安徽大学微机原理【第四、五讲】 存储器
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微机原理课件第五章存储器暗灰
DRAM要快2～5倍，一般，PC机的标准存储
器都采用DRAM数据。输入输出
单管动态RAM编基辑pp本t 存储单元
5
2. ROM只读存储器（Read Only Memory） 将中 数 统 （ R（设O， 据的12计M））R数 也程的）PEO据不序程RPMRO只会（序存OMB能丢固M储可I读失O化可器编S出 ，进擦）是程，行除R或将RO不后、O用程M能M，可户序中（（写R编固和通EOP入程化r数Mr常a，oRs的据g内存aO电rb程固a容储Mlm源e序化不操Pm关R。在可a作掉Ob芯更系lMe，存储器性质分类通常分为随机存
取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 1. RAM随机存取存储器（Random Access
Memory）
CPU能根据RAM的地址将数据随机地写 入或读出。电源切断后，所存数据全部丢失。 通常我们所说的计算机内存容量有多少字节， 均是指RAM存储器的容量。按照集成电路内 部结构的不同，RAM又分为两种：
静态RAM通常由地址译码器、存储矩阵、 控制逻辑和三态数据缓冲器组成，存储器芯 片内部结构框图如图5-2所示。
编辑ppt
8
A0
A1 A2 A3
地 址 反 相
1
1
X 译 码
2驱 ┋动 31 器
2 ┋ 31
32×32=1024 存储单元
A4
器
器 32
32
输出
输入 控制 电路
读/写 CS
1……32 I/O电路 Y译码器 1 2 … 31 32 地址反相器
第五章 存储器
主要内容有： 1. 存储器分类（了解） 2. 随机存取存储器RAM（了解） 3. 只读存储器（了解） 4. CPU与存储器的连接（重点） 5. 存储器空间的分配和使用（了解）
器都采用DRAM数据。输入输出
单管动态RAM编基辑pp本t 存储单元
5
2. ROM只读存储器（Read Only Memory） 将中 数 统 （ R（设O， 据的12计M））R数 也程的）PEO据不序程RPMRO只会（序存OMB能丢固M储可I读失O化可器编S出 ，进擦）是程，行除R或将RO不后、O用程M能M，可户序中（（写R编固和通EOP入程化r数Mr常a，oRs的据g内存aO电rb程固a容储Mlm源e序化不操Pm关R。在可a作掉Ob芯更系lMe，存储器性质分类通常分为随机存
取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。 1. RAM随机存取存储器（Random Access
Memory）
CPU能根据RAM的地址将数据随机地写 入或读出。电源切断后，所存数据全部丢失。 通常我们所说的计算机内存容量有多少字节， 均是指RAM存储器的容量。按照集成电路内 部结构的不同，RAM又分为两种：
静态RAM通常由地址译码器、存储矩阵、 控制逻辑和三态数据缓冲器组成，存储器芯 片内部结构框图如图5-2所示。
编辑ppt
8
A0
A1 A2 A3
地 址 反 相
1
1
X 译 码
2驱 ┋动 31 器
2 ┋ 31
32×32=1024 存储单元
A4
器
器 32
32
输出
输入 控制 电路
读/写 CS
1……32 I/O电路 Y译码器 1 2 … 31 32 地址反相器
第五章 存储器
主要内容有： 1. 存储器分类（了解） 2. 随机存取存储器RAM（了解） 3. 只读存储器（了解） 4. CPU与存储器的连接（重点） 5. 存储器空间的分配和使用（了解）
微机原理ch5
第五章 存储器存储器存储器主要内容：§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 CPU与存储器的连接存储器分类§5-11 存储器分类存储器分类存储器是计算机的主要组成部分之一，是用来存放程序和数据的部件，存储器表征了计算机的“记忆”功能，存储器的容量和存取速度是决定计算机性能的重要指标。
存储器的容量越大，记忆的信息也就越多，计算机的功能也就越强。
一、按用途分类1、内部存储器内部存储器也称为内存，是主存储器。
（1）功能：存放当前正在使用的或经常使用的程序和数据。
（2）特点：存取速度快、容量较小、CPU直接访问（由半导体存储器构成）。
（3）容量：受到地址总线位数的限制8086系统，20条地址线，寻址空间为1M（220）字节；80386系统，32条地址线，寻址空间4G（232）字节。
（4）存放内容：系统软件（系统引导程序、监控程序或者操作系统中的ROM BIOS等）以及当前要运行的应用软件。
2、外部存储器外部存储器也称为外存，是辅助存储器。
（1）功能：用来存放相对来说不经常使用的程序或者数据或者需要长期保存的信息。
（2）特点：存取速度慢、容量大，可以保存和修改存储信息，CPU不直接对它进行访问，有专用的设备（硬盘驱动器、软驱、光驱等）来管理，一般外部存储器由磁表面存储器件构成 。
（3）容量：不受限制，是一种海量存储器。
（4）存放内容：系统软件、应用软件、其他长期保存程序和数据。
3、计算机工作时存取程序和数据的过程（1）由内存ROM中的引导程序启动系统；（2）从外存中读取系统程序和应用程序，送到内存的RAM中，运行程序；（3）程序运行的中间结果放在RAM中，(内存不够时也放在外存中)；（4）程序结束时将最后结果存入外部存储器。
二、按存储器性质分类1、RAM随机存取存储器（Random Access Memory）CPU能根据RAM的地址将数据随机地写入或读出。
微机原理课件第五章存储器暗灰
铁电存储器的缺点
耐久性有限、数据保持时间较短等。
磁性随机存取存储器（MRAM）
01
总结词
磁性随机存取存储器是一种基 于磁隧道结的存储器，利用磁 性材料的磁化方向来存储数据 。
02
详细描述
MRAM利用磁隧道结中的磁性 材料在磁场作用下的磁化方向 来存储数据，通过读取磁隧道 结的电阻值来确定存储的数据 。MRAM具有非易失性、高速 读写、低功耗等优点。
紫外线擦除可编程只读存储器（EPROM）
总结词
一种可重复编程的存储器，通过紫源自线擦除 数据。详细描述紫外线擦除可编程只读存储器是一种可重复 编程的只读存储器。用户可以根据需要将数 据写入存储器中，写入后可以通过紫外线照 射来擦除数据，然后重新编程。这种存储器 适用于需要频繁更新数据的场合，如实验设 备、测试仪器等。
低功耗要求
嵌入式系统通常需要长时 间运行，因此存储器需要 具备低功耗特性，以降低 系统能耗。
其他领域的应用
通信领域
存储器用于存储通信协议 、控制信息等，保证通信 系统的稳定性和可靠性。
航空航天领域
存储器用于存储飞行控制 程序、导航数据等关键信 息，保证航空航天器的安 全运行。
物联网领域
存储器用于存储传感器数 据、设备配置信息等，实 现物联网设备的远程监控 和管理。
高可靠性、低功耗、快速读取 速度、可重复编程等。
写入速度较慢、写入周期有限 制等。
铁电存储器（FRAM）
总结词
铁电存储器是一种非易失性随机存取存储器，利用铁电材 料的特殊性质来存储数据。
铁电存储器的优点
高速读写、低功耗、非易失性等。
详细描述
铁电材料具有电滞回线特性，能够通过改变材料内部的极 化状态来存储数据。FRAM的读写速度与RAM相近，但 具有非易失性，能够在断电后保持数据。
耐久性有限、数据保持时间较短等。
磁性随机存取存储器（MRAM）
01
总结词
磁性随机存取存储器是一种基 于磁隧道结的存储器，利用磁 性材料的磁化方向来存储数据 。
02
详细描述
MRAM利用磁隧道结中的磁性 材料在磁场作用下的磁化方向 来存储数据，通过读取磁隧道 结的电阻值来确定存储的数据 。MRAM具有非易失性、高速 读写、低功耗等优点。
紫外线擦除可编程只读存储器（EPROM）
总结词
一种可重复编程的存储器，通过紫源自线擦除 数据。详细描述紫外线擦除可编程只读存储器是一种可重复 编程的只读存储器。用户可以根据需要将数 据写入存储器中，写入后可以通过紫外线照 射来擦除数据，然后重新编程。这种存储器 适用于需要频繁更新数据的场合，如实验设 备、测试仪器等。
低功耗要求
嵌入式系统通常需要长时 间运行，因此存储器需要 具备低功耗特性，以降低 系统能耗。
其他领域的应用
通信领域
存储器用于存储通信协议 、控制信息等，保证通信 系统的稳定性和可靠性。
航空航天领域
存储器用于存储飞行控制 程序、导航数据等关键信 息，保证航空航天器的安 全运行。
物联网领域
存储器用于存储传感器数 据、设备配置信息等，实 现物联网设备的远程监控 和管理。
高可靠性、低功耗、快速读取 速度、可重复编程等。
写入速度较慢、写入周期有限 制等。
铁电存储器（FRAM）
总结词
铁电存储器是一种非易失性随机存取存储器，利用铁电材 料的特殊性质来存储数据。
铁电存储器的优点
高速读写、低功耗、非易失性等。
详细描述
铁电材料具有电滞回线特性，能够通过改变材料内部的极 化状态来存储数据。FRAM的读写速度与RAM相近，但 具有非易失性，能够在断电后保持数据。
微机原理与应用：第五讲 存储器和接口概论
第五讲 存储器和接口概论
1
1.3.2存储器概论
其功能是存放计算机工作时所使用的信息，即程序代码和 数据代码。由于有了存储器系统，计算机才有了记忆功能。
随着计算机系统结构的发展，存储器的名目繁多，下面通 过分类的方法进行学习。 一、存储器分类
分类方法也有多种，以下就存储器按不同的分类方法一一 加以介绍。
16
I/O接口的功能
1. 数据缓冲的功能：由于计算机中的CPU传送数据的速度远高 于I/O设备，所以接口必须协调CPU与I/O设备传送数据速度上 的差异。
2. 数据隔离的功能：由于计算机一般需接若干个I/O设备，而几 个设备不能同时与计算机交换信息，不进行数据交换的设备 必须与系统“断开”，也就是与系统隔离。
2
1、按存储器在计算机中的 作用和位置分类
1)主存储器
用于存放CPU需要执行的程序代码和数据。
2）辅助存储器 辅助存储器又称外部存储器，简称辅存或外存。它用于
存放需要长期保存的信息。
3）高速缓冲存储器 是一种高速存储器，它的存取速度高于计算机中内存条
的存取速度1个数量级，它作为内存的一部分，用于提高计 算机的工作速度.
件发相应的操作信号，使存储器完成相应的读写操作。
12
存储器工作过程
1. 存储器先接收来自地址总线的地址信息（如A1A0=10），并存 放于地址缓冲器。
2. 地址译码器将接收到的地址信息进行分析，并产生访问存储 器单元的选择信号。在本例中产生了访问2号单元的选择信号， 打开该单元。
3. 如果是进行写操作，则控制电路发信号给数据缓冲器，使其 让来自数据总线的数据进入数据缓冲器，然后将该数据写入 被打开的存储单元（2号单元）。如果是进行读操作，则控制 电路发信号给数据缓冲器，使其让来自2号单元的的数据放入 数据缓冲器，然后将该数据发送至数据总线。
1
1.3.2存储器概论
其功能是存放计算机工作时所使用的信息，即程序代码和 数据代码。由于有了存储器系统，计算机才有了记忆功能。
随着计算机系统结构的发展，存储器的名目繁多，下面通 过分类的方法进行学习。 一、存储器分类
分类方法也有多种，以下就存储器按不同的分类方法一一 加以介绍。
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I/O接口的功能
1. 数据缓冲的功能：由于计算机中的CPU传送数据的速度远高 于I/O设备，所以接口必须协调CPU与I/O设备传送数据速度上 的差异。
2. 数据隔离的功能：由于计算机一般需接若干个I/O设备，而几 个设备不能同时与计算机交换信息，不进行数据交换的设备 必须与系统“断开”，也就是与系统隔离。
2
1、按存储器在计算机中的 作用和位置分类
1)主存储器
用于存放CPU需要执行的程序代码和数据。
2）辅助存储器 辅助存储器又称外部存储器，简称辅存或外存。它用于
存放需要长期保存的信息。
3）高速缓冲存储器 是一种高速存储器，它的存取速度高于计算机中内存条
的存取速度1个数量级，它作为内存的一部分，用于提高计 算机的工作速度.
件发相应的操作信号，使存储器完成相应的读写操作。
12
存储器工作过程
1. 存储器先接收来自地址总线的地址信息（如A1A0=10），并存 放于地址缓冲器。
2. 地址译码器将接收到的地址信息进行分析，并产生访问存储 器单元的选择信号。在本例中产生了访问2号单元的选择信号， 打开该单元。
3. 如果是进行写操作，则控制电路发信号给数据缓冲器，使其 让来自数据总线的数据进入数据缓冲器，然后将该数据写入 被打开的存储单元（2号单元）。如果是进行读操作，则控制 电路发信号给数据缓冲器，使其让来自2号单元的的数据放入 数据缓冲器，然后将该数据发送至数据总线。
微机原理第五章 存储器
eg：要将6116SRAM放在8088CPU最低地址区域
（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
（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
微机原理及接口技术第五章存储器精品PPT课件
200mW6，2典12型8存: 取1时6K间×8位D1(14根12 地址线17) D5
为 装2。00n6s2，2双56列:直3插2式K 封×8G位NDD2
(151根3 地址线16 )
14
15
D4 D3
6264或6164引脚图
二. 存储器的地址选择及连接 （续）
1. 线性选择方式（法简称线选法）(续)
一. CPU与半导体存储器连接中的几个要点 二. 存储器的地址选择及连接 小结 三. EPR0M与CPU的连接方法
第一节 概 述
一、存储器的分类 二、存储器的主要性能指标 三、存储系统的层次结构—速度,容量,成本的统一
一、存储器的分类
1. 按用途分
内部存储器（主存储器）：
用途：存放当前运行所需信息。 特点：速度快，容量小，价格高。
刷新地址
计数器 地址总线
地址多路器 地址
C P U
刷新定时器
仲裁
RAS
定时 CAS
提D供RAS， CARS，WE信号
A M
读/写
电路
发生器 WR
确定存储器请求和 刷新信号的优先权
数据缓冲器
三、随机存取存储器RAM （续）
4. 动态RAM接口特性
Intel 2164是64K*1的DRAM芯片，内部有4个128*128基本存储
外部存储器（辅助存储器）：
用途：存放当前暂不参与运行的文件、数据。 特点：容量大、价格低、速度慢。
一、存储器的分类 （续）
激光光盘存储器
2. 按存储介质分 半导体存储器
磁芯
磁泡
磁存储器
磁鼓
磁带
磁盘
一、存储器的分类 （续）
3.内部存储器 按性质分
微机原理与接口技术-存储器
WE
26
2164A动态RAM芯片
NC 1
DIN
2
WE 3
RAS 4
A0
5
A2
6
A1
7
VDD
8
16 VSS
15 CAS
14 DOUT 13 A6 12 A3 11 A4 10 A5 9 A7
A7
DIN
A7～ CAAS0
地址输入 列地址选通
RAS 行地址选通
WE 写允许
A0 RAS
DOUT
VDD +5V VSS 地
------片选信号；
------输出允许信号
PGM-----编程脉冲输入端；
VPP——编程电源； VCC——电源（＋5V）； GND-----地。
医学ppt
43
医学ppt
44
（4）27128 EPROM
医学ppt
45
（6）27512 EPROM
医学ppt
46
常用的EPPROM （1）EPPROM 2864
1/4 I/O
门
VSS
输出 缓冲器
DOUT
A6 A7
128×128 1/128行 128×128 存储矩阵 译码器 存储矩阵
RAS CAS
行时钟 缓冲器
列时钟 缓冲器
写允许 时钟 缓冲器
数据输入 缓冲器
WE
DIN
• 图 Intel 2164A 结构框医图学ppt
28
DRAM的使用方法如图5－6所示。当CPU对存储器进行 读写时，首先在地址总线上给出地址信号，然后发出相应 的读写控制信号，最后在数据总线上进行数据操作。
医学ppt
47
2864A管脚与SRAM6264A完全兼容。
计算机专接本之微机原理5存储器要点课件
随着存储器技术的进步，读写速度也在不断提升。例如，NVMe协议的固态硬盘相比传 统的AHCI协议，具有更高的读写速度。
数据安全与隐私保护问题
数据加密
为了确保数据的安全性，存储器中的数据需 要进行加密处理。常见的加密算法包括AES 、RSA等。
隐私保护
随着数据泄露事件的频发，隐私保护已成为 存储器技术的重要挑战之一。需要采取有效 的技术手段和政策法规来保护用户隐私。
C. 顺序存取存 储器
03
04
D. 只写存储器
填空题
要点一
填空题1
请填写正确的存储器类型名称：__________存储器。
要点二
填空题2
在计算机中，数据是以__________进制进行存储的。
简答题
简答题1
简述存储器在计算机中的作用。
简答题2
简述RAM和ROM的主要区别。
THANKS FOR WATCHING
。
存储器的应用场景
数据存储
用于保存程序、数据和文件等量数据 存储和处理。
缓存
作为CPU和主存的缓冲区，提高系统性能。
虚拟内存
扩展物理内存的容量，实现进程间的地址空 间隔离。
02
存储器的工作原理
存储器的技术指标
存储容量
表示存储器能够存储的二进制 信息量，单位为字节（Byte）
存储器的发展历程
01
02
03
04
磁芯存储器
早期计算机使用的存储器，以 磁芯为存储介质。
半导体存储器
20世纪60年代出现，以半导 体集成电路为存储介质，分为
静态和动态两种。
磁表面存储器
利用磁性材料在硬磁盘表面记 录数据，容量大、价格低。
数据安全与隐私保护问题
数据加密
为了确保数据的安全性，存储器中的数据需 要进行加密处理。常见的加密算法包括AES 、RSA等。
隐私保护
随着数据泄露事件的频发，隐私保护已成为 存储器技术的重要挑战之一。需要采取有效 的技术手段和政策法规来保护用户隐私。
C. 顺序存取存 储器
03
04
D. 只写存储器
填空题
要点一
填空题1
请填写正确的存储器类型名称：__________存储器。
要点二
填空题2
在计算机中，数据是以__________进制进行存储的。
简答题
简答题1
简述存储器在计算机中的作用。
简答题2
简述RAM和ROM的主要区别。
THANKS FOR WATCHING
。
存储器的应用场景
数据存储
用于保存程序、数据和文件等量数据 存储和处理。
缓存
作为CPU和主存的缓冲区，提高系统性能。
虚拟内存
扩展物理内存的容量，实现进程间的地址空 间隔离。
02
存储器的工作原理
存储器的技术指标
存储容量
表示存储器能够存储的二进制 信息量，单位为字节（Byte）
存储器的发展历程
01
02
03
04
磁芯存储器
早期计算机使用的存储器，以 磁芯为存储介质。
半导体存储器
20世纪60年代出现，以半导 体集成电路为存储介质，分为
静态和动态两种。
磁表面存储器
利用磁性材料在硬磁盘表面记 录数据，容量大、价格低。
微机原理 第五章 存储器
微机原理与接口
3
可靠性是指存储器对电磁场及温度等变化的抗干扰性， 半导体存储器由于采用大规模集成电路结构，可靠性高，平均 无故障时间为几千小时以上。
4 其它指标
体积小、重量轻、价格便宜、使用灵活是微型计算机的主
要特点及优点，所以存储器的体积大小、功耗、工作温度范围、 成本高低等也成为人们关心的指标。 上述指标，有些是互相矛盾的。这就需要在设计和选用存
1K存储单元
若采用矩阵译码结构，则译码后只需64根控制线。 见下页图：
二、半导体存储器的通常结构
例：矩阵译码结构-复合译码
A0 A1 A2 A3 A4
1 行 译 码 … … … 32 1 R/W控制 CS
存储器分类
1K存储单元
………..
32
列译码和I/O控制
A5
A6
A7
A8
A9
二、半导体存储器的通常结构 半导体存储器组成框图
5.2 随机存取存储器
一、静态随机读写存储器 其存储电路以双稳态触发器为基础,状态稳定,只 要不掉电,信息不会丢失,但集成度低。 例：SRAM 6264 管脚如图 6264——规格，表示8K*8位 从中可以判断地址线、数据 线的根数 A0～Al2 :13根地址信号线。 D0～D7 : 8根双向数据线。
按掉电后存储的信息可否永久保持，分为易 失性（挥发性）存储器和非易失性（不挥发） 存储器
7
存储器分类
按照数据存取的随机性，分为随机存取存储 器、顺序存取存储器（如磁带存储器）和直 接存取存储器（如磁盘 ） 按照半导体存储器的信息存储方法，分为静 态存储器和动态存储器 按存储器的功能，分为系统存储器、显示存 储器、控制存储器 一般把易失性半导体存储器统称为 RAM ，把 非易失性半导体存储器都称为ROM
微机原理与接口技术第五章――存储器.
微机原理与接口技术(2006-2007学年主讲:何浩Email: hehao@第五章存储器存储器概述¾存储器是计算机系统中用来存储信息的部件,它是计算机中的重要硬件资源。
¾从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言,没有存储器,就无法构成现代计算机。
按用途分类内存储器:分为高速缓冲存储器(Cache和主存储器(内存条两种¾Cache一般为几百KB,工作速度几乎与CPU相当。
¾内存条容量相对较大,目前一般在128MB到512MB之间,但速度较Cache慢。
外存储器:主要是磁介质存储器,容量大,目前一般在10GB以上。
用来存放相对来说不经常使用的程序或者数据或者需要长期保存的信息。
此外还有光盘等其他介质的存储器。
CPU CACHE主存(内存辅存(外存半导体存储器的分类按使用功能¾RAM(Random Access Memory¾ROM(Read Only MemoryRAM的种类¾SRAM(静态:速度快、集成度低、功耗大¾DRAM(动态:速度慢、集成度高、功耗低、需要周期性刷新 ROM的种类¾可编程ROM:数据固化到ROM后不可更改。
¾可擦除、可编程ROM:可以通过特殊装置进行改写,平时使用过程中只作为可读存储器¾电可擦除、可编程ROM:可以通过特殊装置进行改写,平时使用过程中只作为可读存储器随机存取存储器RAMCPU能根据RAM的地址将数据随机地写入或读出。
电源切断后,所存数据全部丢失。
¾SRAM静态RAM(Static RAM:静态RAM速度非常快,只要电源存在内容就不会自动消失。
¾DRAM动态RAM(Dynamic RAM:DRAM存在泄漏电流,因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新(Refresh。
¾考虑因素:功耗,速度,容量/价格,电路的复杂性SRAM存储器的构成最基本存储单元:6个MOS管构成的双稳态触发器电路存储体:许多基本存储单元构成的矩阵¾存储矩阵字结构排列位结构排列¾地址译码器片选信号(高位地址生成线性译码或复合译码¾控制逻辑片选、读允许、写允许¾三态控制为什么需要?DRAM存储器的构成最基本存储单元:4管、3管或单管结构需要配置刷新逻辑电路¾原因:利用电容存储电荷¾刷新:刷新周期、集中刷新、分布刷新DRAM控制器¾地址多路器行地址、列地址CPU的地址分两次发送到DRAM芯片¾刷新定时器根据时间要求进行定时¾刷新地址计数器¾仲裁电路来自CPU的访问请求和刷新请求同时产生时进行优先级裁定¾定时发生器静态存储器的工作时序很多参量,关注你需要的参量即可动态存储器的工作时序常见RAM厂家静态存储器:ISSI动态存储器:SumSung、Hynix、Micron FIFO:IDT高速缓冲存储器CACHE技术是为了把主存储器看成是高速存储器而设置的小容量局部存储器。
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工作方式 读出 维持 字节写入
EEPROM芯片2864A
存储容量为8K×8 28个引脚：
13根地址线A12～A0 8 根 数 据 线 I/O7 ～ I/O0 片选CE* 读写OE*、WE*
NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 I/O0 I/O1 I/O2 GND
3. 部分译码法
A B C G2A G2B G1 Y7 GND 1 2 3 4 5 6 7 8
16 15 14 13 12 11 10 9
Vcc Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6
输出真值表
74LS138引脚图
例,用1K*1的静态RAM芯片位扩充形成2KB*8的存储器，所需芯片数为16 。
1K=1024=210地址线A0～Ａ9 2K=2048=211地址线A
微型计算机系统
第五章 存 储 器
安徽大学计算机科学与技术学院
第五章 存储器
教学重点
存储器的分类和功能 随机存储器（RAM） 只读存储器（ROM） CPU与存储器的连接
一、存储器的分类和功能
存储器的分类 存储器是计算机系统中用来存储信息的部 件，它是计算机中的重要硬件资源。 从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言， 没有存储器，就无法构成现代计算机。
Vcc PGM* NC A8 A9 A11 OE* A10 CE* D7 D6 D5 D4 D3
EPROM 2764的功能
工作方式 CE* OE* PGM* A9 VPP DO7～DO0
读出
读出禁止 待用 Intel标识
0
0 1 0
ห้องสมุดไป่ตู้
0
1 × 0
1
1 × ＋12V
×
× × 1
＋5V
＋5V ＋5V ＋5V
Infineon(英飞菱)的内存条结构剖析
8、内存脚缺口 内存的脚上的缺口一是用来防止内存插 反的，二是用来区分不同的内存，以前的SDRAM内存条是 有两个缺口的，而DDR则只有一个缺口，不能混插。
9、SPD是一个八脚的小芯片，它实际上是一个EEPROM 可擦写存贮器，这的容量有256字节，可以写入一点信息 ，这信息中就可以包括内存的标准工作状态、速度、响应 时间等，以协调计算机系统更好的工作。
二、随机存取存储器
静态RAM SRAM 2114 SRAM 6264 动态RAM DRAM 4116 DRAM 2164
1 静态RAM
SRAM的基本存储单元是触发器电路 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵
SRAM芯片6264
存储容量为8K×8 28个引脚：
28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15
Vcc WE* NC A8 A9 NC OE* A10 CE* I/O7 I/O6 I/O5 I/O4 I/O3
EEPROM 2817A的功能
CE* OE* 0 1 0 0 × 1 WE* 1 × 0 RDY/BUSY* 高阻 高阻 0 I/O7～I/O0 输出 高阻 输入
DRAM 的基本存储单元是单个场效应管 及其极间电容 必须配备“读出再生放大电路”进行刷新 每次同时对一行的存储单元进行刷新 每个基本存储单元存储二进制数一位 许多个基本存储单元形成行列存储矩阵
DRAM芯片2164
存储容量为 64K×1 16个引脚：
8 根地址线A7～A0 1 根数据输入线DIN 1 根数据输出线DOUT 行地址选通 -RAS 列地址选通 -CAS 读写控制 -WE
存储单元
存储芯片2
存储单元
低位地址线
高位地址线 片选译码
译码 选择 电路
片选
片选
作业
T7 T12
四、存储器与CPU的接口
1. 地址选择
线性选择法
全译码法 部分译码法 2. 与8086的连接
4.1 地址选择
1. 线性选择法-字扩展法
译 码 器
0000000001 0000000000 片选端
A19～A10
CE （1）
A9～A0 D7～D0
CE （2）
A9～A0 D7～D0
A9～A0 D7～D0
+5V WE* CE2 A8 A9 A11 OE* A10 CE1* D7 D6 D5 D4 D3
SRAM 6264的功能
工作方式 CE1* 1 未选中 未选中 × 0 读操作 0 写操作
CE2 × 0 1 1
WE* OE* × × × × 1 0 0 1
D7～D0 高阻 高阻 输出 输入
2 动态RAM
Infineon(英飞菱)的内存条结构剖析
3、内存芯片（颗粒）内存的芯片就是内存的灵魂所在，内存 的性能、速度、容量都是由内存芯片决定的。 4、内存颗粒空位 在内存条上你可能常看到这样的空位，这是因为采用的 封装模式预留了一片内存芯片。
Infineon(英飞菱)的内存条结构剖析
5、电容 电容采用贴片式电容，它为提高内存条的稳定性起了 很大作用。 6、电阻 电阻也是采用贴片式设计，一般好的内存条电阻的分 布规划也很整齐合理。 7、内存固定卡缺口：内存插到主板上后，主板上的内存插 槽会有两个夹子牢固的扣住内存，这个缺口便是用于固定 内存用的。
13根地址线A12～A0 8根数据线D7～D0 片选CE1*、CE2 读写WE*、OE*
NC A12 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 D0 D1 D2 GND
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
0～Ａ10
字扩展：扩充存储单元的个数 。
A10
A0 … A9 D0 … … D7
1024×1 I/O 1024×I/O 1
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
I/O
CS WE I/O I/O I/O I/O
I/O
CS WE
A0 … A9
1024×1 I/O I/O
I/O
位扩展：扩充存储单元的位数。
小结
片内译码 存储芯片1
一、存储器的分类和功能
微型计算机的存储结构 寄存器——位于CPU中 主 存 —— 由 半 导 体 存 储 器(ROM/RAM)构成 辅 存 —— 指 磁 盘 、 磁 带 、磁鼓、光盘等大容量 存储器，采用磁、光原 理工作 高 速 缓 存 (CACHE)—— 由静态RAM芯片构成
CPU
4.1 地址选择
2. 全译码法
所有的系统地址线均参与对存储单元的译码寻址 包括低位地址线对芯片内各存储单元的译码寻址 （片内译码），高位地址线对存储芯片的译码寻 址（片选译码） 采用全译码，每个存储单元的地址都是唯一的， 不存在地址重复 译码电路可能比较复杂、连线也较多
4.1 地址选择
输出
高阻 高阻 输出编码
标准编程
Intel编程 编程校验 编程禁止
0
0 0 1
1
1 0 ×
负脉冲
负脉冲 1 ×
×
× × ×
＋25V
＋25V ＋25V ＋25V
输入
输入 输出 高阻
2 EEPROM
用加电方法，进行在线（无需拔下， 直接在电路中）擦写（擦除和编程一 次完成） 有字节擦写、块擦写和整片擦写方法 并行EEPROM：多位同时进行 串行EEPROM：只有一位数据线
4.1 地址选择
2. 全译码法
所有的系统地址线均参与对存储单元的译码寻址 包括低位地址线对芯片内各存储单元的译码寻址 （片内译码），高位地址线对存储芯片的译码寻 址（片选译码） 采用全译码，每个存储单元的地址都是唯一的， 不存在地址重复
例5.2 假设一个微机系统的RAM容量为4KB，采用1K 8的RAM芯片，安排在64K空间的最低4K位置， A9~A0作为片内寻址，A15~A10译码后作为芯片寻址 。
4.1 地址选择
1. 线性选择法-字扩展法
4.1 地址选择
1. 线性选择法-位扩展法
A9～A0
片选
A9～A0 2114 CE （ 2） A9～A0 2114 I/O4～I/O1 CE （1） I/O4～I/O1
D7～D4
D3～D0
4.1 地址选择
字扩展与位扩展区别
字扩展是指在不改变位长的情况下扩展存储 单元个数 如：用两片8K*8的芯片组成16K*8存储器 位扩展是指在不改变存储单元个数的前提下 扩展存储单元的位数 如：用16K*1的芯片组成16K*8的存储器
一、存储器的分类和功能
1. 读写存储器RAM
组成单元 触发器 极间电容 带微型电池 速度 集成度 快 低 慢 慢 高 低 应用 小容量系统 大容量系统 小容量非易失
SRAM
DRAM NVRAM
一、存储器的分类和功能
2. 只读存储器ROM
掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改 PROM：允许一次编程，此后不可更改 EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许 用户多次擦除和编程 EEPROM （ E2PROM ）：采用加电方法在线进行 擦除和编程，也可多次擦写 Flash Memory （ 闪 存 ） ： 能 够 快 速 擦 写 的 EEPROM，但只能按块（Block）擦除
1.
NC DIN -WE -RAS A0 A2 A1 GND
1 2 3 4 5 6 7 8