微机原理(存储器)
微机原理存储器读写
微机原理存储器读写存储器是计算机的重要组成部分，用于存储指令和数据。
在微机原理中，存储器读写是指计算机从存储器中读取数据或将数据写入存储器的过程。
本文将重点介绍存储器的读写流程和常见的存储器读写技术。
首先，我们来看一下存储器的基本原理。
存储器由若干个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个二进制数据。
存储单元通过地址进行寻址，每个存储单元都有一个唯一的地址。
计算机通过地址线将地址信息发送给存储器，存储器根据地址将相应的数据传输给计算机。
存储器读写是通过存储器控制器来实现的。
存储器控制器是一个电路，它负责处理计算机对存储器的读写请求，并控制存储器的工作。
在读取数据时，计算机将需要读取的地址发送给存储器控制器，控制器将地址传输给存储器，存储器读取相应地址上的数据，并返回给控制器。
控制器再将数据传输给计算机。
在写入数据时，计算机将需要写入的地址和数据发送给控制器，控制器将数据写入相应地址的存储单元。
现在我们来介绍几种常见的存储器读写技术。
1.静态存储器（SRAM）：静态存储器是一种基于触发器电路的存储器，它可以保持存储的数据不变。
SRAM的读写速度快，但占用面积和功耗较大。
SRAM常用于高速缓存和寄存器等需要快速访问的存储器。
2.动态存储器（DRAM）：动态存储器是一种基于电容器的存储器，数据存储在电容器中，并通过刷新电路进行维护。
DRAM的读写速度相对较慢，但占用面积和功耗较小。
DRAM常用于主存储器。
3.只读存储器（ROM）：只读存储器是一种只能读取数据而不能写入数据的存储器。
ROM中的数据在制造过程中被预先编程，无法改变。
ROM 常用于存储固定的指令或数据。
4.可擦除可编程存储器（EPROM）：EPROM是一种可以被电子擦除和重新编程的存储器。
它与ROM类似，但可以通过特定的电压擦除数据并重新编程。
EPROM常用于存储固件和BIOS等需要更新的数据。
5.闪存存储器：闪存存储器是一种非易失性存储器，类似于EPROM。
微机原理中RAM的名词解释
微机原理中RAM的名词解释
RAM（Random Access Memory）即随机存取存储器，是计算机中用来临时存储数据的主要存储设备之一。
RAM以可读写的形式存储数据，并且可以随机访问任意数据位置，因此称为随机存取。
RAM可以被CPU直接访问和修改，相对于其他存储设备（如硬盘）的存取速度更快。
RAM中的数据是临时存储的，当电源关闭或重新启动时，其中的数据将被清空，因此RAM也被称为临时存储器。
RAM的容量通常以字节（Byte）为单位表示，计算机系统中可以安装不同容量的RAM。
常见的RAM类型包括DRAM（动态随机存取存储器）、SRAM（静态随机存取存储器）等。
在计算机运行过程中，RAM被用来存储正在运行的程序、操作系统、数据文件等，提供了实时访问和操作数据的能力。
微机原理 第五章 存储器
二、半导体存储器的通常结构
存储器分类
大容量存储器地址译码是按矩阵的形式排列，这样 做可以节省译码电路； 例 不采用矩阵译码-线性译码）1K个存储单元地址线 为10根地址线，译码后每个存储单元分配一根控制 线，则需要1024根控制线。如图：
A0 A1 A2 1 地 址 译 码
A9
… … …
1024
读写存储器按信息存储方式可分为静态RAM（Static RAM, 简称SRAM）和动态RAM（Dynamic RAM, 简称DRAM
存储器分类
按存储介质，可分为半导体存储器、磁介质 存储器和光存储器 按照存储器与 CPU 的耦合程度，可分为内存 和外存
按存储器的读写功能，分为读写存储器 （RWM：Read/Write Memory）和只读存储 器（ROM：Read Only Memory)
二、动态随机读写存储器DRAM
随机存取存储器
常用的动态基本存储电路有 4 管型和单管型两 种，其中单管型由于集成度高而愈来愈被广泛采用。 我们这里以单管基本存储电路为例说明。
其基本存储电路为单管动态存储电路,存放信息靠 的是电容, 需刷新,芯片刷新周期在2ms以内。
行选择信号 Q C
单管动态RAM基 本存储单元图
半导体存储器的性能指标很多，如可靠性、功耗、 价格等，但从接口电路来看，其重要指标就是芯片的存 储容量和速度。
1、存储容量：存储器中存储单元的总数。存储芯片的 容量是以位(bit)为基本单位的，因此存储器的容量即 指芯片所能容纳的二进制的位数。如Intel 2114,其存 储容量为 4096，Intel 6264为65536。 在实际应用中，通常用存储单元数和位数来表示芯 片的存储容量。如Intel 2114为1K4位；Intel 6264为 8K8位。 存储器芯片容量=单元数数据线位数
微机原理微型计算机的基本组成电路
微机原理微型计算机的基本组成电路微机原理是指微型计算机的基本原理和组成。
微型计算机是一种能够完成各种计算和控制任务的计算机，其基本组成电路包括中央处理器（CPU）、存储器（内存）、输入输出设备（I/O）、总线以及时钟电路等。
中央处理器（CPU）是微型计算机的核心部件，负责执行各种计算和控制任务。
它由控制器和算术逻辑单元（ALU）组成。
控制器负责指挥和协调整个计算机系统的运行，从存储器中读取指令并解码执行；ALU则负责执行各种算术和逻辑运算。
存储器（内存）用于临时存储数据和指令。
根据存取速度和功能特点，内存可分为主存和辅存。
主存是临时存储数据和指令的地方，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）；辅存则是长期存储数据和程序代码的地方，包括磁盘、光盘等。
输入输出设备（I/O）用于与外部环境进行交互，实现数据的输入和输出。
输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等；输出设备包括显示器、打印机、音频设备等。
总线是计算机内部各个组件之间进行数据传输和通信的通道。
通常分为数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据；地址总线用于指示数据在内存中的位置；控制总线用于传输各种控制信号。
时钟电路用来提供计算机系统的时序信号，使计算机内部各个组件的操作同步。
时钟电路产生一系列脉冲信号，用于指示各种操作的开始和结束。
此外，微型计算机的基本组成电路还包括各种辅助电路，如电源电路、复位电路、中断控制电路等。
电源电路提供计算机系统所需的电能；复位电路用于将计算机系统恢复到初始状态；中断控制电路用于处理外部中断信号，从而实现对外部事件的及时响应。
综上所述，微型计算机的基本组成电路包括中央处理器、存储器、输入输出设备、总线和时钟电路等。
这些电路相互配合，共同完成各种计算和控制任务，构成了一个完整的微型计算机系统。
微机原理-第6章(2)
四.扩展存储器设计
Note:8086 CPU同8088 CPU一样，也有20条地址总线，其寻 8086 CPU同 CPU一样 也有20条地址总线， 一样， 20条地址总线 址能力达1MB。不同之处是8086 数据总线是16位的， 16位的 址能力达1MB。不同之处是8086 CPU 数据总线是16位的， 与8086 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 288 CPU对应的1MB存储空间可分为两个512kB(524 对应的 存储空间可分为两个512 B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) B)的存储体。其中一个存储体由奇地址的存储单元(高字节) 的存储体 奇地址的存储单元 组成，另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 组成，另一个存储体由偶地址的存储单元(低字节)组成。 偶地址的存储单元 前者称为奇地址的存储体，后者称为偶地址的存储体。 前者称为奇地址的存储体，后者称为偶地址的存储体。
≈
0
≈ ≈
0 0
0
0
0
0
0
0
0 1…1
作片外寻址的高位不变地址线全部 参加了译码，这种译码方法称为全 参加了译码，这种译码方法称为全 地址译码方法 方法。 地址译码方法。
片外寻址
四.扩展存储器设计
A19 A18 A17 A16 A15 A14 A13 A12 A11 A10 A9~A0 X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0…0
4KB 00000H 00FFFH
≈
●
模块1 模块
微机原理第五章 存储器
（00000H~007FFH）
A11
CPU
A19
…
A0~A10
6116 CS
2）部分译码法 系统总线中的地址总线除片内地址外，部分高位地址（不是
全部高位地址）接到片外译码电路中参加译码，形成片选信号。 因此对应于存储芯片中的单元可有多个地址 。
（二）内存与CPU连接时的速度匹配
对CPU来说，读/写存储器的操作都有固定的时序（对8086 来说需要4个时钟周期），由此也就决定了对内存的存取速 度要求。
（三）内存容量的配置、地址分配 1. 内存容量配置
• CPU寻址能力（地址总线的条数） 软件的大小（对于通用计算机，这项不作为主要因素）
2. 区域的分配 RAM ROM 3. 数据组织 （按字节组织） 16位数据，低位字节在前，高位字节在后，存储器奇偶分体 （四）存储器芯片选择 根据微机系统对主存储器的容量和速度以及所存放程序的不同等 方面的要求来确定存储器芯片。它包括芯片型号和容量的选择。
24V
S
SiO2 G
D
字线
Vcc 位 线 输 出
P+ + + P+ N衬底
浮栅MOS
位
D
线
浮栅管
S
特点： 1）只读， 失电后信息不丢失 2）紫外线光照后，可擦除信息， 3）信息擦除可重新灌入新的信息（程序） 典型芯片（27XX） 2716（2K×8位），2764（8K ×8位）……
D0 D8
CE
址
线
存储体
启动
控制逻辑 控制线
读 写
数 据 CPU
电寄
路存
器数
【微机原理】5.1-存储器分类
§ 5.1 存储器分类 § 5.2 随机存取存储器RAM § 5.3 只读存储器ROM § 5.4 存储器与CPU的连接 § 5.5 高速缓冲存储器*
*供选用
第5章 存储器 §5.1 存储器分类
按地位 和
作用分
存储器的分类
其它分类方法：
按存储介质分类 半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器等
▪各类小型存储介质，如
CF卡(紧凑式闪存) SM卡(固态软盘卡)
SD卡(安全数码卡) MMC卡(多媒体卡)
MS卡(记忆棒)
XD卡(尖端数字图像卡) 等
性能好、功耗低、体积小、重量轻。
U盘 SD卡
CF卡
XD卡 256GB固态盘
记忆棒 MMC卡
6）新的非易失性存储器技术
正在涌现的非易失性存储器技术，包括： ▪ 铁电介质存储器（FeRAM） ▪ 磁介质存储器（MRAM） ▪ 奥弗辛斯基效应一致性存储器（OUM） ▪ 聚合物存储器（PFRAM） ▪ 导电桥RAM（CBRAM） ▪ 纳米RAM（NRAM）等
位于主机内部，简称内存或主存，存放系统软件和正执行的 程序和使用的数据，CPU可直接访问内存。
为与CPU速度匹配，内存采用速度较快的半导体存储器。 按照数据保存方法和读写过程，半导体存储器可分成RAM和
ROM两大类。
1. RAM 随机存取存储器
Random Access Memory
可随机写入和读出，访问速度快，但断电后内容会全部丢失，即 具有易失性。
2）DRAM（Dynamic RAM，动态RAM）
➢用MOS开关管控制电容的充放电来存储信息，电路简单，但 存取速度慢，电容上存储的信息会丢失，需要刷新。
➢容量大，价格便宜，PC机上的内存都采用DRAM，而且做成 内存条，便于扩充内存容量。
微机原理第5章半导体存储器(精)
高速缓冲存储器(Cache)。这个存储器 所用芯片都是高速的,其存取速度可与微处 理器相匹配,容量由几十K～几百K字节,通常 用来存储当前使用最多的程序或数据。
内存储器,速度要求较快(低于Cache),有一 定容量(受地址总线位数限制),一般都在几十 兆字节以上。
3
外存,速度较慢,但要求容量大,如软盘, 硬盘,光盘等。其容量可达几百兆至几十个 GB,又称“海量存储器”,通常用来作后备存 储器,存储各种程序和数据,可长期保存,易于 修改,要配置专用设备。
M / IO
•
1
前1K
A11
•
1
后1K
23
前 1K A =0 11 0000000000000000 ～ 0000001111111111B 即 0000～03FFH
后 1K A =1 11 0000100000000000 ～0000101111111111B 即 0800～0BFFH
可见,地址不连续!
选用存储器时,存取速度最好选与CPU 时序相匹配的芯片。另外在满足存储器总 容量前提下,尽可能选用集成度高,存储容量 大的芯片。
14
5.2 读写存储器RAM
5.2.1 静态RAM(SRAM) SRAM的基本存储电路由6个MOS管
组成,为双稳态触发器，其内部结构请自 己看书。
⒈ 2114存储芯片,为1K*4位
27
图中数据总线驱动器采用74LS245,其逻
辑框图与功能表三态如下:
门
A
•
•B
使能 方向控制
G
DIR
操作
&
•
•
0
0
BA
0
1
AB
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微机原理(存储器)
深圳大学实验报告
课程名称：微型计算机技术
实验项目名称：静态储存器扩展实验
学院：信息工程学院
专业：电子信息工程
指导教师：骆剑平
报告人：罗沛鸿学号：2012130294 班级：电子3班实验时间：
实验报告提交时间：
教务处制
一.实验目的
1. 了解存储器扩展的方法和存储器的读/写。
2. 掌握CPU 对16 位存储器的访问方法。
二.实验设备
PC 机一台，TD-PITE 实验装置或
TD-PITC 实验装置一套，示波器一台。
三.实验内容
编写实验程序，将0000H～000FH 共16 个数写入SRAM 的从0000H 起始的
一段空间中，然后通过系统命令查看该存储空间，检测写入数据是否正确。
四.实验步骤和代码
1. 实验接线图如图4.4 所示，按图接线。
2. 编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统。
3. 先运行程序，然后再停止程序运行。
4. 通过D 命令查看写入存储器中的数
据：D8000：0000 回车，即可看到存储
器中的数据，应为0001、0002、…、
000F 共16个字。
5. 改变实验程序，按非规则字写存储器，观察实验结果。
6. 改变实验程序，按字节方式写存储器，观察实验现象。
实验编程：
SSTACK SEGMENT STACK
DW 32 DUP(?)
SSTACK ENDS
CODE SEGMENT
START PROC FAR
ASSUME CS:CODE
MOV AX,8000H
MOV DS,AX
AAO: MOV SI, 0000H
MOV CX,0010H
MOV AX,0000H AA1: MOV[SI],AX
INC AX
INC SI
INC SI
LOOP AA1
NOP
HERE: JMP HERE
START ENDP
CODE ENDS
END START
五.实验结果：
实验结论：
从实验结果可以得知，访问规则字需要一个时钟周期，访问非规则字需要两个时钟周期，而访问字节单元需要一个时钟周期。
指导教师批阅意见：成绩评定：
指导教师签字：
年月日
备注：
注：1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。