 现在有一些新的RAM，如组合RAM（IRAM），