第4章 主存储器讲解
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
存储 信息 原理 依靠双稳态电路内部交叉反馈的机制存储 信息。 功耗较大,速度快,作Cache。 动态存储器DRAM（动态MOS型）：依靠电容存 储电荷的原理存储信息。功耗较小,容量大, 速度较快,作主存。
SRAM：利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息 是不会丢失的，因为其不需要进行动态刷新，故称为 “静态”存储器。 DRAM：利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需要
几个基本概念 1、存储器：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。 2、存储元：存储器的最小组成单位，用以存储1位二进制代码。 3、存储单元：是CPU访问存储器基本单位，由若干个具有相同 操作属性的存储元组成。 4、单元地址：在存储器中用以表识存储单元的唯一编号，CPU 通过该编号访问相应的存储单元。 5、字存储单元：存放一个字的存储单元，相应的单元地址叫字 地址。 6、字节存储单元：存放一个字节的存储单元，相应的单元地址 叫字节地址 7、按字寻址计算机：可编址的最小单位是字存储单元的计算机。 8、按字节寻址计算机：可编址的最小单位是字节的计算机。 9、存储体：存储单元的集合，是存放二进制信息的地方
到将被选单元的内容读出为止所用的时间。 *写入时间： 指从CPU向MEM发出有效地址和写命令开始，直 到信息写入被选中单元为止所用的时间。
3. 存储周期时间（又称读/写周期，或访问周期）：
CPU连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最 小时间。（目前一般存储器可达几纳秒（ns））
4.4主存储器的基本操作
本章重难点
重点：
1.静、动态存储元的读/写原理，再生产生的原 因和实现方法。 2.存储器的字扩展、位扩展方式，存储器组成 与控制。
难点：
1.静、动态存储元的读/写原理。 2.存储器组成与控制。
4.1主存储器处于全机中心地位
1.正在运行的程序和数据存放于存储器中。 CPU直接从存储器取指令或存取数据。 2. 采用 DMA 技术或输入输出通道技术，在 存储器和输入输出系统之间直接传输数据。 3. 多处理机系统采用共享存储器来存取和 交换数据
主存储器用来暂时存储CPU正在使用的指令和 数据，它和CPU的关系最为密切。 主存储器和CPU的连接是由总线支持的， 连接形式如图4．1所示。
AR：地址寄存器 DR：数据寄存器
CPU 与主存之间采取异步工作方式，以 ready 信 号表示一次访存操作的结束。
读（取）操作 ：从CPU送来的地址所指定的存 储单元中取出信息，再送给CPU。
半导体存储器
静态 RAM （ SRAM ） 半 导 体 存 储 器 随机读写 存储器 RAM 动态 RAM （ DRAM ） 掩膜 ROM 可编程 ROM （ PROM ） 只读 存储器 ROM 可擦除 ROM （ EPPROM ） 电擦除 ROM （ E PROM ）
2
4.3主存储器的主要技术指标
4.5 读/写存储器(即随源自文库存储(RAM)) 存储器
双极型
工艺 电路结构 MOS型 工作方式 TTL型 ECL型
速度很快、功耗大、容量小
PMOS 功耗小、容量大 NMOS （静态MOS除外） CMOS 静态MOS 动态MOS
ECL:发射集耦合逻辑电路的简称
静态存储器SRAM（双极型、静态MOS型）
第4章 主存储器
4.1 主存储器处于全机中心地位 4.2主存储器分类 4.3主存储器的主要技术指标 4.4主存储器的基本操作 4.5 读/写存储器 4.6 非易失性存储器 4.7 DRAM的研制与发展（略） 4.8 半导体存储器的组成与控制 4.9 多体交叉存储器
学习目的
1.了解主存储器处于全机中心地位、主存 储器分类、主存储器的主要技术指标、主 存储器的基本操作。 2.掌握、存储器的组成、读/写过程的时序 和再生产生的原因和实现方法。 3.掌握半导体存储器的组成与控制，了解 多体交叉存储器的原理和编码方法。
存储器各个概念之间的关系
存储元
单元地址
00…00 00…01
. . . .
存储单元
存储容量 存储体
.
. . .
XX…XX
4.2存储器分类
1. 按存储介质分 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。 磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。 2. 按存储方式分
随机存储器：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。 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元 的物理位置有关。
3. 按存储器的读写功能分 只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的，只能读出而 不能写入的半导体存储器。
随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的半导体存储器。
4. 按信息的可保存性分 非永久记忆的存储器：断电后信息即消失的存储器。 永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存储器。 5. 按在计算机系统中的作用分 根据存储器在计算机系统中所起的作用，可分为: 主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、 控制存储器等。
主存储器的主要性能指标 :主存容量、存储器存取时 间和存储周期时间。 1.存储容量： 按字节或按字寻址，容量为多少字节，单位： KB （ 210 ）， MB （ 220 ）， GB （ 230 ）；地址线数决定最大直 接寻址空间大小（n位地址：2n）。 2. 存 取 时 间 （ 存 储 器 访 问 时 间 ） ( 或 读 / 写 时 间 ) ： （memory access time）指启动一次存储器操作到完成 该操作所经历的时间。 *读出时间：指从CPU向MEM发出有效地址和读命令开始，直
（1）地址->AR->AB （2） Read （3）Wait for MFC （4）(AR)->DB->DR CPU将地址信号送至地址总线 CPU发读命令 等待存储器工作完成信号 读出信息经数据总线送至CPU
写（存）操作 ：将要写入的信息存入CPU所指 定的存储单元中。
（1）地址->AR->AB CPU将地址信号送至地址总线 （2）数据->DR->DB CPU将要写入的数据送到数据总线 （3）Write CPU发写信号 （4）Wait for MFC 等待存储器工作完成信号
SRAM：利用双稳态触发器来保存信息，只要不断电，信息 是不会丢失的，因为其不需要进行动态刷新，故称为 “静态”存储器。 DRAM：利用MOS电容存储电荷来保存信息，使用时需要
几个基本概念 1、存储器：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。 2、存储元：存储器的最小组成单位，用以存储1位二进制代码。 3、存储单元：是CPU访问存储器基本单位，由若干个具有相同 操作属性的存储元组成。 4、单元地址：在存储器中用以表识存储单元的唯一编号，CPU 通过该编号访问相应的存储单元。 5、字存储单元：存放一个字的存储单元，相应的单元地址叫字 地址。 6、字节存储单元：存放一个字节的存储单元，相应的单元地址 叫字节地址 7、按字寻址计算机：可编址的最小单位是字存储单元的计算机。 8、按字节寻址计算机：可编址的最小单位是字节的计算机。 9、存储体：存储单元的集合，是存放二进制信息的地方
到将被选单元的内容读出为止所用的时间。 *写入时间： 指从CPU向MEM发出有效地址和写命令开始，直 到信息写入被选中单元为止所用的时间。
3. 存储周期时间（又称读/写周期，或访问周期）：
CPU连续启动两次独立的存储器操作所需间隔的最 小时间。（目前一般存储器可达几纳秒（ns））
4.4主存储器的基本操作
本章重难点
重点：
1.静、动态存储元的读/写原理，再生产生的原 因和实现方法。 2.存储器的字扩展、位扩展方式，存储器组成 与控制。
难点：
1.静、动态存储元的读/写原理。 2.存储器组成与控制。
4.1主存储器处于全机中心地位
1.正在运行的程序和数据存放于存储器中。 CPU直接从存储器取指令或存取数据。 2. 采用 DMA 技术或输入输出通道技术，在 存储器和输入输出系统之间直接传输数据。 3. 多处理机系统采用共享存储器来存取和 交换数据
主存储器用来暂时存储CPU正在使用的指令和 数据，它和CPU的关系最为密切。 主存储器和CPU的连接是由总线支持的， 连接形式如图4．1所示。
AR：地址寄存器 DR：数据寄存器
CPU 与主存之间采取异步工作方式，以 ready 信 号表示一次访存操作的结束。
读（取）操作 ：从CPU送来的地址所指定的存 储单元中取出信息，再送给CPU。
半导体存储器
静态 RAM （ SRAM ） 半 导 体 存 储 器 随机读写 存储器 RAM 动态 RAM （ DRAM ） 掩膜 ROM 可编程 ROM （ PROM ） 只读 存储器 ROM 可擦除 ROM （ EPPROM ） 电擦除 ROM （ E PROM ）
2
4.3主存储器的主要技术指标
4.5 读/写存储器(即随源自文库存储(RAM)) 存储器
双极型
工艺 电路结构 MOS型 工作方式 TTL型 ECL型
速度很快、功耗大、容量小
PMOS 功耗小、容量大 NMOS （静态MOS除外） CMOS 静态MOS 动态MOS
ECL:发射集耦合逻辑电路的简称
静态存储器SRAM（双极型、静态MOS型）
第4章 主存储器
4.1 主存储器处于全机中心地位 4.2主存储器分类 4.3主存储器的主要技术指标 4.4主存储器的基本操作 4.5 读/写存储器 4.6 非易失性存储器 4.7 DRAM的研制与发展（略） 4.8 半导体存储器的组成与控制 4.9 多体交叉存储器
学习目的
1.了解主存储器处于全机中心地位、主存 储器分类、主存储器的主要技术指标、主 存储器的基本操作。 2.掌握、存储器的组成、读/写过程的时序 和再生产生的原因和实现方法。 3.掌握半导体存储器的组成与控制，了解 多体交叉存储器的原理和编码方法。
存储器各个概念之间的关系
存储元
单元地址
00…00 00…01
. . . .
存储单元
存储容量 存储体
.
. . .
XX…XX
4.2存储器分类
1. 按存储介质分 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。 磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。 2. 按存储方式分
随机存储器：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。 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元 的物理位置有关。
3. 按存储器的读写功能分 只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的，只能读出而 不能写入的半导体存储器。
随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的半导体存储器。
4. 按信息的可保存性分 非永久记忆的存储器：断电后信息即消失的存储器。 永久记忆性存储器：断电后仍能保存信息的存储器。 5. 按在计算机系统中的作用分 根据存储器在计算机系统中所起的作用，可分为: 主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、 控制存储器等。
主存储器的主要性能指标 :主存容量、存储器存取时 间和存储周期时间。 1.存储容量： 按字节或按字寻址，容量为多少字节，单位： KB （ 210 ）， MB （ 220 ）， GB （ 230 ）；地址线数决定最大直 接寻址空间大小（n位地址：2n）。 2. 存 取 时 间 （ 存 储 器 访 问 时 间 ） ( 或 读 / 写 时 间 ) ： （memory access time）指启动一次存储器操作到完成 该操作所经历的时间。 *读出时间：指从CPU向MEM发出有效地址和读命令开始，直
（1）地址->AR->AB （2） Read （3）Wait for MFC （4）(AR)->DB->DR CPU将地址信号送至地址总线 CPU发读命令 等待存储器工作完成信号 读出信息经数据总线送至CPU
写（存）操作 ：将要写入的信息存入CPU所指 定的存储单元中。
（1）地址->AR->AB CPU将地址信号送至地址总线 （2）数据->DR->DB CPU将要写入的数据送到数据总线 （3）Write CPU发写信号 （4）Wait for MFC 等待存储器工作完成信号