补充：存储器扩展

合集下载

第八章扩展存储器方案

00 01 10 11
#1楼
00 01 10 11
常用的存储器地址分配的方法有3种：全译码、部分译码和线选法。
1. 全译码利用系统的全部的高位地址线作为存储器芯片（或I/O接口芯片）的片选信号。特点：地址与存储单元一一对应，地址空间的利用率高。
例8-1：利用全译码为80C51扩展16KB的外部数据存储器，存储芯片选用SRAM6264，要求外部数据存储器占用从0000H开始的连续地址空间。
读选通、写选通信号。
思考题：请问执行 MOVX A,@DPTR指令时，RD和WR引脚的状态？
8.3 读写控制、地址空间分配和外部地址锁存器
8.3.1 存储器地址空间分配
存储器空间分配除考虑地址线连接外，还讨论各存储器芯片在整个存储空间中所占据的地址范围。
单片机地址总线为16条，可寻址的最大空间为64KB，用户可根据系统的需要确定扩展存储器容量的大小。
使用MOVX A,@Ri和MOVX @Ri,A。这时通过P0口输出Ri中的内容（低8位地址），而把P2口原有的内容作为高8位地址输出。
例8-4 将程序存储器中以TAB为首址的32个单元的内容依次传送到外部RAM以7000H为首地址的区域去。
分析：DPTR指向标号TAB的首地址。R0既指示外部RAM的地址，又表示数据标号TAB的位移量。本程序的循环次数为32，R0 的值：0～31，R0的值达到32就结束循环。程序如下：
MOV P2,#70H MOV DPTR,#TAB MOV R0,#0 AGIN: MOV A,R0 MOVC A,@A+DPTR MOVX @R0,A INC R0 CJNE R0,#32,AGIN HERE: SJMP HERE TAB: DB ……

计算机存储器的容量与扩展方式

计算机存储器的容量与扩展方式计算机存储器是计算机硬件中的一个重要组成部分，用于保存和处理数据。

随着计算机应用的不断发展，存储器的容量也在不断扩展，以满足对大量数据的存储和处理需求。

本文将详细介绍计算机存储器的容量与扩展方式，包括存储器的基本概念、计算机存储器的分类以及存储器扩展的不同方式。

一、存储器的基本概念1. 存储器的定义：存储器是计算机中用于保存数据的设备，它具有读写功能，可以实现对数据的存储和读取操作。

2. 存储单元：存储器是由许多存储单元组成的，每个存储单元可以存储一个字节（8位）的数据。

3. 存储器的访问速度：存储器的访问速度快，是因为它与计算机的主控制器之间通过总线相连，数据传输的速度较快。

二、计算机存储器的分类1. 内部存储器：也称为主存储器或随机访问存储器（RAM），它是计算机中最常用的存储器。

内存的容量直接决定了计算机可以同时处理的数据量大小。

2. 外部存储器：也称为辅助存储器或外部存储器（ROM），它一般用于长期存储数据，不易丢失。

常见的外部存储器包括硬盘、磁带等。

三、计算机存储器的扩展方式1. 增加存储芯片：通过增加存储芯片的数量，可以扩展计算机的存储容量。

这种方式适合于内部存储器的扩展，可以通过在计算机主板上增加内存插槽来实现。

但是，增加存储芯片的方式不适用于外部存储器的扩展。

2. 使用存储扩展卡：存储扩展卡是一种插入计算机主板上扩展槽的卡片，可以增加计算机的存储容量。

这种方式适合于用于扩展计算机的内部存储器，例如添加额外的硬盘。

3. 利用网络存储：通过网络连接，将计算机与其他设备连接起来，可以利用其他设备的存储空间。

这种方式适合于扩展计算机的外部存储空间，例如使用网络存储设备（NAS）。

4. 使用云存储：云存储是一种将数据存储在互联网上的方式，可以通过互联网将数据上传到云存储服务提供商的服务器上，实现数据的存储和访问。

这种方式适合于扩展计算机的外部存储空间，可以随时随地访问数据。

存储器的扩展

6.3 存储器的扩展存储器是单片机系统中使用最多的外扩芯片，对MCS-51单片机而言，由于程序存储器与数据存储器空间在物理空间的上的各自独立性，使得两者的扩展方法略有不同。

单片机一直处于不断的取指令码－执行－取指令码－执行的工作过程中，在取指令码时和执行M O V C指令时P S E N会变为有效，和其它信号配合完成从程序存储器读取数据。

在本节中，介绍目前常用的EPROM、RAM、E2PROM以及Flash存储器的扩展方法。

6.3.1 程序存储器（EPROM）扩展一、外部程序存储器扩展概述目前单片机有ROM型、EPROM型和无ROM型芯片。

不管使用哪种芯片，当片内程序存储器容量满足不了要求时，均需进行系统扩展。

扩展时要注意以下几点：（1）程序存储器有单独的地址编号（0000H～FFFFH），可寻址64KB范围。

虽然与数据存储器地址重叠，但不会被占用。

程序存储器与数据存储器共用地址总线和数据总线。

（2）对片内有ROM（EPROM）的单片机，片内EPROM与片外EPROM采用相同的操作指令，片内与片外程序存储器的选择靠硬件结构实现，即由EA的高低电平来选择。

（3）程序存储器使用单独的控制信号和指令，其数据读取控制及指令不用数据存储器的RD信号和MOVX指令，而是由PSEN控制，读取数据用MOVC查表指令。

（4）随着大规模集成电路的发展，单片程序存储器的容量越来越大，构成系统时所使用的EPROM芯片数量越来越少，因此地址选择大多采用线选法，而不用地址译码法。

MCS-51系列单片机外部EPROM扩展原理如图6-6所示。

图6-6 外部EPROM扩展原理由图可见，P0口和P2口提供16位地址码。

其中P0口作为分时复用的地址/数据总线。

当从外部EPROM取指令时，从P0口输出低8位地址，由ALE地址锁存允许信号的下降沿将低8位地址码打入地址锁存器，它的输出与存储器的低8位地址A7～A0相连。

存储器的8位数据线D7～D0与P0口相连，以便输入读取的指令代码。

机电一体化_期末复习题库

一、单项选择题考10题20分1. “机电一体化”这一名词产生于20世纪，其产生的年代为（ A ）A ．70年代Ｂ．50年代Ｃ．40年代Ｄ．80年代 2. “机电一体化”在国外被称为（ C ）A ．Machine Ｂ．Electronics Ｃ．Mechatronics Ｄ．A 和B 3. 机电一体化产品的动力与驱动部分的主要功能是（ D ）A ．提供动力Ｂ．传递运动Ｃ．传递动力Ｄ．A 、B 和Ｃ 4. 时域函数αt e -=f(t)的拉普拉斯变换为（ C ）A ．s1 Ｂ．αα+sＣ．α+s 1 Ｄ．α15. 在同步齿型带传动中，同步带的齿形为（ A ） A ．梯形Ｂ．矩形Ｃ．渐开线Ｄ．摆线 6. 直流伺服电动机的电磁转矩与输出转速之间的函数关系式称为其（ A ） A ．机械特性Ｂ．调节特性Ｃ．力矩特性Ｄ．转速特性7. 在滚珠丝杠副中，预紧调整是为了消除其（ B ） A ．径向间隙Ｂ．轴向间隙Ｃ．预应力Ｄ．A 和B 8. 在交流伺服电机中，控制绕组与励磁绕组在空间相差的电角度是（D ）A ．60°Ｂ．45°Ｃ．0°Ｄ． 90° 9. 若x 为传感器的输入量，y 是其输出量，则传感器的灵敏度为（ C ）A ．yxＢ．yx ∆∆ Ｃ．xy ∆∆ Ｄ．xy10. 在滚珠丝杠副中，公式IEMl ES Pl L π2200±±=∆是验算满载时滚珠丝杠副的（ A ） A ．刚度Ｂ．强度Ｃ．塑性变形Ｄ．疲劳点蚀 11. 在可编程控制器的编程中，同一继电器线圈在梯形图中出现的次数最多为（ B ） A ．2 Ｂ．1 Ｃ．3 Ｄ．4 12. MCS —51的每个机器周期包含状态周期数为（ D ）A ．12 Ｂ．24 Ｃ．10 Ｄ．6 13.在滚珠丝杠副JB3162.2-91的标准中，最高的精度等级是（ A ） A ．1级Ｂ．10级Ｃ．7级Ｄ．C 级 14. 在可编程控制器梯形图的编程中，继电器线圈左侧触点的数目为（ D ）A ．0Ｂ．>3Ｃ．<2Ｄ．≥115. 光栅式位移传感器的栅距W 、莫尔条纹的间距B 和倾斜角θ之间的关系为（A ）A ．θWB≈Ｂ．θWB >Ｃ．θWB <Ｄ．θWB 5.1≈16. 差动变压器式电感传感器属于（ C ）A ．涡流式Ｂ．自感型Ｃ．互感型Ｄ．可变磁阻式17. 结构设计中力流变化急剧的地方说明其应力集中（ B ） A ．平缓Ｂ．严重Ｃ．不存在Ｄ．可以消失 18. 在自动控制系统中，伺服电机通常用于控制系统的（ B ） A ．开环控制Ｂ．C 和D Ｃ．全闭环控制Ｄ．半闭环控制 19. 在光栅式位移传感器中，莫尔条纹与光栅条纹的排列方向几乎成（ A ）A ．90° Ｂ．0° Ｃ．45° Ｄ．60° 20. 在同步齿型带传动中，节线的长度在工作过程中（ A ） A ．不变Ｂ．变长Ｃ．变短Ｄ．几乎不变1. Mechatronics 是两个不同学科领域名称的组合，这两个不同的学科是（ B ）A ．机械学与信息技术Ｂ．机械学与电子学Ｃ．机械学与自动化技术Ｄ．机械学与计算机 2. 计算机集成制造系统包括（ D ）A ．CAD 、CAPP 、CAM Ｂ．FMS Ｃ．计算机辅助生产管理Ｄ．A 、B 和C3. 时域函数t t f ωsin )(=的拉普拉斯变换为（ C ）A ．ω+21sＢ．αω+sＣ．22ωω+s Ｄ．22ω+s s4. 在机电一体化系统数学模型建立的过程中经常会采用力——电压等效法，此时机械系统的阻尼等效于电系统的（ C ） A ．电容Ｂ．电荷Ｃ．电阻Ｄ．电感5. 周转轮系中的行星轮系和差动轮系的自由度分别为（A ） A ．1，2 Ｂ．2，1 Ｃ．1，1 Ｄ．2，26. 直流伺服电动机的控制电压与输出转速之间的函数关系式称为其（ B ）A ．转速特性Ｂ．调节特性Ｃ．工作特性Ｄ．机械特性7. 滚珠丝杠副的基本导程指丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上基准点的（ B ） A ．径向位移Ｂ．轴向位移Ｃ．螺旋线长度Ｄ．坐标值 8. 在双波谐波齿轮传动中，通常刚轮与柔轮的齿数差是（ C ） A ．1 Ｂ．3 Ｃ．2 Ｄ．4 9. 谐波齿轮的齿形若为直线齿廓，则其压力角通常为（B ） A ．20° Ｂ．28.6° Ｃ．25° Ｄ．15°10. 若直流测速发电机的负载电阻趋于无穷大，则输出电压与转速（ B ） A ．成反比Ｂ．成正比Ｃ．成平方关系Ｄ．成指数关系11. 在MCS —51中，MOV 指令用于访问（ B ）A ．内部程序存储器Ｂ．内部数据存储器Ｃ．外部数据存储器Ｄ．外部程序存储器12. 在两级齿轮传动中，若传动比的分配方案是21i i =，则其遵循的原则是（ A ）A ．重量最轻Ｂ．等效转动惯量最小Ｃ．输出轴转角误差最小Ｄ．加速度响应最快13. 谐波齿轮传动中的柔轮相当于行星轮系中的（ B ） A ．中心轮Ｂ．行星轮Ｃ．系杆Ｄ．B 和C 14. 在MCS —51单片机中，用于对外部程序存储器读的信号是（ A ） A ．PSEN Ｂ．RD Ｃ．WR Ｄ．ALE15. 步进电机在转子齿数不变的条件下，若拍数变成原来的2倍，则步距角为原来的（ A ）A ．0.5倍Ｂ．2倍Ｃ．0.25倍Ｄ．不变 16. 在槽轮机构中，反应槽轮运动时间与静止时间之比的时间常数t K 为（C ）A ．24+=Z K tＢ．231+-=Z K tＣ．241+-=Z K tＤ．ZK t 4=17. 传感器在零输入状态下，输出值的变化称为传感器的（ C ）A ．线性度Ｂ．精确度Ｃ．零漂Ｄ．分辨率 18. 在自动控制系统中，步进电机通常用于控制系统的（ C ） A ．半闭环控制Ｂ．闭环控制Ｃ．开环控制Ｄ．前馈控制 19. 为了提高滚珠丝杠副的旋转精度，滚珠丝杠副在使用之前应该进行（ B ）A ．调整径向间隙Ｂ．预紧Ｃ．预加载荷Ｄ．表面清洗20. 感应同步器可用于检测（ D ）A ．位置Ｂ．加速度Ｃ．速度Ｄ．位移一．选择题1．通过计算机网络，将计算机辅助设计、计算机辅助规划以及计算机辅助制造，统一连接成一个大系统称为（ B ） A. 顺序控制系统 B. 计算机集成制造系统 C. 柔性制造系统 D. 伺服系统2．描写静态系统的数学模型是（ A ）A. 代数方程B. 微分方程C. 线性方程D. 常系数线性微分方程3．描写动态系统的数学模型是（ A ）A. 微分方程B. 代数方程组C. 常系数线性微分方程组D. 以上答案都不对4．齿轮传动的总等效惯量随传动级数的（A ）A. 增加而减小B. 增加而增加C. 减小而减小D. 变化而不变5．齿轮传动的总等效惯量与传动级数（ C ）A. 有关B. 无关C. 在一定级数内有关D. 在一定级数内无关6．某伺服电动机最高大输出转矩为5N ·m ，通过齿轮系5:1减速，可带动（ A ）的最大转矩负载。

存储器的扩展原理

存储器的扩展原理
存储器的扩展原理主要是通过增加存储芯片的数量来扩大存储容量。

由于单片存储芯片的容量有限，难以满足实际需求，因此需要将多片存储芯片连接在一起，以组成容量更大的存储器。

扩展存储器的方式主要有位扩展和字扩展两种。

位扩展是在位数方向上扩展，而字扩展是在字数方向上扩展。

在位扩展中，需要将多个存储芯片的位数相加，以增加数据线的数量。

例如，如果要将一个1K x 4位的存储芯片扩展
为1K x 8位的存储芯片，可以采用两片1K x 4位的存储芯片，并将它们连接在一起。

这样，两个芯片共用相同的片选信号，同时被选中，每个芯片进行读或写4位数据，两个芯片合在一起就是8位数据。

在字扩展中，需要将多个存储芯片的字数相加，以增加地址线的数量。

例如，如果要将一个1K x 8位的存储芯片扩展为2K x 8位的存储芯片，可以采用两片1K x 8位的存储芯片，并将它们连接在一起。

这样，两个芯片共用相
同的片选信号和数据线，同时被选中，每个芯片存储一个字的数据，两个芯片合在一起就是两个字的数据。

总之，通过位扩展和字扩展的方式，可以将多个存储芯片连接在一起，以组成容量更大的存储器，以满足实际需求。

存储器扩展(课堂PPT)

例: 用4K×4位的存储器芯片经位扩充构成4KB的存储器，需要 2片存储芯片，扩充如图示。
4K×8 4K×4
=2片
青岛科技大学
4
2. 字扩展
❖ 适用场合：存储器芯片的字长符合存储器系统的要求，但其容量小于存储器系统的要求。
❖ 这时，可使用到地址译码电路，以其输入的地址码来区分高位地址，而以其输出端的控制线来对具有相同低位地址的几片存储器芯片进行片选。
3. 字位扩充
3. 字位扩充
青岛科技大学
12
小结存储器扩充可以分为3个步骤：
选择适合的芯片； STEP1
根据要求将芯片“多片并联” STEP2 进行位扩充，设计出满足字
长要求的“存储模块”；
对“存储模块”进行字扩充 STEP3 ，构成符合要求的存储器。
青岛科技大学
14
这是你们收获的季节,丰收去吧！
读/写信号片选信号
R/W A11~A0 4K×4
SRAM CS D3~D0
R/W A11~A0 4K×4
SRAM CS D3~D0
0100 0001
D7~D4 数据总线DB
D3~D0
位扩充连接示意图
青岛科技大学
17
2. 字扩展
CPU是根据存储器的地址访问相应的内容，地址是唯一的，因此每一块芯片地的址总线AB 地址范围不同，则可以连接译码器不同的输出端对存储器芯片进行片选。
青岛科技大学
8
3. 字位扩展
【例5-5】用Intel2164（64K×1）构成容量为 128KB的内存，连接线路如图示。所需的芯片数：（128×8 ） /（64×1）=16片
8片组成64KB的内存模块 2组8内存模块构成128KB的内容容量

《数据存储器的扩展》课件

数据存储器的扩展
本次课件将为您详细介绍数据存储的重要性以及数据存储器的基本类型，以及如何扩展存储容量。通过硬件扩展、软件扩展和云端存储三种方式，让您轻松掌握扩容技巧。
背景和目的
数据存储的重要性
数据是当今世界的石油，现代化人类离不开数据，因此数据存储容量的不断加大迎合了市场需求。
数据存储器的基本类型
扩展的优势和缺点
优势
提高存储容量便于备份和恢复方便快捷的数据共享
缺点
硬件扩充成本高异地分布会带来安全风险不稳定的网络环境会影响传输速度和数据安全
数据归档
将不频繁访问的数据，通过归档程序进行转存，从而释放快速存取资源，增加可用存储空间。
云端存储
在线网盘
将文件存储在云端，通过网络上传和下载访问，既方便又可靠，也能共享文件。
云服务器
利用云服务器提供的存储空间，存储更加庞大的数据集，同时实现数据备份和恢复。
云备份
将个人电脑里的数据备份到云端，以此来防止数据丢失和硬件故障的情况发生。
硬件扩展
1
内置硬盘扩容
在现有的电脑或者其他设备上增加硬盘数量或者更高的存储容量，来扩展电脑的存储空间。
2
外置硬盘扩容
通过外接硬盘，通过USB进行数据传输，从而达到扩展存储容量的目的。
3
磁盘阵列扩容
将多个磁盘互联，通过硬件控制，来扩展整个存储器的容量。可以实现备份和恢复操作。
软件扩展
数据压缩
利用数据压缩算法，可以压缩掉一些没有太多实际意义的数据，从而节省空间，拓展存储容量。
主要包括磁盘、固态硬盘、内存条等长期以来不断发展和创新，各种类型的存储器互相取长补短，适应各种不同的数据存储需求。
数据存储容量的扩展方法

存储器的扩展实验总结

存储器的扩展实验总结：
一、实验目的
本次实验旨在通过实际操作，深入了解存储器的扩展原理和方法，掌握存储器扩展的基本技能，提高对计算机存储系统的认识和理解。

二、实验原理
存储器扩展主要涉及地址线的扩展和数据线的扩展。

通过增加地址线和数据线的数量，可以增加存储器的容量。

此外，还可以采用位扩展、字扩展和字位同时扩展的方法来扩展存储器。

三、实验步骤
1.准备实验材料：包括存储器芯片、地址线、数据线等。

2.搭建实验电路：将存储器芯片与地址线和数据线连接，形成完整的存储器扩展电路。

3.初始化存储器：对存储器进行初始化操作，设置初始地址和数据。

4.读取和写入数据：通过地址线和数据线，对存储器进行读取和写入操作。

5.验证结果：比较写入的数据与读取的数据，确保数据的正确性。

四、实验结果
通过实验，我们成功实现了存储器的扩展，并验证了数据的正确性。

实验结果表明，通过增加地址线和数据线的数量，可以有效地扩展存储器的容量。

五、实验总结
通过本次实验，我们深入了解了存储器的扩展原理和方法，掌握了存储器扩展的基本技能。

同时，我们也认识到在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的扩展方法，以确保存储器的容量和性能满足要求。

此外，我们还应注意数据的正确性和稳定性，确保存储器的可靠性和稳定性。

存储器容量的扩展

存储器容量的扩展
用字数×位数表示，以位为单位，常用来表示存储芯片的容量。

用字节数表示，以字节为单位，如128B，表示该芯片由128个单元，每个存储单元的长度为8位，明显，存储容量越大，所能存储的信息越多，计算机系统的功能便越强。

假如某一片ROM或RAM的字数够用而位数不够用时，应采纳位扩展的连接方式，将多片ROM或RAM组合成位数更多的储存器。

位扩展的连接方式很简洁，只需要把n片的相同地址线、R/W(——)、C(——)S(——)分别并联起来，每一片的I/O端加起来作为扩展后的RAM的I/O端就可以了。

扩展后的RAM的总存储容量为每一片RAM 储存容量的n倍。

假如某一片ROM或RAM的位数够用而数字不够用时，应采纳字扩展的连接方式，将多片ROM或RAM组合成字数更多的储存器。

字扩展的连接方法，把n片的相同地址线、R/W(——)、分别并联起来，每一片的I/O端并联作为扩展后的RAM的I/O端。

利用译码器来选相应芯片的C(——)S(——)端。

扩展后的RAM的总存储容量为每一片RAM储存容量的n倍。

1。

存储器扩展

...
D0 ~ D7
D0 ~ D7
存储器扩展
2．字扩展(地址范围)
字扩展用于存储芯片的位数满足要求而字数不够的情况，是对存储单元数量的扩展。
A15 A14 A0 2-4 译码器 3 2 1 0
CE CE CE CE
16× 8 (1)
WE
16× 8 (2)
WE
16× 8 (3)
WE
16× 8 (4)
A11 A10 A9~A0 译码器
1 2 3 4
1k×8
1k×8
1k×8
1k×8
WE D7~D0
1K×8存储模块字扩展构成4K×8存储器的电路连接示意图
存储器扩展上述分两步实现了存储器的扩展，第一步用2块芯片实现位扩展，第二步用4个存储模块实现字扩展，计算可得共需使用 8块芯片完成存储器的字位扩展。如果选用1K×4 SRAM芯片，采用字位同时扩展方式，直接构成4K×8存储器，则其电路连接如图5.37所示。
• 例：用2114（1K×4 bit）组成 1K内存（1K×8 bit）
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 A0
位扩展
A0
A9 CS WR
D0 D1 D2 D3 2114
D0 D1 D2 D3
2114
...
...
A9
保证两片同时选中，一次读写一个字节。每个单元的内容被存放在不同的芯片上。
字位同时扩展连接图
存储器扩展图中将8片2114芯片分成了4组(RAM1、RAM2、RAM3和 RAM4)，每组2片。组内用位扩展法构成1K8的存储模块，4个这样的存储模块用字扩展法连接便构成了4K8的存储器。用 A9A0 10根地址线对每组芯片进行片内寻址，同组芯片应被同

AT89S51单片机最小系统组成及存储器的扩展

第五章A T89S51单片机最小系统组成及存储器的扩展本章主要讲述了单片机系统的最小组成以及各种存储器电路的扩展方法，特别对GAL译码方法进行了讨论。

5.1 单片机最小系统组成能使单片机工作的最少器件构成的系统称为单片机的最小系统。

对于AT89S51单片机，由于其内部有4K可在线编程的Flash存储器，用它组成最小系统时，不需机外扩程序存储器，只要有复位电路和时钟电路即可，因此，由A T89S51单片机组成的最小系统如图5.1所示：图5.1是一个实际应用的最小系统，74HC14可以提高复位的可靠性；另外，当P0用作I/O口时，需要接10k~20k 的上拉电阻。

5.2 单片机的时序时序就是进行某种操作时，各种数据、控制信号先后出现的顺序。

单片机的工作时序是个很重要的概念，了解时序是进行硬件电路设计的第一步5.2.1 单片机取指和执行时序运行单片机程序时，总是按照取指、译码、执行，再取指、再译码、再执行的顺序进行。

为了说明CPU的时序，把12个振荡周期称为一个机器周期，2个振荡周期被称为一个状态（state），每个状态中，前一个振荡周期被称为相（Phase）1，第二个振荡周期被称为相（Phase）2，这样任何一个振荡周期都可以用SiPj（i=1~6;j=1~2）来表示。

ALE信号总是在一个机器周期的S1P2、S2P1和S4P2、S5P1被激活。

单周期指令总是从S1P2开始取指，当操作码被锁存到指令寄存器时，如果是双字节指令，在同一机器周期的S4读第二个字节代码；如果是个单字节指令，在S4仍会读一次，但这次读到的内容将被忽略或丢弃。

在任何情况下，指令都是在S6P2执行完毕。

单周期、单字节指令和单周期、双字节指令的取指、执行过程如图5.2的（A）、（B）所示。

A T89S51单片机的指令中，大多数指令都是单周期或双机器周期指令，只有乘法指令（MUL，multiply）和除法指令（DIV，divide）需要四个机器周期才能完成。

主存储器扩展-PPT课件

计算机组成原理
------主存储器扩展实验
主存储器概述
主存储器是计算机硬件系统中的五
大功能部件之一，用于存放正在运行中
的程序和相关数据。它的读写速度和存
储容量，对计算机系统的运行性能有至
关重要的影响，经常成为影响系统运行
性能的瓶颈。
控制总线----用于指明总线的工作周期类型和本次入／出完成的时刻。通常用构成存储器的字节(8bits)数或
存储器的容量扩展
由于生产的存储器的芯片的容量有限，它在字数或字长方面与实际存储器的要求都有很大差距，例如：用一组十六位数来表示一串数据，如果手上只有芯片 2K ×8位的，因此显然无法满足，只有将几个芯片连接起来进行扩展来加大存储器的容量。
一、位扩展
片选信号
A0—A13地 A13址线 A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 存储单元 14 0 （ 0 2 =16K 0 0） 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000H
存储容量主存储器
在计算机各功能部主存储器可以由只读存储主存储器写周期，I／O设备读周期， I／O设地址总线------用于件之间传送数据，区(ROM) 和读写存储区通过地址总线、数据总线、控制总线备写周期，即区分要用哪个部件 (主存或 I／ (RAM)两部分组成，是分选择主存储器的一数据总线的位数与计算机的 CPU 和外围设备连接在一起，如图所示。 O 设备)和操作的性质 (读或写 )；还有直接存别采用 ROM和RAM存储个存储单元 (字或字 (总线的宽度)与总储器访问 (DMA)总线周期等。若在计算机系器芯片实现的。节)，其位数决定了线时钟频率的乘积， ROM存储区用来储存内统中使用了不同读写速度的主存储器，在可以访问的存储单正比于该总线所支容固定不变的程序和数据，元的最大数目，称持的最高数据吞吐 CPU 发出该写主存储器的命令后，它不能知例如操作系统的内核部分，为最大可寻址空间。 (输入／输出)能力。晓读写操作完成的时刻，这是由被读写的存系统刚加电时运行的硬件例如，当按字节寻诊断程序等。储器(或外围设备)本身的运行速度决定的，址时，20位的地址 RAM存储区用来储存一些此时可以让主存储器本身提供读写完成的回可以访问1MB的存用作运算的数据和用户的答信号 (Ready) ，CPU通过检测该信号来得知储空间， 32位的地程序本次读写完成的时刻；若为读操作，有了该址可以访问4GB的存储空间。回答信号后， CPU就可以接收已读h 0FFFh 3800h 3FFFh

存储器的分类与功能

存储器的分类与功能存储器是计算机中的重要组成部分，它用于存储数据和指令。

根据存储介质和工作特性的不同，存储器可以分为多种类型，并具有各自特定的功能。

本文将对存储器的分类与功能进行详细介绍。

一、按照存储介质分类1. 内存（主存）内存是计算机中最常用的存储器类型，它主要用于存储程序和数据，供CPU直接读写。

内存按照存储单元的构造又可分为静态内存和动态内存。

静态内存（SRAM）速度快、稳定可靠，但成本高；动态内存（DRAM）容量大、成本低，但速度相对较慢。

2. 磁盘磁盘是计算机中用于长期存储数据的存储器。

它的存储介质可以是硬盘、软盘、磁带等。

磁盘具有容量大、速度较慢、非易失性等特点，可存储大量的文件和操作系统。

3. 光盘光盘是利用激光技术读取和写入数据的存储介质。

根据存储密度和存储使用方式的不同，光盘可以分为CD、DVD、BD等多种类型。

光盘具有大容量、长期保存、可读写等特点，广泛应用于储存音视频文件和软件安装。

4. 固态硬盘（SSD）固态硬盘是一种基于闪存芯片的存储器，与传统的机械硬盘相比，它具有更快的读写速度、更小的体积和更低的能耗。

固态硬盘可分为SATA固态硬盘和NVMe固态硬盘，广泛应用于个人电脑和服务器。

二、按照功能分类1. 主存主存是计算机中用于存储程序和数据的重要组件，供CPU直接读取和写入。

主存具有读写速度快、容量较小、易失性等特点，需要持续供电维持数据。

监控计算机的运行状态时，我们通常会查看主存的占用情况。

2. 辅助存储器辅助存储器主要用于长期存储大量数据和文件，主要包括磁盘、光盘、固态硬盘等。

辅助存储器具有容量大、数据持久性、非易失性等特点，可作为主存的补充，扩展存储空间。

3. 高速缓存存储器高速缓存存储器（Cache）位于CPU和内存之间，用于存储CPU频繁访问的数据和指令。

高速缓存具有读写速度极快、容量较小的特点，能够提高计算机的运行速度。

4. 只读存储器只读存储器（ROM）中存储了计算机启动和基本输入输出系统（BIOS）等固化的程序和数据，通常无法进行写入操作。

第7讲存储容量的扩展

256K ×8
D
1＃
256K ×8 D 2＃
256K ×8
D
7＃
D7 ~D0
D7 ~D0
D7 ~D0
（3）字位同时扩展法
一个存储器的容量假定为M× 位一个存储器的容量假定为 ×N位，若使用L× 位的芯片(L＜若使用 ×K 位的芯片＜M,K＜N)，需＜，要在字向和位向同时进行扩展。要在字向和位向同时进行扩展。此时共需要(M/L)×(N/K)个存储器芯片。个存储器芯片。需要 × 个存储器芯片
（3）字扩展连接图）
访存信号，只在需要访问主存时才产生译码输出。
MREQ# A20-18 A20-0 R/W# OE# ramsel0 3-8 译码 ramsel1 A17-0 ramsel2 … ramsel7
CPU
WE A CE
WE A CE
WE A CE
WE A CE
256K ×8 D 0＃＃ D7 ~D0 D7 ~D0
解：（1）218 = 256K，则该机所允许的最大主存空间是256K×8位（或256KB）；（2）模块板总数 = 256K×8 / 32K×8 = 8块；（3）板内片数 = 32K×8位 / 4K×4位 = 8×2 = 16片；（4）总片数 = 16片×8 = 128片；（5）CPU通过最高3位地址译码选板，次高3位地址译码选片。地址格式分配如下：
CS0
D7
••••
••••
•••
例如：例如：
用256Kx8位芯片构成2Mx8位的存储器。 256Kx8位芯片构成2Mx8位的存储器。位芯片构成2Mx8位的存储器芯片的地址线数：18；芯片的地址线数：18；容量：容量：2MB CPU的有效地址位数：21位地址 CPU的有效地址位数：21位地址的有效地址位数（1）芯片数 =8（（2M×8位）/（256K×8位）=8（片）（2）采用字扩展

单片机存储器扩展

单片机存储器扩展在单片机的应用中，常常会遇到内部存储器容量不足的情况。

这时候，就需要对单片机的存储器进行扩展，以满足系统对存储容量的需求。

单片机的存储器可以分为程序存储器和数据存储器。

程序存储器用于存储单片机运行的程序代码，而数据存储器则用于存储程序运行过程中的数据。

当单片机内部的存储器无法满足应用需求时，就需要通过外部扩展来增加存储容量。

在进行存储器扩展之前，我们需要了解单片机的存储器寻址方式。

不同的单片机可能有不同的寻址方式，但通常都包括直接寻址、间接寻址和变址寻址等。

了解寻址方式对于正确进行存储器扩展至关重要。

对于程序存储器的扩展，常用的方法是使用外部只读存储器（ROM），如 EPROM（可擦除可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）等。

扩展时，需要将外部 ROM 与单片机的地址总线、数据总线和控制总线正确连接。

地址总线用于指定存储器的地址，数据总线用于传输数据，控制总线则用于控制存储器的读写操作。

以常见的 8051 单片机为例，它的地址总线为 16 位，可以寻址64KB 的存储空间。

如果要扩展 32KB 的程序存储器，我们可以选用一片容量为 32KB 的 EPROM 芯片，如 27256。

将 EPROM 的地址线 A0A14 与单片机的地址总线 A0 A14 相连，数据线 D0 D7 与单片机的数据总线 D0 D7 相连。

控制总线中的片选信号（CS）通常通过地址译码器来产生，以确保在特定的地址范围内选中该 EPROM 芯片。

在数据存储器的扩展方面，常用的是外部随机存取存储器（RAM），如静态 RAM（SRAM）和动态 RAM（DRAM）。

SRAM 速度较快，但价格相对较高；DRAM 价格较低，但需要不断刷新。

同样以 8051 单片机为例，如果要扩展 8KB 的数据存储器，可以选用一片 6264 SRAM 芯片。

连接方式与程序存储器扩展类似，地址线和数据线分别与单片机的对应总线相连。

存储器扩展-

I /O1～ I /O4
A9～ A0
WE CS R A M2 2114
I /O1～ I /O4
A9～ A0
WE CS R A M3 2114
I /O1～ I /O4
D7～ D4 WR
字位同时扩展连接图
I /O1～ I /O4 WE CS
R A M4 2114 A9～ A0
A9～ A0 WE CS
R A M4 2114 I /O1～ I /O4
RAM1 2114 I/O1～I/O4
I/O1～I/O4 WE CS
RAM2 2114 A9～A0
A9～A0 WE CS
RAM2 2114 I/O1～I/O4
I/O1～I/O4 WE CS
RAM3 2114 A9～A0
A9～A0 WE CS
RAM3 2114 I/O1～I/O4
I/O1～I/O4 WE CS
A11
A10
译码器
1
2
3
4
A9~A0 CPU
1 CS
1K×4
WE I/O1~4
2 CS
1K×4
WE I/O1~4
D7~D4
D3~D0
1 CS
1K×4
WE I/O1~4
2 CS
1K×4
WE I/O1~4
D7~D4
D3~D0
WE D7~D0
D7~D0
D7~D0
D7~D0
字位同时扩展构成4K×8存储器电路连接示意图
3
2. 字扩展(地址范围)
字扩展用于存储芯片的位数满足要求而字数不够的情况，是
对存储单元数量的扩3 展。
A15
2-4 译
2
码1

存储扩展方案

存储扩展方案概述在当今数据爆炸式增长的时代，存储扩展已经成为许多企业和组织所不可或缺的需求。

存储扩展方案可以帮助组织更好地管理和存储大量的数据，提高数据访问的速度和可靠性。

本文将介绍一些常见的存储扩展方案，包括硬件和软件方面的解决方案。

硬件方案1. 增加存储设备最常见的存储扩展方案之一是增加存储设备。

通过添加额外的硬盘驱动器、固态硬盘(SSD)或磁盘阵列，可以扩展存储容量。

这种方法适用于需要存储大量数据的场景，例如数据库、文件服务器等。

硬盘驱动器硬盘驱动器（HDD）是一种常见的存储设备，它使用旋转的金属盘片来存储数据。

通过增加硬盘驱动器的数量，可以扩展存储容量。

然而，由于硬盘驱动器的机械结构，它的读写速度相对较慢。

固态硬盘固态硬盘（SSD）是另一种常见的存储设备，它使用闪存来存储数据。

相比硬盘驱动器，固态硬盘具有更快的读写速度和更高的可靠性。

通过增加固态硬盘的数量，可以有效地扩展存储容量。

磁盘阵列磁盘阵列是一种通过组合多个磁盘驱动器来提供高性能和冗余的存储解决方案。

磁盘阵列可以实现数据的备份和恢复，从而提高数据的可靠性。

常见的磁盘阵列包括RD（冗余磁盘阵列）和SAN（存储区域网络）。

2. 使用网络存储网络存储是一种基于网络的存储解决方案，通过网络连接来存储和访问数据。

常见的网络存储方案包括网络附加存储（NAS）和存储区域网络（SAN）。

网络附加存储网络附加存储（NAS）是一种使用网络连接的存储设备，它提供了文件级别的存储访问。

NAS设备可以通过局域网连接到计算机，提供与本地硬盘驱动器类似的文件访问功能。

通过添加额外的NAS设备，可以扩展存储容量。

存储区域网络存储区域网络（SAN）是一种通过高速网络连接的存储解决方案，提供了块级别的存储访问。

SAN通常由存储设备和主机连接组成，可以共享存储资源。

通过添加额外的存储设备，可以扩展存储容量。

软件方案除了硬件方案，还有一些软件方案可以实现存储扩展。

这些软件方案通常通过数据的压缩、去重或分布式存储来实现存储容量的扩展。

EEPROM的扩展

6.3.2 EEPROM的扩展1、电可擦除只读存储器E E P R O M的性能电可擦除只读存储器E E P R O M（E22P R O M：E l e c t r i c a l l y E r a s a b l e P r o g r a m m a b l e O n l y M e m o r y）既可像E P R O M那样长期非易失地保存信息，又可像R A M那样随时用电改写，近年来出现了快擦的F L A S H E E P R O M，它们被广泛用作单片机的程序存储器和数据存储器。

其主要优点是能在应用系统中进行在线改写，并能在断电情况下保存数据而不需保护电源。

因此，在智能仪表、控制装置、分布式监测系统子站、开发装置中得到广泛应用。

目前，常用的E E P R O M如表6-2，它们有如下共同特点：（1）能在线修改，其产品改写程序时，不必脱机用紫外线照射，用5V电压在线就可以进行电修改，而且在断电情况下长期保存信息不变。

每个存储单元可重复使用1万次，信息保存时间为10年；（2）在线改写时，在写入一个字节之前，自动地对所要写入的单元先进行擦除，因而无需设置单独的擦抹操作，使用方便；（3）能快速读出。

读取指令码或数据的操作与普通E P R O M相同，但目前擦抹时间为n s 级，写入时间为m s级；由于E22P R O M的以上特点，弥补了E P R O M不足之处，也可代替R A M使用，目前在实际应用中越来越受到重视。

常用的E2P R O M芯片引脚信号与相应的R A M和E P R O M芯片兼容，见表6-2。

表6-2常用的E E P R O M2、E2PROM2817A扩展电路2817A为2K字节的E2PROM，单一＋5V电源供电，最大工作电流为150mA，维持电流为55mA，读出最大时间为250ns，写入一个字节时间约为10ms左右。

电路中不需要专门配置写入电源。

2817A为28脚双列直插式封装，其管脚设置如图6-9所示。

存储设备扩容方案

存储设备扩容方案随着科技的不断发展和信息的快速增长，许多企事业单位的数据存储需求也在不断增加。

为了满足这种需求，存储设备的扩容变得至关重要。

在本文中，我们将讨论存储设备扩容的方案，以帮助读者了解如何有效地扩展存储容量。

一、需求分析在进行存储设备扩容之前，首先需要进行需求分析，明确实际存储需求的规模和类型。

通常，存储需求可以分为两种类型：容量需求和性能需求。

容量需求是指存储设备能够存储的数据量，而性能需求则是指存储设备能够处理的数据速度。

只有明确了具体的需求，才能选择合适的扩容方案。

二、硬件扩容方案1. 增加硬盘容量最常见的存储设备扩容方案是增加硬盘容量。

可以通过添加额外的硬盘来增加存储容量，这可以通过两种方式实现：一种是通过替换原有的硬盘，将其更换为容量更大的硬盘；另一种是添加新的硬盘，通过RAID技术将多个硬盘组合成一个逻辑卷，以增加存储容量和性能。

2. 扩展存储阵列存储阵列是一种通过多个硬盘组合而成的高性能存储解决方案。

当存储需求规模越来越大时，可以通过增加存储阵列的硬盘数量来扩展存储容量。

同时，还可以采用分布式存储技术，将数据分散存储在多个存储节点上，以提高存储性能和可靠性。

三、软件扩容方案除了硬件扩容方案外，还可以通过软件的方式来扩展存储容量。

以下是几种常见的软件扩容方案：1. 数据压缩和去重通过使用数据压缩和去重的技术，可以大大减少存储设备所需的物理存储空间。

数据压缩是将数据进行压缩存储，以减小数据占用的存储空间；而数据去重是消除冗余数据，以避免重复存储。

这些技术可以有效地扩展存储容量，同时也减少了存储设备的成本。

2. 虚拟化存储虚拟化存储是一种将多个物理存储设备虚拟成一个逻辑卷的技术。

通过虚拟化存储，可以将不同类型的存储设备汇集在一起，形成一个共享的存储资源池。

这样可以更加高效地利用存储空间，同时也提高了存储设备的可用性和可扩展性。

四、云存储方案除了传统的存储设备扩容方案外，云存储也是一种备受关注的扩容方案。