存储器工作原理
存储器的工作原理
存储器的工作原理存储器是计算机系统中的重要组成部份，用于存储和检索数据。
它可以分为主存储器（内存）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）两大类。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括主存储器和辅助存储器的工作原理、数据存储和检索过程等。
一、主主存储器是计算机中用于存储数据和程序的地方，它的工作原理可以简单地分为存储和检索两个过程。
1. 存储过程当计算机需要存储数据时，首先会将数据传输到主存储器中。
主存储器由一系列存储单元组成，每一个存储单元都有一个惟一的地址。
计算机通过地址线将数据传输到指定的存储单元中。
存储单元通常是由触发器构成，可以存储一个或者多个位的数据。
在存储过程中，计算机会根据数据的类型和大小，将数据划分为不同的存储单元。
例如，一个整数可能需要多个存储单元来存储，而一个字符只需要一个存储单元。
2. 检索过程当计算机需要访问存储器中的数据时，它会根据数据的地址，通过地址线将数据传输到计算机的其他部件中。
检索过程与存储过程相反，计算机通过地址线找到存储单元，并将存储单元中的数据传输到其他部件中进行处理。
主存储器的工作原理可以总结为：根据地址存储数据，根据地址检索数据。
二、辅助辅助存储器是计算机中用于长期存储数据和程序的设备，例如硬盘、固态硬盘等。
辅助存储器相对于主存储器来说，容量更大，但访问速度较慢。
辅助存储器的工作原理主要包括数据的存储和检索过程。
1. 存储过程在存储过程中，计算机将数据传输到辅助存储器中。
辅助存储器通常由磁盘或者闪存芯片组成，数据存储在磁盘的扇区或者闪存芯片的存储单元中。
计算机通过磁头或者控制电路将数据写入到指定的扇区或者存储单元中。
2. 检索过程当计算机需要访问辅助存储器中的数据时，它会根据数据的地址，通过磁头或者控制电路将数据从磁盘或者闪存芯片中读取出来，并传输到计算机的其他部件中进行处理。
辅助存储器的工作原理可以总结为：根据地址存储数据，根据地址检索数据。
三、数据存储和检索过程无论是主存储器还是辅助存储器，数据的存储和检索过程都是通过地址来完成的。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机系统中的重要组成部分，用于存储和检索数据。
它的工作原理涉及到数据的存储、访问和传输等方面。
本文将详细介绍存储器的工作原理。
二、存储器的分类存储器按照不同的工作原理和功能可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。
其中，RAM又可分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。
三、静态随机存储器（SRAM）的工作原理SRAM是一种基于触发器的存储器，它的工作原理如下：1. SRAM由一组触发器组成，每个触发器可以存储一个比特（0或1）的数据。
2. 当写入数据时，控制电路将数据传输到指定的触发器中，并将写入信号传递给触发器，使其将数据存储起来。
3. 当读取数据时，控制电路将读取信号传递给指定的触发器，触发器将存储的数据输出给外部设备。
四、动态随机存储器（DRAM）的工作原理DRAM是一种基于电容的存储器，它的工作原理如下：1. DRAM由一组存储单元组成，每个存储单元由一个电容和一个开关（通常是一个MOSFET）组成。
2. 当写入数据时，控制电路将数据传输到指定的存储单元的电容中，并将写入信号传递给开关，使其打开或关闭，以控制电容的充放电状态。
3. 当读取数据时，控制电路将读取信号传递给指定的存储单元的开关，开关的状态决定了电容的充放电状态，从而输出存储的数据。
五、只读存储器（ROM）的工作原理ROM是一种只能读取数据而无法写入数据的存储器，它的工作原理如下：1. ROM中的数据是在制造过程中被编程的，无法在运行时修改。
2. ROM的存储单元通常由一个开关（通常是一个MOSFET）组成，其状态决定了存储的数据。
3. 当读取数据时，控制电路将读取信号传递给指定的存储单元的开关，开关的状态决定了存储的数据输出。
六、存储器的访问速度存储器的访问速度是指从发出读取或写入指令到数据可用的时间间隔。
它受到存储器类型、存储单元数量、控制电路设计等因素的影响。
计算机存储器的种类与工作原理
计算机存储器的种类与工作原理在现代计算机系统中，存储器扮演着至关重要的角色。
它是用于存储和提取数据的设备，可以被看作是计算机的脑部。
存储器根据其工作原理和特征可以被分为多种类型。
本文将介绍几种常见的计算机存储器的种类与工作原理。
一、RAM （随机存取存储器）RAM是计算机中最常见的存储器之一。
它被用于存储当前的运行程序、临时数据以及操作系统所需的信息。
RAM具有易读易写的特点，可以在短时间内进行大量数据的读写操作。
它采用的工作原理是通过电流在内部的存储单元（或称为存储体）中进行数据的存储和读取。
在RAM中，每个存储单元都由一个电容和一个晶体管组成。
当电流通过晶体管时，电容的充放电状态代表了二进制数据的0或1。
由于RAM是易失性存储器，一旦计算机断电，其中的数据将会丢失。
因此，RAM通常被用作临时存储器。
二、ROM（只读存储器）ROM是一种只能被读取而不能被修改的存储器。
它用于存储计算机系统启动时所需的最基本的指令和数据。
ROM中的信息是由芯片制造商预先烧录的，用户无法修改其内容。
由于ROM是非易失性存储器，断电后其中的数据依然存在。
常见的ROM类型包括PROM（可编程只读存储器）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）和EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）。
EPROM和EEPROM可以通过特殊的操作进行擦除和重写，从而使得ROM的内容可以更新。
三、Cache （高速缓存）Cache是位于计算机处理器和主内存之间的一层高速存储器。
其作用是加快对数据的访问速度，以提高计算机系统的整体性能。
Cache采用了一种被称为缓存命中的机制，即将常用的数据和指令存储在离处理器更近的高速缓存中，从而减少了对主内存的访问次数。
Cache的工作原理可简单描述为以下几个步骤：当计算机需要访问数据时，首先会检查Cache中是否包含所需的数据。
如果存在，即发生了缓存命中，数据会被快速提取。
如果Cache中没有需要的数据，则需要从主内存中获取，并存储到Cache中，以便下次访问时可以更快地获取到。
存储器的工作原理
存储器的工作原理一、引言存储器是计算机中的重要组成部分，用于存储和检索数据。
它可以分为主存储器和辅助存储器两种类型。
本文将详细介绍存储器的工作原理，包括主存储器和辅助存储器的结构、工作方式以及数据的存储和检索过程。
二、主存储器的工作原理1. 主存储器的结构主存储器通常由一组存储单元组成，每个存储单元可以存储一个固定大小的数据块。
这些存储单元按照一定的地址顺序排列，每个存储单元都有一个唯一的地址。
2. 主存储器的工作方式主存储器采用随机存取存储器（RAM）的工作方式，可以随机访问任意存储单元。
当计算机需要读取或写入数据时，会根据数据的地址将数据传送到或从存储单元中读取。
3. 数据的存储和检索过程当计算机需要将数据存储到主存储器时，首先需要将数据的地址传送到存储器控制器。
控制器根据地址选择相应的存储单元，并将数据写入该单元。
当计算机需要读取数据时，同样需要将数据的地址传送到控制器，控制器根据地址选择相应的存储单元，并将存储单元中的数据传送给计算机。
三、辅助存储器的工作原理1. 辅助存储器的结构辅助存储器通常由硬盘、固态硬盘（SSD）或光盘等设备组成。
这些设备可以存储大量的数据，并且数据的存储是持久的，即在断电后数据仍然可以保持。
2. 辅助存储器的工作方式辅助存储器采用顺序存取存储器（SAM）的工作方式，数据的存储和检索是按照一定的顺序进行的。
当计算机需要读取或写入数据时，需要将数据的位置信息传送给存储器控制器，控制器根据位置信息将数据读取或写入相应的位置。
3. 数据的存储和检索过程当计算机需要将数据存储到辅助存储器时，首先需要将数据的位置信息传送给存储器控制器。
控制器根据位置信息将数据写入相应的位置。
当计算机需要读取数据时，同样需要将数据的位置信息传送给控制器，控制器根据位置信息将数据从相应的位置读取。
四、存储器的性能指标1. 存储器的容量存储器的容量指的是存储器可以存储的数据量，通常以字节（Byte）为单位进行计算。
动态随机存取存储器(DRAM)的工作原理
动态随机存取存储器（DRAM）的工作原理动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，简称DRAM）是一种常见的计算机内存类型。
它广泛应用于各种计算机设备中，如个人电脑、服务器、手机等。
本文将详细介绍DRAM的工作原理。
一、DRAM概述动态随机存取存储器是一种易失性存储器，用于储存和读取数据。
与静态随机存取存储器（SRAM）相比，DRAM具有较高的存储密度和较低的成本，但速度较慢。
DRAM将数据存储在电容中，需要周期性地刷新电容以保持数据的一致性。
二、DRAM的结构DRAM由一个个存储单元组成，每个存储单元由一个电容和一个访问晶体管组成。
电容负责存储数据，而访问晶体管控制数据的读取和写入。
三、DRAM的工作原理1. 读取数据当计算机需要读取DRAM中的数据时，首先会向DRAM的地址线发送目标存储单元的地址。
DRAM控制器根据地址找到对应的存储单元，并打开该单元的访问晶体管。
访问晶体管的打开允许电荷从电容中流出，并通过传感放大器读取电荷大小。
2. 写入数据当计算机需要向DRAM中写入数据时，同样需要发送目标存储单元的地址。
DRAM控制器根据地址找到对应的存储单元，并根据数据总线上的数据向电容中写入相应的电荷。
若电荷大小为0，则表示存储单元中的数据为0；若电荷大小大于0，则表示存储单元中的数据为1。
3. 刷新操作由于DRAM使用电容储存数据，电容中的电荷会逐渐泄漏。
为了保持数据的一致性，DRAM需要周期性地刷新电容。
刷新操作通过发送特定指令给DRAM控制器来完成，它会按照预定的时间间隔刷新所有的存储单元电容，恢复数据的准确性。
四、DRAM的工作原理优势与劣势1. 优势（1）高存储密度：相比于SRAM，DRAM的存储密度更高，可以容纳更多的数据。
（2）低成本：DRAM的制造成本较低，适用于大容量的内存需求。
（3）可扩展性：可以在存储容量和性能之间做出权衡，满足不同需求。
存储器与寄存器的组成与工作原理
存储器与寄存器的组成与工作原理存储器与寄存器是计算机系统中重要的组成部分，它们在数据存储和处理方面发挥着关键的作用。
本文将从存储器与寄存器的组成结构、工作原理两个方面进行介绍。
一、存储器的组成与工作原理存储器，简单来说，是用于存储和读取数据的计算机设备。
它由一系列存储单元组成，每个存储单元能够存储一定数量的数据。
根据存取方式的不同，存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机存储器（RAM）随机存储器是一种临时存储介质，具有读写功能。
它由一系列存储单元组成，每个存储单元都有一个独立的地址。
数据可以通过地址访问和存取。
随机存储器的存储单元可以分为静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）两种。
静态随机存储器（SRAM）由触发器组成，每个存储单元由6个触发器构成，能够稳定地存储数据。
它的读写速度较快，但芯片密度较低，价格较高。
动态随机存储器（DRAM）利用电容器存储数据，需要定期刷新来保持数据的有效性。
相较于SRAM，DRAM的芯片密度较高，价格也较低，但读写速度较慢。
2. 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设备。
它通常用于存储不会改变的程序代码和固定数据。
只读存储器的存储单元由硅片上的门电路组成，数据在制造过程中被写入，不可修改。
二、寄存器的组成与工作原理寄存器是一种用于暂存和处理数据的高速存储设备。
它位于计算机的中央处理器内部，是一组用于存储指令、地址和数据的二进制单元。
寄存器的组成与存储器相比较小，但速度更快。
它由多个存储单元组成，每个存储单元能够存储一个或多个二进制位。
寄存器的位数决定了其可以存储的数据量大小。
寄存器在计算机中发挥着重要的作用，它可以用于暂存指令和数据，提高计算机的运行效率。
它还可以用于存储地址，使得计算机能够正确地访问存储器中的数据。
寄存器具有多种类型，常见的有通用寄存器、程序计数器、指令寄存器等。
通用寄存器用于存储临时数据，程序计数器用于存储下一条要执行的指令地址，指令寄存器用于存储当前正在执行的指令。
计算机存储器的工作原理及分类
计算机存储器的工作原理及分类计算机存储器是计算机系统中非常重要的组成部分，它承担着存储和读取数据的任务。
在计算机存储器中，数据以二进制形式存储，通过不同类型的存储器进行管理和处理。
本文将深入探讨计算机存储器的工作原理及分类，帮助读者更好地理解这一关键部件。
### 一、工作原理计算机存储器的主要工作原理是通过存储器芯片来存储数据，并通过控制器来控制数据的读写操作。
存储器芯片通常采用半导体材料制成，根据存储方式的不同可分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种类型。
RAM是一种易失性存储器，数据在断电时会丢失，但其读写速度较快。
RAM存储数据的方式是通过电容器来存储电荷，当有电流通过时，电容器充电表示存储1，不通电表示存储0。
ROM是一种非易失性存储器，数据在断电时不会丢失，主要用于存储计算机启动时所需的固件程序等信息。
### 二、存储器分类根据存储器的工作原理和性能特点，可以将存储器分为主存储器和辅助存储器两大类。
1. 主存储器主存储器是计算机系统中最重要的存储器，也称为内存。
主存储器主要用于存储当前运行程序的数据和指令，是CPU能直接访问的存储器。
主存储器的存取速度快，但容量有限，因此常常需要配合辅助存储器使用。
主存储器按照读写速度和容量不同可分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）等类型。
2. 辅助存储器辅助存储器主要用于长期存储大量数据和程序，是主存储器的扩展。
辅助存储器的容量通常比主存储器大，但读写速度较慢。
常见的辅助存储器包括硬盘驱动器、固态硬盘、光盘和闪存等。
辅助存储器在计算机系统中扮演着重要的角色，可以提高计算机系统的数据处理和存储能力。
### 三、总结计算机存储器作为计算机系统中至关重要的组件，其工作原理和分类对计算机系统的性能和稳定性具有重要影响。
通过本文的介绍，读者可以更深入地了解计算机存储器的工作原理及分类，为进一步学习计算机硬件和系统架构打下坚实的基础。
存储器的工作原理
存储器的工作原理1、存储器构造存储器就是用来存放数据的地方。
它是利用电平的高低来存放数据的，放的实际上是电平的高、低，而不是我们所习惯认为的1234 这样的数字，个谜团就解开了，计算机也没什么神秘的吗。
图2也就是说，它存这样，我们的一图3让我们看图2。
这是一个存储器的示意图：一个存储器就像一个个的小抽屉，一个小抽屉里有八个小格子，每个小格子就是用来存放“电荷”的，电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉，至于电荷在小格子里是怎样存的，就不用我们操心了，你可以把电线想象成水管，小格子里的电荷就像是水，那就好理解了。
存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方，我们称之为一个“单元” 。
有了这么一个构造，我们就可以开始存放数据了，想要放进一个数据12 ，也就是00001100 ，我们只要把第二号和第三号小格子里存满电荷，而其它小格子里的电荷给放掉就行了（看图3）。
可是问题出来了，看图 2 ，一个存储器有好多单元，线是并联的，在放入电荷的时候，会将电荷放入所有的单元中，而释放电荷的时候，会把每个单元中的电荷都放掉，这样的话，不管存储器有多少个单元，都只能放同一个数，这当然不是我们所希望的，因此，要在结构上稍作变化，看图2，在每个单元上有个控制线，我想要把数据放进哪个单元，就给一个信号这个单元的控制线，这个控制线就把开关打开，这样电荷就可以自由流动了，而其它单元控制线上没有信号，所以开关不打开，不会受到影响，这样，只要控制不同单元的控制线，就可以向各单元写入不同的数据了，同样，如果要某个单元中取数据，也只要打开相应的控制开关就行了。
2、存储器译码那么，我们怎样来控制各个单元的控制线呢？这个还不简单，把每个单元的控制线都引到集成电路的外面不就行了吗？事情可没那么简单，一片27512 存储器中有65536 个单元，把每根线都引出来，这个集成电路就得有 6 万多个脚？不行，怎么办？要想法减少线的数量。
我们有一种方法称这为译码，简单介绍一下：一根线可以代表 2 种状态， 2 根线可以代表 4 种状态，3 根线可以代表几种，256 种状态又需要几根线代表？8 种，8 根线，所以65536种状态我们只需要16 根线就可以代表了。
- 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)。
D0H P
B8H PX0 B0H
IE
AFH AEH ADH ACH ABH AAH A9H A8H
EA -
- ES ET1 EX1 ET0 EX0
P2 A7H A6H A5H A4H A3H A2H A1H A0H
SBUF
地址
F0H E0H D0H B8H
B0H A8H A0H 99H
特殊功能寄存器SFR
002BH 0023H 001BH 0013H 000BH 0003H
中断5 中断4 中断3 中断2 中断1Fra bibliotek串行口中断
定时器1中断 外部中断1 定时器0中断 外部中断0
0002H 0001H
0000H
8位 程序存储器资源分布
3.程序存储器中的特定程序入口
ROM 地址
功能分配
ROM 地址
功能分配
0000H
16
14
15
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
16
14
15
64K
MCS－51存储器结构
0FFFFH
三大逻
0FFFFH
外
辑存储
外部
部
空间
RAM
R
及
O
输入
M 1000H
00FFH 特殊功 0080H 能寄存器
输出 端口
0FFFH
0FFFH
15 16
RAM
26 25
17
24
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6 7
RAM
23 22
8 6264 21
9
20
10
19
11
18
12
17
13
16
14
15
18
24
19
22
20
21
256B（字节）
64K
1
28
2
27
EPROM
3
26
4
25
5
24
6
23
7
22
8
21
9
20
10 2764 19
11
18
12
17
13
8AH
TMOD GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0 89H
TCON 8F
8E
8D 8C
8B
8A 89
88 88H
TF1 TR1 TF0 TR0 IE1 IT1 IE0 IT0
PCON SMOD /
/
/
GF1 GF0 PD IDL 87H
DPH
83H
DPL
82H
SP
81H
87 86 85 84 83 82 81 80
内部ROM
外部ROM
007FH
内部
（ 64 K ）
0000H EA = 1 0000H EA = 0 0000H RAM
0000H
程序存储器
内部数据存储器 外部数据存储器
• 程序存储器（Program memory）主要用于存放 经调试正确的应用程序和常数表格。由于MCS51系列单片机采用16位的程序计数器PC和16位 的地址总线，因而程序存储器可扩展的地址空 间为64KB，并且这64KB地址在空间分布范围上 是连续和统一的。
ACC E7H E6H E5H E4H E3H E2H E1H E0H
PSW IP P3
D7H Cy BFH B7H
D6H AC BEH
B6H
D5H D4H F0 RS1 BDH BCH - PS B5H B4H
D3H RS0 BBH PT1 B3H
D2H OV BAH PX1 B2H
D1H -
B9H PT0 B1H
引脚接高电平时，CPU可访问内 部和外部ROM，且程序自片内 程序存储器开始执行，PC值超 出片内ROM容量时，会自动转 向片外程序存储器中的程序。
FFFFH
(64K)
内部 EA=1
外部 EA=0 0000H
程序存储器
0FFFH (4K)
0000H (PC)
0FFFH
0FFEH
...
中断入口 地址
内部RAM存储器
内部数据存储器
单元地址 MSB
位地址
2FH 7F
7E 7D
7C
2EH 77
76 75
74
2DH 6F
6E 6D
6C
2CH 67
66 65
64
2BH 5F
5E 5D
5C
2AH 57
56 55
54
29H
4F
4E 4D
4C
28H
47
46 45
44
27H 3F
3E 3D
3C
26H
37
36 35
62
61 60
5A 59 58
52
51 50
4A 49 48
42
41 40
3A 39 38
32
31 30
2A 29 28
22
21 20
1A 19 18
12
11 10
0A 09 08
02
01 00
特殊功能寄存器
SFR助记符
位地址/位定义
B
F7H F6H F5H F4H F3H F2H F1H F0H
20H 07
00
1FH R7 外部 18H R0
3组
(高128BF8) F0HH
专用 寄存器
(低128B7) FH 00H
内部 RAM
0000H
数据存储器
17H R7 10H R0
2组
0FHR7 08H R0
1组
07H R7 00H R0
0组
RS1 RS0 0 0 0组
工0作寄存1器区 1组 1 0 2组 0 1 3组
P0
80H
P0.7 P0.6 P0.5 P0.4 P0.3 P0.2 P0.1 P0.0
1.2.5 I/O口结构与操作
P0口原理图如下所示：
作为通用I / O使用， 是一个准双向口；作为 地址/数据总线时，是一个真正的双向接口。
▪ P0口特点总结：
SCON 9FH 9EH 9DH 9CH 9BH 9AH 99H SM0 SM1 SM2 REN TB8 RB8 TI
98H 98H RI
P1
97
96
95
94
93
92
91
90 90H
P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0
TH1
8DH
TH0
8CH
TL1
8BH
TL0
系统复位或非屏蔽 中断
0013H
外部中断1中断服务 程序入口
0003H
外部中断0中断服务 程序入口
001BH
定时器/计数器1中断 服务程序入口
000BH
定时器/计数器0中断 服务程序入口
0023H
串行口中断服务程序 入口
内部数据存储器
FFFFH
7FH
数据缓冲区/
30H
堆栈区
(64K)
2FH 7F
78 可位寻址区
34
25H
2F
2E 2D
2C
24H
27
26 25
24
23H 1F
1E 1D
1C
22H
17
16 15
14
21H
0F
0E 0D
0C
20H 07
06 05
04
LSB 7B 73 6B 63 5B 53 4B 43 3B 33 2B 23 1B 13 0B 03
7A 79 78
72
71 70
6A 69 68
2.3
MCS-51内部存储器
4KB
1
40
2
39
3
38
4
37
1
28
2
27
3
26
4
25
5
24
6 7
RAM
23 22
8 6264 21
9
20
10
19
11
18
12
17
13
16
14
15
5
36
6 7
8031
片内
35 34
8 R8O75M1 33
9
32
10 11
8051
31 30
12
29
13 89C51 28
14 片内 27