计算机存储器介绍ppt课件
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存储器概述ppt
计算机硬件系统
一、 存储器的分类 二、存储容量单位
பைடு நூலகம்
计算机硬件系统
写
能修改
读
不能修改
计算机硬件系统
存储器（Memory）是计算机的记忆部件，是计算机存 放程序和数据的设备。它的基本功能是按照指令要求向指定的 位置存进（写入）或取出（读出）信息。计算机中的存储器分 为两大类：主存储器（又称为内存储器）和辅助存储器（又称 为外存储器）。
1KB=210B=1024B 1MB=210KB 1GB=210MB 1TB=210GB
计算机硬件系统
计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工或传送的数据 长度称为字。一个字通常由一个或若干字节组成。
计算机硬件系统
计算机硬件系统
位是计算机存储数据的最小单位，用来存放一位二 进制数（0或1）。
计算机硬件系统
字节是数据存储的基本单位，即以字节为单位存储和 解释信息。规定8个二进制位组成一个字节，即1B＝ 8bit。
计算机硬件系统
存储器的容量单位一般有KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字 节）、TB（太字节）等几种，它们之间的关系为
一、 存储器的分类 二、存储容量单位
பைடு நூலகம்
计算机硬件系统
写
能修改
读
不能修改
计算机硬件系统
存储器（Memory）是计算机的记忆部件，是计算机存 放程序和数据的设备。它的基本功能是按照指令要求向指定的 位置存进（写入）或取出（读出）信息。计算机中的存储器分 为两大类：主存储器（又称为内存储器）和辅助存储器（又称 为外存储器）。
1KB=210B=1024B 1MB=210KB 1GB=210MB 1TB=210GB
计算机硬件系统
计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次存取、加工或传送的数据 长度称为字。一个字通常由一个或若干字节组成。
计算机硬件系统
计算机硬件系统
位是计算机存储数据的最小单位，用来存放一位二 进制数（0或1）。
计算机硬件系统
字节是数据存储的基本单位，即以字节为单位存储和 解释信息。规定8个二进制位组成一个字节，即1B＝ 8bit。
计算机硬件系统
存储器的容量单位一般有KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字 节）、TB（太字节）等几种，它们之间的关系为
计算机组成原理4第四章存储器PPT课件精选全文
4.2
11
4.2
请问： 主机存储容量为4GB，按字节寻址，其地址线 位数应为多少位？数据线位数多少位？ 按字寻址（16位为一个字）,则地址线和数据线 各是多少根呢？
12
数据在主存中的存放
设存储字长为64位（8个字节），即一个存 取周期最多能够从主存读或写64位数据。
读写的数据有4种不同长度:
字节 半字 单字 双字
34
3. 动态 RAM 和静态 RAM 的比较
主存
DRAM
SRAM
存储原理
电容
触发器
集成度
高
低
芯片引脚
少
多
功耗
小
大
价格
低
高
速度
慢
快
刷新
有
无
4.2
缓存
35
内容回顾: 半导体存储芯片的基本结构 4.2
…… ……
地
译
存
读
数
址
码
储
写
据
线
驱
矩
电
线
动
阵
路
片选线
读/写控制线
地址线（单向） 数据线（双向） 芯片容量
D0
…… D 7
22
(2) 重合法（1K*1位重合法存储器芯片）
0 A4
0,00
…
0,31
0 A3
X 地
X0
32×32
… …
0址
矩阵
A2
译
0码
31,0
…
31,31
A1
器 X 31
0 A0
Y0 Y 地址译码器 Y31 A 9 0A 8 0A 7 0A 6 0A 5 0
《存储器管理》PPT课件
地址转换过程是：
CPU获得的逻辑地址首先与下限寄存器 的值相加，产生物理地址；然后与上限寄存 器的值比较。 1、若大于上限寄存器的值，产生“地址越界” 中断信号，由相应的中断处理程序处理； 2、若不大于上限寄存器的值，则该物理地址 就是合法地址，它对应于内存中的一个存储 单元。
案例分析
【例3-1】在某系统中采用固定分区分配管理 方式，内存分区(单位字节)情况如图3-10a所 示。现有大小为1KB、9KB、33 KB、121KB 的多个作业要求进人内存，试画出它们进入 内存后的空间分配情况，并说明内存浪费有 多大?
内存的在系统中的地位
CPU
内存
I/O 系统
外设
内存在计算机系统中的地位
3.1.1 存储体系
存储器存取 时间减少 存储器存取 速度加快 每位存储器 成本增加 存储器容量 减少 外 存 高速缓存器
程序和数据 可以被CPU 直接存取 内 存
程序和数据必 须先移到内存， 才能被CPU访问
三级存储器结构
存储器管理
单一连续分配仅适用于 单道程序设计环境，处 理机、主存都不能得到 充分的利用。
操作系统
32 KB
作业 分配给用户作 业的空间 未用
64 KB
1 60 KB
浪费
单一连续分配
特点：
（ 1 ）管理简单。它把主存分为两个区，用户区一 次只能装入一个完整的作业，且占用一个连续的 存储空间。它需要很少的软硬件支持，且便于用 户了解和使用。 （ 2 ）在主存中的作业不必考虑移动的问题，并且 主存的回收不需要任何操作。 （ 3 ）资源利用率低。不管用户区有多大，它一次 只能装入一个作业，这样造成了存储空间的浪费， 使系统整体资源利用率不高。 （4）这种分配方式不支持虚拟存储器的实现。
存储器完整课件
总线8根（D7-D0），控制总线中与主存有关的信号有MREQ（允许 访存，低电平有效），R/W（高电平为读命令，低电平为写命令）。
主存地址空间分配如下：0-8191为系统程序区，由只读存储芯 片组成；8192-32767为用户程序区；最后（最大地址）2K地址空间 为系统程序工作区。上述地址为十进制，按字节编址。现有如下存 储器芯片：
3、 DRAM的刷新方式：集中式、分散式、异步式，见图3.14 4、存储器控制电路：
四、主性能的主存储器： 1、EDRAM芯片又称增强型DRAM芯片，它是在DRAM芯片上集 成了一个SRAM实现的小容量高速缓冲存储器（cache），从而 DRAM芯片从而的性能等到显著改进,可以实现猝发式读取。
1M ×4位EDRAM芯片结构框图 见图3.18 2、 EDRAM内存条 见书图3.19 3、主存物理地址的存储空间分布见图3.20 思考题1 ：奔腾CPU的数据总线宽度为64位，地址总线宽度32位，
8片（位并联方式），故所需芯片数为16/4 × 8=32片。 （3）如果用32片4M ×1位SRAM芯片组成一个16M而地址 总线的高两位（ A23，A22）需要通过2：4线译码器进行芯片选择。 存储器组成方案为位并联与地址串联相结合的方式。
外存储器：简称外存，它是大容量辅助存储器。目前主要使用磁盘 存储器、磁带存储器和光盘存储器。
4、主存储器的技术指标：主存储器的性能指标主要是存储容量、 存取时间、存储周期和存储器带宽。
存入一个机器字的存储单元，通常称为字存储单元，相应的单 元地址叫字地址。而存入一个字节的单元，称为字节存储单元，相 应的地址称为字节地址。
3、存储器的分级结构：CPU能直接访问的存储器称为内存储器， 它包括高速缓冲存储器和主存储器。CPU不能直接访问外存储器， 外存储器的信息必须调入内存储器后才能为CPU进行处理。
主存地址空间分配如下：0-8191为系统程序区，由只读存储芯 片组成；8192-32767为用户程序区；最后（最大地址）2K地址空间 为系统程序工作区。上述地址为十进制，按字节编址。现有如下存 储器芯片：
3、 DRAM的刷新方式：集中式、分散式、异步式，见图3.14 4、存储器控制电路：
四、主性能的主存储器： 1、EDRAM芯片又称增强型DRAM芯片，它是在DRAM芯片上集 成了一个SRAM实现的小容量高速缓冲存储器（cache），从而 DRAM芯片从而的性能等到显著改进,可以实现猝发式读取。
1M ×4位EDRAM芯片结构框图 见图3.18 2、 EDRAM内存条 见书图3.19 3、主存物理地址的存储空间分布见图3.20 思考题1 ：奔腾CPU的数据总线宽度为64位，地址总线宽度32位，
8片（位并联方式），故所需芯片数为16/4 × 8=32片。 （3）如果用32片4M ×1位SRAM芯片组成一个16M而地址 总线的高两位（ A23，A22）需要通过2：4线译码器进行芯片选择。 存储器组成方案为位并联与地址串联相结合的方式。
外存储器：简称外存，它是大容量辅助存储器。目前主要使用磁盘 存储器、磁带存储器和光盘存储器。
4、主存储器的技术指标：主存储器的性能指标主要是存储容量、 存取时间、存储周期和存储器带宽。
存入一个机器字的存储单元，通常称为字存储单元，相应的单 元地址叫字地址。而存入一个字节的单元，称为字节存储单元，相 应的地址称为字节地址。
3、存储器的分级结构：CPU能直接访问的存储器称为内存储器， 它包括高速缓冲存储器和主存储器。CPU不能直接访问外存储器， 外存储器的信息必须调入内存储器后才能为CPU进行处理。
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❶ PROM 这是一次性写入的存储器芯片，数据不可改写
❷EPR据全部擦除
❸EEPROM点可擦除可编程只读存储器，通过电信号擦除数
据
10
ROM
11
磁盘根据电磁学原理，用涂敷在圆盘表面的磁性材料的极
化状态表示二进制数据。磁盘工作过程是：在磁盘控制器
的作用下，读写磁头沿着盘片表面作直线移动，而盘片高
速旋转，磁头和盘片的相对运动实现了快速数据寻找和读 取。磁盘控制器接受CPU发出的操作命令，控制磁盘的操 作，并在CPU和磁盘之间进行数据交换 。
磁盘表面结构如左图，磁
盘是同心圆结构，数据存
储在磁道上，盘片又分为
若干个扇形的区域，一个
程序代码和数据可以存放
3
构成存储器的存储介质，目前主要采用半导体器件和磁性材料。 存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体电路或一个CMOS 晶体管或磁性材料的存储元，它可存储一个二进制代码。由若干个 存储元组成一个存储单元，然后再由许多存储单元组成一个存储器。
一个存储器包含许多存储单元，每个存储单元可存放一个字节。每 个存储单元的位置都有一个编号，即地址，一般用十六进制表示。 一个存储器中所有存储单元可存放数据的总和称为它的存储容量。 假设一个存储器的地址码由20位二进制数（即5位十六进制数）组 成，则可表示220，即1M个存储单元地址。每个存储单元存放一个 字节，则该存储器的存储容量为1KB。
计算机存储模式规定，存储单
元以字节为单位，1字节由8位二 进制位组成。
5
随机存储
存
主存储器 （内存）
器（RAM） 只读存储
储
器（ROMJ）
器
磁介质存
系
储器
统
辅助存储 器（外存）
光存储设 备
固态存储 设备
6
7
Random Access Memory
RAM中的数据存取可以随机进行，既可以在任何时 候对其存储单元写入数据，也可以随时从其存储单元中读 取数据。但其中的数据会因断电而消失。
在一个或几个扇区的磁道
上，磁头读或写是围绕在
一个区域里进行的
12
❶软盘（Floppy Disk）是个人计算机（PC）中最早使用的可移介质。软盘的 读写是通过软盘驱动器完成的。软盘驱动器设计能接收可移动式软盘，目 前常用的就是容量为1.44MB的3.5英寸软盘。软盘存取速度慢，容量也小， 但可装可卸、携带方便。作为一种可移贮存方法，它是用于那些需要被物 理移动的小文件的理想选择。
1
2
存储器（Memory）： 是计算机系统中的记忆设备，用 来存放程序和数据。计算机中的全部信息，包括输入的原始 数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在 存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
存储位：存放一个二进制数位的存储单元，是存储器最小的存储单 位，或称记忆单元； 存储字：一个数（n位二进制位）作为一个整体存入或取出时，称 存储字； 存储单元：存放一个存储字的若干个记忆单元组成一个存储单元； 存储容量：存储器中存储单元的总数； 存储体：大量存储单元的集合组成存储体； 存储单元地址：存储单元的编号； 字编址：对存储单元按字编址； 字节编址：对存储单元按字节编址； 寻址：由地址寻找数据，从对应地址的存储单元中访存数据；
14
计算机中另一种外存是光盘，他使用激光技术存储 和读取数据。在光盘被发明用来存放唱片音频后，计算 机厂家就开始将光盘用于存储计算机数据的技术研究， 光盘盘片为硬质塑料，形状、尺寸 与硬盘差不多，但成 本极低。激光束发射到盘片上，通过盘片介质的不同结 构对激光的反射不同来表示数据。光盘的最大容量大约 是650MB
存储器框图
各存储器之间的关系
4
量词缩写 KB（KiloByte） MB(MegiByte) GB(MebaByte) TB(TeraByte)
量词描述 千字节 兆字节 吉字节 太拉字节
实际字节数 1024 1048576 1073741824 1099511627776
近似表示 1000 1000000 1000000000 1000000000000
本核算，低于缩微品、幻灯片。一次写入光盘的每位存储成本
现代的随机存取存储器几乎是所有访问设备 中写入和读取速度最快的，取存延迟也和其他涉 及机械运作的存储设备相比，也显得微不足道。
9
Read Only Memory
ROM中的数据只能被读出，而不能被写入，其中的信息是 在使用之前通过专用设备固化的，特点是存储的数据不会因断 电而消失。
作用： ROM用于在计算机中存放那些即使关机也不能丢 失的程序代码和数据
PC机上使用的是内存条，它将多片RAM芯片制作在 一个条形电路板上。
ＲＡＭ
内存条
8
RAM根据其保持数据方式的方式可分为静态 RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。SRAM的存 储原理基于一个具有维持信号不变的电路；DRAM 的存储原理类似于一个电容，要保持数据，必须定 时给电容充电，这个过程叫做刷新。
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①信息存储密度很高，达10位/ 毫米，约比磁盘高50倍，与黑白 双色调缩微品相当。一张 300毫米光盘单面的存储容量达10～ 10位。用它可以存储约50万页由文字数字编码信息组成的Ａ4资 料，或5万帧静止的电视彩色图像,或0.5～1小时电视节目,或2～ 3万页分辨率为8线毫米的Ａ4影像资料。 ②媒体的成本低廉，用只读光盘存储图像，以复制1000片作成
❷磁带是一种用于记录声音、图像、数字或其他信号的载有磁层的带状 材料，是产量最大和用途最广的一种磁记录材料。通常是在塑料薄膜带 基（支持体）上涂覆一层颗粒状磁性材料(如针状γ-Fe2O3磁粉或金属磁 粉)或蒸发沉积上一层磁性氧化物或合金薄膜而成。最早曾使用纸和赛璐 珞等作带基，现在主要用强度高、稳定性好和不易变形的聚酯薄膜。
❶
❷
13
❸硬盘：使用合金盘片的硬盘，盘片和读写装置、磁盘控制器电 路一起被固定在密封的盒子中，使用一组电缆导线与主板上的外 存接口连接。
❶IDE/ATA硬盘，使用40线的扁平电缆，传 ❷SATA硬盘，带宽：300MBps，传速：
速：133MBps
3Gbps
❸SCSI从小型机移植到PC机上的硬 盘，价格高，需要80线电缆