计算机组成实验五-存储器读写实验

实验五存储器读写实验

一、实验目的

1.掌握存储器的工作特性。

2.数学静态存储器的操作过程，验证存储器的读写方法。

二、实验原理

存储器是计算机的主要部件，用来保存程序和数据。从工作方式上分类，存储器可分成易失性和非易失性存储器，易失性存储器中的数据在关电后将不复存在，非易失性储器又可分为动态存储器和静态存储器，动态存储器保存信息的时间只有2ms，工作时需要不断更新，既不断刷新数

据；静态存储器只要不断电，信息是不会丢失的。为简单起见，计算机组成实验用的是容量为2K的镜头存储器6116。

1.静态存储器芯片6116的逻辑功能

6116是一种数据宽度为8位（8个二进制位），容量为2048字节的态存储器芯片，封在24引脚的封装中，封装型式如图2-7所示。

6116芯片有8根双向三态数据线D7-D0，所谓三态是指输入状态、输

出状态和高阻状态，高阻状态数据线处于一种特殊的“断开”状态；

11根地址线A10-A0，指示芯片内部2048个存储单元号；3根控制线片选控制信号，低电平时，芯片可进行读写操作，高电平时，芯片保存信息不能进行读写；为写入控制信号，低电平时，把数据线

上的信息存入地址线A10-A0指示的存储单元中；为输出使能控制

信号，低电平时，把地址线A10-A0指示的存储单元中的数据读出送到

数据线上。芯片控制信号逻辑功能见表2-9。

芯片状态控制信号状态D0-D7

数据状态

CS

保持 1 ××高阻抗

保持0 1 1 高阻抗

读出0 1 0 6116→总线

写入0 0 1 总线→6116

无效0 0 0

图2-7 存储器部件电路图

2.存储器实验单元电力路

因为在计算机组成原理实验中仅用了256个存储单元，所以6116

芯片的三根地址线A11-A8接地也没有多片联用问题，片选信号接地使芯片总是处于被选中状态。芯片的和信号分别连接实验台

的存储器写信号和存储器读写信号，存储器实验单元逻辑电路如图2-7所示。这种简化了控制过程的实验电路可方便实验进行，存储器实验单元电路控制信号逻辑功能见表2-10。

芯片状态控制信号状态D0-D7

数据状态

M−R

保持 1 1 高阻抗

读出0 1 6116→总线

写入 1 0 总线→6116

无效0 0 报警

3.存储器实验电路

存储器读/写实验需呀三部分电路共同完成：存储器单元（MEM UNIT）、地址寄存器单元（ADDRESS UNIT）和输入、输出单元

（INPUT/OUTPUT UNIT）。存储器单元以6116总线上的数据送入地址寄存器，向存储器单元电路提供地址信息，输入、输出单元作用与以前相同。存储器实验的逻辑原理如图2-8所示。

图2-8 存储器实验电路逻辑图

三、实验过程

1.连线

（1）连接实验一（输入、输出实验）的全部连线。

（2）按实验逻辑原理图连接、两根信号低电平有效信号线。

（3）连接A7-A0 8根地址线。

（4）连接B-AR正脉冲有效信号线。

2.顺序写入存储单元实验操作过程

（1）把B-AR控制开关拨到0（因此信号是正脉冲有效），把其他控制开关全部拨到1，使全部控制信号都处于无效状态。

（2）在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制01H），拨下IO−R开关，把地址数据送总线。

（3）拨动一下B-AR开关，实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器（AR）保存。

（4）在输入数据开关上拨一个实验数据（如10000000，即16进制数80H），拨下控制开关，把实验数据送到总线。

（5）拨动控制开关，即实现“0-1-0”，产生一个负脉冲，把实验数据存入存储器的01H号单元。

（6）按表2-11所示的地址数据和实验数据，重复上面（1）（2）（3）（4）（5）5个步骤，顺序在存储器单元中存放不同的实验数据。

地址单元实验数据

01H 80H

02H 40H

03H 20H

04H 10H

05H 08H

36H 55H

表2-11 推荐的典型实验数

3.顺序读出存储单元实验操作过程

（1）在输入数据开关上拨一个地址数据（如00000001，即16进制数01H），拨下开关把地址数据送地址总线。

（2）拨动一下B-AR开关，即实现“0-1-0”，产生一个正脉冲，把地址数据送地址寄存器（AR）保存。

（3）把IO−R开关拨上，切断输入开关与总线的联系。

（4）拨下控制开关，把实验数据从存储器的01H好单元读出送总线，验证实验数据是否与表2-11中的内容相符合。

（5）拨动开关，即实现“0-1-0”,产生一个负脉冲，把从存储器读出的实验数据从总线送出显示电路L7-L0。

（6）拨上控制开关，使存储器处于保持状态。

（7）重复上面的（1）-（6）6个步骤，按顺序从地址01H-05H的存储器单元中读出的实验数据送输出显示电路L7-L0，验证读出数据与表

2-11中的内容是否相符。

4.随机读出存储器单元实验操作过程

重复上面（1）-（6）6个步骤，分别从地址36H，25H,03H 3个不连续的存储器单元中读出数据，验证实验数据是否与表2-11中的内容

相符合，注意地址25H这个存储单元中没有写入过实验数据，读出的内容应是随机值。

四、结果与总结

实验结果记录：

通过此次实验我初步学习了解了存储器的工作特性，也熟悉了静态存储器的操作过程，进一步也验证了存储器的读写方法。之前只是在书本上学习存储器读写的操作，现在通过操作自己亲身体会了这个过程，使我们更加理解了存储器读写过程。

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