存储器原理与接口(4)
第四章-存储器04-高速缓冲存储器
Cache 000 001 010 011 100 101 110 111 000 001 010 011 100 101 110 111
调入
4.1、地址映象——直接映像
例2：设一个Cache中有8块，访问主存进行读操作的块地址依次为： 10110、11010、10110、11010、10000、00100、10010， 求每次访问时Cache的内容。
硬件完成功能： 访存地址 转成 Cache地址 辅助存储器
Cache 的全部功能都是 由硬件完成的， 对程序员来说是透明的。
4.1、地址映象
映象：其物理意义就是位置的对应关系，将主存地址变成Cache地址。
常见的映象方式主要有三种： 1）直接映象 2）全相联映象 3）组相联映象
CPU Cache 字 数据总线 字
2位 主存区号标记 00 主存块号 比较 3位 区内块号 100 Cache块号 未命中 访问内存 000 001 010 011 100 101 110 111 块内地址 块内地址
Cache
000 001 010 011 100 101 110 111
调入
块表 000 001 010 011 100 101 110 111
4、高速缓冲存储器（Cache）
考研试题精选：
假设：CPU执行某段程序时，共访问Cache 3800 次，访问主存200 次，已知Cache存取周期为50ns，主存存取周期为250ns。
求：Cache—主存系统的平均存取时间和效率。 解： 系统命中率 h = 3800 / 3800 + 200 = 0.95
Cache
000 001 010 011 100 101 110 111 调入
块表 000 10 001 010 11 011 100 101 110 10 111
计算机组成原理 第 4 章 存储器系统
• 存储单元的编址
• 编址单位：存储器中可寻址的最小单位。 • ① 按字节编址：相邻的两个单元是两个字节。 • ② 按字编址：相邻的两个单元是两个字。
• 例如一个32位字长的按字节寻址计算机，一个 存储器字中包含四个可单独寻址的字节单元。 当需要访问一个字，即同时访问4个字节时，可 以按地址的整数边界进行存取。即每个字的编 址中最低2位的二进制数必须是“00” ，这样可 以由地址的低两位来区分不同的字节。
• 主存储器用于存放CPU正在运行的程序和数据。 主存与CPU之间通过总线进行连接。
地址总线 MAR CPU MDR (k 位) 数据总线 (n 位) R/W MFC
2013-11-4 27
主 存 2k×n 位
主存的操作过程
• MAR：地址寄存器 MDR：数据寄存器
读操作（取操作） 地址 （MAR） AB
2013-11-4
5
(3) 高速缓冲存储器（Cache）
• Cache是一种介于主存与CPU之间用于解 决CPU与主存间速度匹配问题的高速小 容量的存储器。 • Cache用于存放CPU立即要运行或刚使用 过的程序和数据。
2013-11-4
6
2．按存取方式分类
• (1) 随机存取存储器(RAM) • RAM存储器中任何单元的内容均可按其地址随机地 读取或写入，且存取时间与单元的物理位置无关。 • RAM主要用于组成主存。
主存储器的组成和基本操作
地 址 译 码 驱 动 电 路 存 储 阵 列 读 写 电 路 数 据 寄 存 器 数 据 总 线
时序控制电路 R/W
2013-11-4
MFC
图 4-1
主存储器的基本组成 18
《微型计算机原理与接口技术》(第三版)习题答案
习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。
1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.微机系统的硬件由哪几部分组成？答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。
2.什么是微机的总线，分为哪三组？答：是传递信息的一组公用导线。
分三组：地址总线，数据总线，控制总线。
3.什么是总线，微机中的总线通常分为哪几类？答：是一组信号线的集合，是一种在各模块间传送信息的公共通路；有四类，片内总线，微处理器总线，系统总线，外总线。
4.8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。
执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。
5.8086指令队列的作用是什么？答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。
微型计算机系统原理及应用 第4章 半导体存储器
17
4．3 半导体只读存储器（ROM）
4.3.1 掩膜式只读存储器ROM ROM制造厂家按用户提供的数据，在芯片制造时
写定。用户无法修改。
18
4.3.2 可编程的只读存储器PROM 只能写入一次。
19
4.3.3 可编程、可擦除的只读存储器EPROM
1. 紫外线擦除的EPROM 进行照射10～20min，擦除原存信息，成为全1状态。
8
2．静态RAM的结构 将多个存储单元按一定方式排列起来，就组成了一个静 态RAM存储器。
9
典型的SRAM 6116：2KB，A0~A10，D0~D7形成 128*16*8（每8列组成看作一个整体操作）的阵列
片选CS# 输出允许 OE#
读写控制 WE#
10
典型的SRAM芯片6264 (8KB)
29
存储器芯片的选用
RAM、ROM区别：
–ROM：ROM用来存放程序，为调试方便，多采用EPROM
–RAM：存储器容量不大，功耗较小时，可采用静态RAM；
系统较大，存储器容量很大，功能和价格成为主要矛盾， 要选择动态RAM，这时要考虑刷新问题。
组成存储器模块时，需要考虑的因素主要有：容
量、速度、负载等：
14
2. 双端口RAM举例
CY7C130/131/140/141 1K*8bit高速双端口SRAM A0~A9：地址线 I/O0~I/O7：数据线 CE#：片选 OE#：输出允许线 R/W#：读写控制 BUSY#： INT#：
15
存储器的基本组成 半导体存储器的内部结构为例
译码电路： 重合译码方式 存储体：核心。一个 基本存储电路可存入 一个二进制数码
A12 A7 A6 A5 A4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 Vcc WE CS 2 A8 A9 A 11 OE A 10 CS 1 D7 D6 D5 D4 D3
(完整word版)第四章存储器习题
第四章存储器一、填空题1. 计算机中的存储器是用来存放的,随机访问存储器的访问速度与无关.√2。
主存储器的性能指标主要是、存储周期和存储器带宽。
√3。
存储器中用来区分不同的存储单元，1GB= KB。
√4。
半导体存储器分为、、只读存储器(ROM)和相联存储器等。
√5. 地址译码分为方式和方式.√6。
双译码方式采用个地址译码器，分别产生和信号。
√7。
若RAM芯片内有1024个单元，用单译码方式，地址译码器将有条输出线；用双译码方式,地址译码器有条输出线。
√8. 静态存储单元是由晶体管构成的，保证记忆单元始终处于稳定状态，存储的信息不需要。
√9. 存储器芯片并联的目的是为了 ,串联的目的是为了。
10. 计算机的主存容量与有关，其容量为。
11。
要组成容量为4M×8位的存储器,需要片4M×1位的存储器芯片并联，或者需要片1M×8位的存储器芯片串联。
12. 内存储器容量为6K时，若首地址为00000H,那么末地址的十六进制表示是。
13 主存储器一般采用存储器件，它与外存比较存取速度、成本。
14 三级存储器系统是指这三级、、。
15 表示存储器容量时KB= ,MB= ;表示硬盘容量时,KB= ，MB= 。
16一个512KB的存储器，其地址线和数据线的总和是。
17 只读存储器ROM可分为、、和四种.18 SRAM是；DRAM是；ROM是；EPROM是。
19半导体SRAM靠存储信息，半导体DRAM则是靠存储信息。
20半导体动态RAM和静态RAM的主要区别是。
21MOS半导体存储器可分为、两种类型，其中需要刷新。
22 广泛使用的和都是半导体③存储器。
前者的速度比后者快，但不如后者高，它们的共同缺点是断电后保存信息.23 EPROM属于的可编程ROM，擦除时一般使用，写入时使用高压脉冲.24 单管动态MOS型半导体存储单元是由一个和一个构成的。
25 动态半导体存储器的刷新一般有、和三种方式。
计算机组成原理第4章主存储器(00001)资料讲解
CS
WE
DOUT
片选读时间 taCS
CPU必须在这段时 间内取走数据
片禁止到输出的传 输延迟tPLH CS→DOUT
15
1. 静态存储器（SRAM）（6）
(2) 开关特性
写周期时序 地址对写允许WE的保持时间 th Adr
地址对写允许WE的建立时间 tsu
Adr
Adr
CS
WE
最小写允许宽度tWWE
保持1，0 的双稳态 电路
存储单元
9
1. 静态存储器（SRAM）
MOS管是金属(Metal)—氧化物(Oxid)—半导体(Semiconductor) 场效应晶体管，或者称S管有三个极：源极S（Source）、漏极D（Drian）和栅极G（Gate）.
器
控制电路
0 … 31
读/写电路 Y地址译码
CS WE DIN H ×× LLL LLH L H×
DOUT H H H DOUT
操作方式
未选 写“0” 写“1”
读
WE CS
A5 … A9
14
1. 静态存储器（SRAM）（5）
(2) 开关特性
读周期时序
Adr
地址对片选的建立时间 tsu Adr→CS
27
4.6 非易失性半导体存储器（4）
3．可擦可编程序的只读存储器（EPROM） 为了能修改ROM中的内容，出现了EPROM。其原理：
VPP(+12V)
控制栅 浮置栅
5～7V
源n+
漏n+
P型基片
28
4.6 非易失性半导体存储器（5）
3．可擦可编程序的只读存储器（EPROM） 存储1，0的原理：
计算机组成原理——主存储器4
主存储器
4.1 主存储器的全机中心地位 主存与CPU 主存与I/O设备 主存与多处理机
存储器分类
1. 按存储介质分类
(1) 半导体存储器 (2) 磁表面存储器 (3) 磁芯存储器 (4) 光盘存储器 TTL 、MOS 磁头、 磁头、载磁体 硬磁材料、 硬磁材料、环状元件 激光、 激光、磁光材料
4.6
非易失型半导体存储器（ROM） 非易失型半导体存储器（ROM）
存储器名 ROM PROM EPROM 功能 只读不能写 一次性写入 可多次写入、读出 存储原理 以元件有无表 示0、1 以熔丝接通、 断开表示0、1 写:以漏源极间 有无导电沟道 存储0、1 擦:紫外线使浮 置栅电荷泄漏 写：同EPROM 擦：电擦除 写：同EPROM 擦：电一次性 整体或分区擦 除（幻灯） 存储单元元件 二极管或晶体 管 熔丝 幻灯上所示的 管子
3. 按在计算机中的作用分类
RAM 静态 RAM 动态 RAM MROM PROM EPROM EEPROM
主存储器
ROM
存 储 器
Flash Memory
高速缓冲存储器（ 高速缓冲存储器（Cache） ） 辅助存储器 磁盘 磁带 光盘
二、存储器的层次结构
1. 存储器三个主要特性的关系
／ 速度 容量 价格 位 CPU 寄存器 存 主存 CPU 机 主 快 小 高
举例 画出用16K*8位的芯片组成64K*8 16K*8位的芯片组成64K*8位存储器的连接图 画出用16K*8位的芯片组成64K*8位存储器的连接图
A15 A14 A13 A0 WE
译 码 器
CS R/W
CS R/W
CS R/W
CS R/W D0-D7
字扩展的几点结论
西安电子科技大学_计算机组成与体系结构_第4章存储系统_课件PPT
存取方式 读写功能
随机读写：RAM 顺序(串行)访问：
顺序存取存储器 SAM 直接存取存储器 DAM
12
4.1 存储系统概述 4.1.2 存储器分类：不同的分类标准
存储信息的介质
在计算机中的用途
存放信息的易失(挥发)性
存取方式 读写功能
读写存储器 只读存储器
13
存储信息的介质
在计算机中的用途 存放信息的易失(挥发)性 存取方式 读写功能
易失：RAM 非易失：
ROM 磁盘
……
11
4.1 存储系统概述 4.1.2 存储器分类：不同的分类标准
存储信息的介质 在计算机中的用途 存放信息的易失(挥发)性
存储器的存取时间 与存储单元的物理 地址无关，随机读 写其任一单元所用
无
36
8086系统总线
D0～D7
A1～A13 MEMR MEMW
A0
D8～D15 A1～A13 MEMR MEMW
BHE
&
A19
A18
A17
&
A16 A15 A14
6264与8086系统总线的连接
6264
D0～D7
A0～A12
CS1
OE
WE
CS2
6264
D0～D7
A0～A12
CS1
OE
WE
CS2
74LS138
每次读出/写入的字节数 存取周期
价格
体积、重量、封装方式、工作电压、环境条件
14
4.1 存储系统概述 4.1.2 存储器的性能指标
容量 速度 可靠性
可维修部件的可靠性： 平均故障间隔时间（MTBF）
存储器的工作原理
存储器的工作原理
存储器的工作原理是通过电子元件来存储和检索数据。
具体来说，存储器由许多存储单元组成，每个单元可以存储一个二进制位（0或1）。
存储器根据地址线来识别和访问不同的存储
单元。
当计算机需要存储数据时，它将数据转换为二进制形式，并通过数据线将数据写入到存储单元中。
同时，计算机发送一个地址信号通过地址线，将数据写入到指定的存储单元中。
数据的写入过程是通过电荷在存储单元中的堆积和释放来实现的。
当计算机需要检索存储器中的数据时，它通过地址线发送一个地址信号来指定要访问的存储单元。
存储单元中的数据通过数据线返回给计算机。
数据的读取是通过从存储单元中读取电荷的状态来实现的。
存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
在RAM中，数据可以随时读取和写入，而在ROM中，数据只能被读取。
在RAM中，数据是临时存
储的，当计算机断电时，数据会丢失。
而在ROM中，数据是
永久存储的，即使计算机断电，数据也会被保留。
总之，存储器是计算机中重要的组成部分，它负责存储和检索数据，并通过电子元件完成这些操作。
第4章存储逻辑
4.5.1 字长位数扩展
例：利用64K×8位ROM芯片，设计一个64K×16 位的ROM。 解：两个芯片的地址总线公用，控制总线也公 用，而数据线分成高８位和低８位。
4.5.1 字长位数扩展
例：SRAM字长位数扩展
1M×4位 1M×8位
4.5.2 字存储容量扩展
给定的芯片存储容量较小，不满足设计要求的总 存储容量，此时需要用多片给定芯片来扩展字 数。 方法：数据总线和低位地址总线公用，控制总线 中R/W公用，使能端EN不能公用，它由地址总线 的高位段译码来决定片选信号。 所需芯片数：设计要求存储容量除以已知芯片存 储容量。
3、ROM结构的点阵图表示法
最小项表达式 G3=∑(8,9,10,11,12,13,14,15) G2=∑(4,5,6,7,8,9,10,11) G1=∑(2,3,4,5,10,11,12,13) G0=∑(1,2,5,6,9,10,13,14)
4.3.2 可编程ROM
1、EPROM存储元 2、E2PROM存储元
4.4 FLASH存储器
FLASH存储器也译成闪速存储器，它是高密度非易 失性的读／写存储器。它既有RAM的优点，又有 ROM的优点。 闪速存储器中的存储元，由单个MOS晶体管组 成： 漏极S和源极D，控制栅和浮空栅。
4.4 FLASH存储器
FLASH存储器的基本操作
无电流，读出为0
4.2.2 地址译码方法
存储器按存储矩阵组织方式不同，可分为： 单译 码结构和双译码结构。 1、单译码结构 需要一个译码器。 每个存储元只有一条选择线（字线）。 单译码结构（也称字结构）：每次读／写时，选 中一个字的所有存储元。
4.2.2 地址译码方法
计算机原理存储器
计算机原理存储器
计算机原理中，存储器是指计算机用来存储数据和程序的部件。
存储器一般分为内存和外存两种类型。
内存是计算机中用于存储当前运行程序和数据的存储器。
它分为主存和辅存两部分。
主存是计算机中最主要的存储器，由半导体存储芯片构成，通常包括随机访问存储器（RAM）和只
读存储器（ROM）。
RAM具有读写功能，用于临时存储运行
程序和数据，数据可以快速读取和写入。
而ROM是只读存储器，其中的数据是固化的，无法进行修改。
主存的容量通常较小，但速度快。
外存主要是指硬盘、光盘等可以作为辅助存储器使用的设备。
相比主存，外存容量大，但速度较慢。
外存被用于长期存储程序和数据，能够持久保存。
计算机在运行过程中，通常需要将外存中的数据加载到主存中进行操作。
存储器在计算机中起到了至关重要的作用，它直接影响到计算机的性能和数据的处理速度。
不同类型的存储器在容量、速度和价格等方面有所差异，计算机系统需要根据不同的需求来选择合适的存储器组合。
《微机原理与接口技术》习题4解答
《微机原理与接⼝技术》习题4解答习题44.1 半导体存储器有哪些优点？SRAM、DRAM各⾃有何特点？【解答】特点是容量⼤、存取速度快、体积⼩、功耗低、集成度⾼、价格便宜。
SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留不变，只要不掉电所保存的信息就不会丢失。
⽽DRAM保存的内容即使在不掉电的情况下隔⼀定时间后也会⾃动消失，因此要定时对其进⾏刷新。
4.2 ROM、PROM、EPROM、E2PROM、Flash Memory各有何特点？⽤于何种场合？【解答】掩膜式ROM中的信息是在⽣产⼚家制造时写⼊的。
制成后，信息只能读出不能改写。
PROM中晶体管的集电极接V CC，基极连接⾏线，发射极通过⼀个熔丝与列线相连。
出⼚时，晶体管阵列的熔丝完好。
写⼊信息时，选中某个晶体管，输⼊⾼低电平保留或烧断熔丝对应1和0。
烧断熔丝不能再复原，因此只能进⾏⼀次编程。
EPROM芯⽚的顶部开有⼀⽯英窗⼝，通过紫外线的照射可擦除⽚内原有信息，⼀块芯⽚可多次使⽤，缺点是只能进⾏整⽚写。
E2PROM是可⽤电擦除和编程的只读存储器，能在线读写，断电情况信息不丢失，能随机改写；其擦写次数可达1万次以上，数据可保存10年以上。
可作为系统中可靠保存数据的存储器。
Flash Memory是新型的半导体存储器，可实现⼤规模电擦除，擦除功能可迅速清除整个存储器的所有内容；可⾼速编程；闪速存储器可重复使⽤，适⽤于⽂件需要经常更新的可重复编程应⽤中。
对于需要实施代码或数据更新的嵌⼊性应⽤是⼀种理想的存储器。
4.3 动态RAM为什么需要经常刷新？微机系统如何进⾏动态RAM的刷新？【解答】动态RAM是利⽤电容存储电荷的原理来保存信息的，由于电容会泄漏放电，所以，为保持电容中的电荷不丢失，必须对动态RAM不断进⾏刷新。
DRAM的刷新常采⽤两种⽅法：⼀是利⽤专门的DRAM控制器实现刷新控制，如Intel 8203控制器；⼆是在每个DRAM芯⽚上集成刷新控制电路，使存储器件⾃⾝完成刷新，如Intel 2186/2187。
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
微机原理与接口技术试卷及答案4套
微机原理及接口技术 A 卷一、填空题 (共计 20 分每一个空 2 分 )1、已知 [X]补＝01100011B，求 X＝( ) (结果用十进制表示)[Y]补＝11111001B，求 Y＝( ) (结果用十进制表示)2、8088CPU 的地址总线为多少条( )；直接寻址的内存空间为多少( )。
3、已知 DS＝2000H，内存(20220H)＝FFH, (20221H)＝22H指令 INC WORD PTR [0200H]执行的结果是： (20220H ) = (20221H) =4、8086 外部中断有( )和( )，当 CPU 内的中断标志 IF＝“0”状态时，外部中断线同时为“ 1”状态时， CPU 响应哪个中断请求信号( )。
5、 CPU 及外设数据传送的控制方式有无条件传送方式、 ( ) 、( )和 DMA 直接存储器传送方式。
二、简答题 (共计25 分每小题 5 分 )1、什么是 I/O 接口？ I/O 接口的主要功能有哪些？(答出 3 点即可)。
2、请叙述 INTR 中断过程(答出 5 点)。
3、有一 2764EPROM 芯片有 13 条地址总线，请计算芯片的地址范围(起始地址为 12000H)请写出末地址4、定时器 8253 计数器 0 输入时钟 1.19MHz,;输出频率 500Hz，并设定为二进制计数，问计数初值为多少？计数器 1 产生连续的对称方波，输入时钟为 2MHz 的时钟频率，计数初值为 4000，并设定为 BCD 计数，问输出的连续对称的周期是多少毫秒？5、中断向量地址表的作用是什么？已知中断类型码分别为 0EH 和 0FH，它们的中断服务程序的入口地址在中断向量地址表的地址是什么？ (注意：写成××××H：××××H 格式)三、分析程序写出结果 (共计 15 分 )1、 (3 分)TABLE DB 30H , 31H , 32H ,33H , 34HENTRY DB 3MOV BX , OFFSET TABLEADD BX,ENTRYMOV AL,[BX] ; 问程序执行后 AL＝2、 (6 分)已知 DS=3000H , SS=4000H , BX=1200H , BP=1000H(31200H)=01H , (31201H)=02H , (41200H)=03H , (41201H)=04H 程序段如下：MOV AX, 1200H ;该指令的寻址方式：ADD AX, [1200H] ;ADD AX, [BX] ; 请写出程序段执行后的结果 AX=3、 (6 分)下列程序段求 FLD 开始的八个数据的平均值，结果在 RES 中。
计算机组成原理第4章 存储系统
第四章存储系统4.1概述4.1.1技术指标4.1.2层次结构4.1.3存储器分类存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。
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。
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，均可以存储一位二进制代码。
这个二进制代码位是存储器中最小的存储单位，称为一个存储位或存储元。
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。
根据存储材料的性能及使用方法不同，存储器有各种不同的分类方法。
(1)按存储介质分作为存储介质的基本要求，必须有两个明显区别的物理状态，分别用来表示二进制的代码0和1。
另一方面，存储器的存取速度又取决于这种物理状态的改变速度。
目前使用的存储介质主要是半导体器件和磁性材料。
用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器。
用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器，如磁盘存储器和磁带存储器。
(2)按存取方式分如果存储器中任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关，这种存储器称为随机存储器。
半导体存储器是随机存储器。
如果存储器只能按某种顺序来存取，也就是说存取时间和存储单元的物理位置有关，这种存储器称为顺序存储器。
如磁带存储器就是顺序存储器，它的存取周期较长。
磁盘存储器是半顺序存储器。
(3)按存储器的读写功能分有些半导体存储器存储的内容是固定不变的，即只能读出而不能写入，因此这种半导体存储器称为只读存储器(ROM)。
既能读出又能写人的半导体存储器，称为随机读写存储器(RAM)。
(4)按信息的可保存性分断电后信息即消失的存储器，称为非永久记忆的存储器。
断电后仍能保存信息的存储器，称为永久性记忆的存储器。
磁性材料做成的存储器是永久性存储器，半导体读写4.2 半导体随机读写存储器主存储器由半导体存储芯片构成，容量较小时可采用SRAM芯片，容量较大时一般采用DRAM芯片。
主存中的固化区采用ROM芯片，包括PROM、EPROM、EEPROM、等。
微机原理 第4章
可擦除可编程的ROM（EPROM）
特点：芯片的上方有一个石英玻璃的窗口，通过紫 外线照射，芯片电路中的浮空晶栅上的电荷会形成光 电流泄漏走，使电路恢复起始状态，从而将写入的信 号擦去。
顶部开有一个圆形的石英窗口，用于紫外线透过擦除 原有信息 一般使用专门的编程器（烧写器）编程 编程后，应该贴上不透光封条
扩充存储器的数据宽度
用8b*32K的 EPROM芯片 27C256进行字节 数扩充，组成8b *64K的EPROM子 系统
RAS
动态RAM的刷新：
为保持电容CS中的电 荷不丢失，必须对动 态RAM不断进行读出 和再写入 CD数据线上分布电容
TS门控管
DRAM控制器的原理图
DRAM控制器的功能： （1）时序功能 （2）地址处理功能 （3）仲裁功能 P136
4.1.4 随机存取存储器RAM 1.SRAM 速度快 不需要刷新 片容量低 功耗大 2.DRAM 片容量高 需要刷新
4.选择存储器件的考虑因素
① 易失性：电源断开之后，存储器的内容是否 丢失。 ② 只读性 ③ 存储容量：每个芯片中的存储单元的总数。 ④ 速度：用存储器访问时间来衡量。访问时间 是指存储器接收到稳定地抵制信号到完成操作 的时间。 ⑤ 功耗
5. 半导体存储器的特点与分类
半导体存储器的特点： 1. 速度快，储存时间为ns级 2. 集成化 3. 非破坏性读出 半导体存储器分类: A. 从器件组成角度： 1.双极性存储器TTL（Transistor- Transistor Logic）， 特点是速度快，功耗较低，集成度低。 2.单极性存储器是用MOS（Metal-Oxide-Semiconductor） 制成的存储器， 特点是集成度高，功耗低，价格便宜。
微机原理与接口技术(科学出版社)第4章课后习题及答案
微机原理与接口技术第四章课后习题1.指令主要有哪些分类方式? 其主要类别是什么?答：操作数、级别、功能。
操作数：无操作数、单操作数、双操作数三操作数；级别：机器指令和汇编指令功能：传送类、算术运算类、位操作类、I／O类、串操作类、CPU控制类、转移类；2.80X86的寻址方式有哪些?它们的具体含义是什么?答：操作数寻址方式主要有立即寻址方式、寄存器寻地址、存储器寻址方式、端口寻址方式(1)立即寻址方式:操作对象是这个操作数本身(2)寄存器寻地址:操作对象是寄存器中的内容(3)存储器寻址方式:操作对象是内存地址所对应的存储单元中的内容(4)端口寻址方式:操作数是指明端口的地址、端口地址所对应的端口中的内容是操作对象3. 指出下列各指令中源操作数和目的操作数的寻址方式：⑴MOV BX,WORD PTR[2200H] ⑵ AAA⑶JUM 2200H ⑷ LES DI,[2100H]⑸ MOV [BX+SI+8], BX ⑹ ADD AX,[BP+3000H]答:⑴MOV BX, WORD PTR[2200H] 源操作数：直接寻址；目的操作数：寄存器寻址⑵AAA 源操作数：寄存器寻址AL(也称隐含寻址)；目的操作数：寄存器寻址⑶JUM 2200H 程序转移段内直接寻址方式⑷LES DI,[2100H] 源操作数：直接寻址；目的操作数：寄存器寻址⑸MOV [BX+SI+8], BX 源操作数：寄存器寻址；目的操作数：相对基址变址寻址⑹ADD AX,[BP+3000H] 源操作数：直接寻址；目的操作数：寄存器相对寻址4. 设CS=1000H,DS=2000H,ES=3000H,SS=4000H,IP=100H,SP=200H,BX=300H,BP=400H,SI=500 H,则：(1)10202H(2)40300H(3)21010H(4)42156H(5)31510H5.写出清除AX寄存器内容的方法并比较。
第4章 存储器系统接口
桂小林，微机原理与接口
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西安交通大学 计算机科学与技术系
9.2.2 显示卡接口
一般显示卡上的视频信号接口通常只有一个 15针的D型插座，供使用者连接显示器使用， 但有些具备电视信号输出的显示卡除了15针 D型插座外，还具有DIN型视讯信号插座或 者5针的S端子视讯信号插座。
桂小林，微机原理与接口
PS/2 通讯协议是一种双向同步串行通讯协议。通讯的两端 通过Clock(时钟脚)同步，并通过DATA(数据脚)交换数据。 任何一方如果想抑制另外一方通讯时，只需要把Clock(时钟 脚)拉到低电平。 如果是PC机和PS/2键盘间的通讯，则PC机必须做主机，也 就是说，PC机可以抑制PS/2键盘发送数据，而 PS/2键盘 则不会抑制PC机发送数据。 一般两设备间传输数据的最大时钟频率是33kHz，大多数 PS/2设备工作在10~20kHz。推荐值在 15kHz左右，也就 是说，Clock(时钟脚)高、低电平的持续时间都为40μs。每 一数据帧包含11~12个位，具体含义如表1所列。
场频的范围大小反映了显示器对于各种显示分辨率的适应能力以及 屏幕图象有无抖动和潜在的抖动。其值越高，图象越稳定，闪烁感 就越小。 根据VESA标准，75Hz以上为推荐刷新频率，是按照人眼的特性， 屏幕每秒刷新75次，才不会感觉到明显的闪烁，频率越高，对视觉 的影响越小。 所以在选择显示器时，一定要注意其推荐刷新频率须大于或等于 75Hz。
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西安交通大学 计算机科学与技术系
9.2.3显示器的主要性能指标
显示器的主要性能指标包括：最大分辨率、颜色数、 刷新频率、点距等。
分辨率是反映整屏的屏幕像素总数，最大分辨率就 是其最大值，一般用横向点数×纵向点数来表示。 分辨率越高，工作空间越大、内容越多、图像也越 精细。
计算机组成原理第三章存储系统[四]
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例:一个四体并行交叉存储器，每个模块的容量 是16K×32位，存取周期为200ns，在下述说 法中( )是正确的。 A. 在200ns内，该存储器能向CPU提供256位二 进制信息 B. B. 在200ns内，该存储器能向CPU提供128位 二进制信息 C. 在50ns内，每个存储模块能向CPU提供32位 二进制信息 D. 在50ns内，该存储器能向CPU提供128位二 进制信息
设每个体的存储字长和数据总线的宽度一 致, 低位交叉编址的存储器模块数为n,存取周 期为T,总线传输周期为,当采用流水线方式时, 应满足T= n. n=T/称为交叉存取度,要求模块数>=n, 以保证启动某模块后经n时间再启动该模块时, 它的上一次存取操作已经完成.
W0 W3 W2 W1
M0 M3 M2 M1
(3)多体交叉存储体分时工作原理 无论多体存储器中有几个分体,CPU与主存之间 数据通路仍是一个W位(同时读出的n个字在总 线上需要分时传送).n个W位如何在一个存储周 期Tm中读出? 分时启动多个分体,使得每个Tm周期内得到多 个单体字宽的数据. 设主存有n个分体(模块),各自的存取周期都是 Tm； 则第一个分体启动后,每隔1/n个Tm再启动下一 个分体.
存控部件：接 收系统中各部 件或设备的访 总 线 控 制 存请求，按预 数据 定的优先顺序 0 1 2 3 进行排队，响 4 5 6 7 应其访存请求； M1 M0 M2 M3 分时接收各请 求源发来的访 地址寄存器 地址寄存器 地址寄存器 地址寄存器 存地址，转送 至相应存储体 等等。 CPU …
16位
数据寄存器MDR（16位）
DB(16位)
低位交叉编址:同一存储体中的地址是不连续的,程 序连续存放在相邻体中.存储器地址寄存器的低位部 分选择不同的存储体,而高位部分则指向存储体内的 存储字.
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5.3 主存储器及存储控制
5.3.2主存储器的基本组成
半导体存储器RAM可分为静态和动态两种。
静态存储器单元电路由双稳态触发器构成；
动态存储器单元电路由MOS开关管和电容器构成。
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5.3 主存储器及存储控制
5.3.2主存储器的基本组成
存储电路有规则地组合起来，构成了存储体；
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5.3 主存储器及存储控制
5.3.1主存储器——主要指标
容量 存储容量
存储容量 = 单元数 X 数据线位数(bit)
例: 2764 EPROM的容量为 (8K X 8bit)
地址线根数为13， 2的13次方＝8K
6264 SRAM的容量为 (8K X 8bit)
1.不同模式下CPU的存储器接口
8086CPU在最小模式和最大模式下的配置是不同的。 所以8086CPU在最小模式和最大模式下的内存接口 配置也不相同。
最小模式下的配置见图5.8，最大模式下的配置见图5.9。
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5.4 8086系统的存储器组织
8086CPU在最小模式下的内存接口配置：
1KB=210B 8KB=213B 16KB=214B 32KB=215B 64KB=216B 128KB=217B 256KB=218B
1MB=220B
1GB=230B
1TB=240B
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5.3 主存储器及存储控制
5.3.2主存储器的基本组成
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存储器是由大量的存储体构成。
一个存储器芯片除了存储体外，还有许多外围电路： 地址译码器；
I/O电路； 片选控制端；
集电极开路或三态输出缓冲器。
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5.3 主存储器及存储控制
5.3.2主存储器的基本组成
存储器的地址译码有两种方式： 单译码（字结构）； 双译码（复合译码结构）。
这种系统的不断发展和完善，就逐步形成了现在广泛使 用的虚拟存储系统。
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5.2 多层存储结构概念
在这个系统中，程序员可用机器指令地址码对整个程序 统一编址。
这种指令地址码称为虚拟地址、逻辑地址或程序地址等， 其对应的存储容量称为虚拟容量或程序空间。
主存的实际地址称为物理地址、实（存）地址，其对应 的存储容量称为主存容量、实存容量或实（主）存空间。
价格的矛盾。
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5.2 多层存储结构概念
采用四级存储的层次结构可以得到一个容量极大、 价格很低，而速度很高的存储系统，成为当今计算 机存储器的典型结构。
从整个微型计算机存储器分层结构来看，整个结 构主要是两个层次：
Cache——主存层次； 主存——辅存层次。
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存储器的性能一直是计算机性能的主要指标。
所谓存储器，是指许多存储器单元的集合。
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5.1 存储器分类
存储器按作用分类
RAM
内存
存储器
外存
ROM
SRAM DRAM EPROM EEROM
高速缓存பைடு நூலகம்
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5.2 多层存储结构概念
由于内存的工作速度总是不能满足CPU的需要， 同时内存在容量上也总是落后于系统软件和应 用软件的需要。因此，要取得一个兼有大容量、 高速度和低成本的存储系统，应该在系统结构 的设计上综合利用各种存储器的特长，回避其 弱点，组成一个在性价比上最忧的存储系统， 为此，提出了多层存储器结构的概念。
第5章 半导体存储器
机械系统计算机控制 2008 机电学院
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存储器
存储器是计算机的重要组成部分，用来存储程序和 数据。
存储器的性能一直是计算机性能的主要指标。
所谓存储器，是指许多存储器存储器单元的集合。
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5.1 存储器分类
存储器是计算机的重要组成部分，用来存储程序和数据。
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5.2 多层存储结构概念
Cache——主存层次解决的是CPU与主存速度上的差距。
Cache——主存层次的速度接近于CPU，但容量却是主 存的。 主存——辅存层次解决了存储器的大容量与低成本之间 的矛盾。
程序员可以把主存、辅存看成统一的整体，可以利用比 主存实际容量大得多的逻辑地址编写程序。
如果A0=0，则字存放在偶地址开始的单元中，低8 位存放在偶地址的字节单元里，高8位存放在奇地址 的字节单元里；
5.4.1 8086CPU的存储器接口 实现接口包括三项工作： 存储器结构的确定； 存储器芯片的选择； 存储器接口设计。
其中，存储器接口设计实际上就是要解决存储器 与系统三大总线的正确连接与时序匹配问题。
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5.4 8086系统的存储器组织
5.4.1 8086CPU的存储器接口
字结构——n根地址线输入经全译码得到2n个输出， 用以选择2n个字。
复合译码结构——把n根地址线分成接近相等的两段，分别
译码，产生一组X地址线和一组Y地址线，然后让X地址线和一 组Y地址线在字存储单元列成矩阵的存储体中一一相“与”，选 择出相应的存储体。
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5.4 8086系统的存储器组织
主要目的在于解决速度与成本的问题。其容量呈 金字塔形分布，速度逐级下降但容。
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5.2 多层存储结构概念
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5.2 多层存储结构概念
高速缓存是计算机 提高整体性能的一 种技术。由于Cache只
占存储器的很少一部分，成 本增加不多，解决了速度与
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5.4 8086系统的存储器组织
8086CPU在最大模式下的内存接口配置：
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5.4 8086系统的存储器组织
为了有效地使用存储空间，一个字可以存储在以偶地 址或奇地址开始的连续两个字节单元中，地址的最低 有效位A0决定了字的边界。
地址线根数为13，2的13次方＝8K
速度(存储器访问时间)
低速在300 ns以上 , 中速在100 ns ~ 200 ns之间, 超高速小于20 ns。
6116 RAM为120 ns，2764 EPROM为200 ns
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5.3 主存储器及存储控制
5.3.1主存储器——主要指标