补充第1讲存储器分类及常见存储器芯片
数字逻辑与计算机组成原理：第三章 存储器系统(1)
A3 0
字线
地0 A2 0 址
译
A1
0码 器
A0 0
15
读 / 写选通
… …
…
0,0 … 0,7
16×8矩阵
15,0 … 15,7
0
…
7 位线
读/写控制电路
D0
… D7
(2) 重合法（双译码方式）
0 A4
0,00
…
0 A3
阵
A2
译
0码
31,0
…
A1
器 X 31
0 A0
… …
或低表示存储的是1或0。 T5和T6是两个门控管，读写操作时，两管需导通。
六管存储单元
保持
字驱动线处于低电位时，T5、T6 截止， 切断了两根位线与触发器之间的 联系。
六管存储单元
单译码方式
读出时: 字线接通 1)位线1和位线2上加高电平; 2)若存储元原存0，A点为低电
平，B点为高电平，位线2无电 流，读出0。
3)若存储元原存1，A点为高电 平，B点为低电平，位线2有电
流，读出1。
静态 RAM 基本电路的 读 操作（双译码方式）
位线A1
A T1 ~ T4 B
位线2
T5
行地址选择
T6
行选
T5、T6 开
列选
T7、T8 开
T7
T8
读选择有效
列地址选择 写放大器
写放大器
VA
T6
读放
读放
DOUT
T8 DOUT
DIN
1．主存与CPU的连接
是由总线支持的; 总线包括数据总线、地址总线和控制总线; CPU通过使用MAR（存储器地址寄存器）和MDR（存储
计算机的存储系统(一)
ww
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※ 1 ※
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t e n . k o o b n c .
k o o b n c . w ww ww
用磁性材料构成的存储器称为磁表面存储器，磁表面存储器是在金属或塑料载体上均匀地涂抹 一层磁性材料，利用该磁层存储信息，日常所用的磁盘和磁带等都属于磁表面存储器。磁表面存储 器的容量大、价格低，但访问速度慢，一般用作辅助存储器。 光存储器是一种利用激光技术进行访问的存储器，如今经常用到的 CD-ROM（只 读光盘） 、MO （可读写光盘） 、 WORM （一次写入、多次读出光盘）都属于光存储器。这类存储器的容量很大， 但访问速度也慢，一般也作为辅助存储器使用。 存储器的实际存取速度取决于构成存储器的存储介质物理状态的改变速度。 2. 按存取方式分类 对存储器的存取方式是很多的，如顺序存取、随机存取、直接存取、关联存取等。如果可以随 机地、个别地对存储器中的任何存储单元进行存取，这种存储器称为随机存储器 （ RAM ）。计算机 内存就多指系统的 RAM 。如果在读取存储器的内容时，只能按照一定的顺序存取，即存取时间和 存 储单元的物理位置有关，这种存储器就称为顺序存储器。磁带就是一种典型的顺序存储器。直接存 取则介于随机存取和顺序存取之间，如磁盘就是一种直接存取存储器。在存取信息时，磁盘需要完 成两个逻辑操作，首先直接指向整个存储器的某一区域（磁道或磁头） ，然后对所指向的区域按顺 序 存取。关联存取存储器是一种随机存取存储器，通过在一个字中比较所要的位进行特定地匹配，并 且能同时在所有字中进行。换句话说，关联存取存储器是按内容访问（而不是按地址访问）的存储 器，它将存储单元所存内容的某一部分作为检索项（称为关键字项）对存储器进行检索，然后对存 储器中与检索内容相符的存储单元内容进行读出或写入。 3. 按物理特性分类 不同的存储器的物理特性也不尽相同，有些存储器只能短暂存储信息，时间长了或者掉电就会 丢失信息；有些存储器则可以长久保存信息，即使掉电也不会导致信息丢失。从这种角度分，存储 器可以分为易失性的存储器和非易失性存储器。随机存储器（ RAM ）属于易失性的存储器，只有加 电信息才能保存，掉电则会使信息丢失；只读存储器（ ROM ）则属于一种非易失性的存储器，即使 掉电也不会丢失，因此，计算机主板上用于保存系统信息的 BIOS 就是采用非易失性存储器。 另外，随着存储器技术的不断发展，只读存储器也出现了不同的种类。根据存储内容能否擦除 ， 存储器又分为可擦存储器和不可擦存储器。如掩模式只读存储器和一次编程只读存储器 （ PROM ） 就是不可擦存储器，其中的数据只能读出，不能改变；而 EPROM 和 EEPROM 则是可擦存储器，可 以反复擦除和向其中写入信息。 4. 按存储位置分类 现代计算机系统中的存储器是一个多层次的存储器系统。不同的存储器分布在计算机系统中不 同的地方，起着不同的作用。可以据此将存储器分为高速缓存、主存（内存）和辅存（外存） 。现今 的高速缓存已经集成到 CPU 内部，其容量最小，每位价格高，但速度很高，接近于 CPU 的处理速 度；主存的存取速度仅次于高速缓存，容量较大，每位价格也比较高；辅存的速度最慢，但容量最 大，单位存储容量价格最低。这几种存储器在计算机中各自担负不同的职责，都发挥着非常重要的 作用。
存储器种类大全与简介
1.2 揮發性記憶體
3、快速頁面模式動態隨機存取記憶體（簡稱FPM DRAM）
Fast Page Mode DRAM
改良版的DRAM，大多数为72Pin或30Pin的模块。传统的DRAM在存取 一个BIT的数据时，必须送出行地址和列地址各一次才能读写数据。而 FRM DRAM在触发了行地址后，如果CPU需要的地址在同一行内，则 可以连续输出列地址而不必再输出行地址了。由于一般的程序和数据在 内存中排列的地址是连续的，这种情况下输出行地址后连续输出列地址 就可以得到所需要的数据。FPM将记忆体内部隔成许多页数Pages，从 512B到数KB不等，在读取一连续区域内的数据时，就可以通过快速页 切换模式来直接读取各page内的资料，从而大大提高读取速度。在96 年以前，在486时代和PENTIUM时代的初期，FPM DRAM被大量使用。
1.2 揮發性記憶體
5、雙倍數同步動態隨機存取記憶體
（Double Data Rate RAM，簡稱為DDR-SDRAM）
作为SDRAM的换代产品，它具有两大特点：其一，速度比SDRAM 有一倍的提高；其二，采用了DLL（Delay Locked Loop：延时锁定回路） 提供一个数据滤波信号。这是目前内存市场上的主流模式。
1.3 Rambus DRAM
6、Rambus DRAM，簡稱為RDRAM
高频动态随机存取存储器
Rambus公司独立设计完成的一种内存模式，速度一般可以达到
500~530MB/s，是DRAM的10倍以上。但使用该内存后内存控制器需要 作相当大的改变，因此它们一般应用于专业的图形加速适配卡或者电视
游戏机的视频内存中。
Synchronous Graphics RAM
SDRAM的改良版，它以区块Block，即每32bit为基本存取单位，个
存储器的分类与特点
存储器的分类与特点在计算机科学领域中，存储器是一个关键的概念，它用于存储和获取数据。
存储器根据其特性和使用场景的不同可以被分为几种不同的类型。
本文将介绍存储器的分类以及各种类型存储器的特点。
一、主存储器主存储器是计算机系统中最重要的一种存储器，它用于存储正在执行的程序和数据。
主存储器又被分为两种类型：随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
1. 随机访问存储器（RAM）随机访问存储器是一种易失性存储器，其中的数据可以被随机地读取和写入。
RAM的特点是访问速度快，但当电源关闭时，其中的数据将会丢失。
它可以根据存储单元的物理结构进一步分为静态随机访问存储器（SRAM）和动态随机访问存储器（DRAM）。
- 静态随机访问存储器（SRAM）：SRAM使用触发器来存储数据，保持数据的稳定性。
由于它不需要刷新电路，所以访问速度比DRAM更快。
然而，SRAM的成本较高，存储密度较低。
- 动态随机访问存储器（DRAM）：DRAM使用电容来存储数据，需要周期性地刷新来重新存储数据。
尽管DRAM的速度相对较慢，但它更加节省空间和成本。
2. 只读存储器（ROM）只读存储器是一种非易失性存储器，其中的数据在加电之后仍然保持不变。
ROM的数据通常是由制造商在生产过程中编写好的，用户无法对其进行修改。
它可以分为光盘只读存储器（CD-ROM）和闪存只读存储器（ROM）两种类型。
- 光盘只读存储器（CD-ROM）：CD-ROM使用激光技术来读取数据，它通常用于存储大量的音频和视频数据。
- 闪存只读存储器（ROM）：ROM可以被多次擦写和编程，相较于传统的EPROM（可擦可编程只读存储器），其擦写操作更加方便。
二、辅助存储器辅助存储器是主存储器之外的一种存储器类型，用于存储和检索大容量的数据和程序。
辅助存储器也可以分为多种类型，例如硬盘驱动器、固态硬盘和闪存驱动器等。
1. 硬盘驱动器硬盘驱动器是计算机系统中最常见的辅助存储器设备。
存储芯片分类
存储芯片分类存储芯片是计算机系统中常见的一种主要硬件设备，用于存储和读取数据。
根据不同的工作原理和使用场景，存储芯片可以分为多种不同的类型。
下面将介绍几种比较常见的存储芯片分类。
一、随机存取存储器（RAM）随机存取存储器，即RAM（Random Access Memory），是指可以按照任意顺序访问的存储器。
RAM芯片根据存储单元的基本结构和工作方式的不同，可以分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）两大类。
1. 静态RAM（SRAM）静态RAM（SRAM）在存储每一位数据时，使用一个触发器来存储，因此读写速度快，且不需要刷新操作。
但是，由于每个触发器需要多个晶体管，所以芯片密度较低，成本也较高。
静态RAM主要用于高速缓存存储器等需要快速读写的应用。
2. 动态RAM（DRAM）动态RAM（DRAM）使用电容来存储每一位数据。
虽然动态RAM的存储单元比静态RAM简单，因此可以实现更高的芯片密度，但是电容容易失去电荷，需要定期进行刷新操作，因此读写速度相对较慢。
动态RAM广泛应用于主存储器等大容量存储需求较高的环境。
二、只读存储器（ROM）只读存储器，即ROM（Read-Only Memory），是指在制造过程中被烧写或者写入之后就无法再次修改的存储器。
根据ROM芯片的工作原理和可修改性，可以将ROM分为多种不同类型。
1. 掩模式只读存储器（Mask ROM）掩模式只读存储器（Mask ROM）在制造过程中被烧写了数据，一旦烧写完成后就无法再次修改。
掩模式只读存储器的成本比较低，但是需要在设计阶段提前确定需要存储的内容。
2. 可编程只读存储器（Programmable ROM）可编程只读存储器（Programmable ROM）可以在生产过程中通过特定的设备进行一次性的编程。
可编程只读存储器的成本比较低，但是编程过程不可逆。
3. 电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable ROM）电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable ROM，EEPROM）可以通过电压调节擦除和编程操作，可以多次擦写和编程。
存储芯片的分类
存储芯片的分类存储芯片是指在集成电路中用来存储数据的芯片，可以将数据存储在其中并进行读取和写入操作。
随着计算机和其他电子设备的不断发展，存储芯片被广泛应用于各种场景。
根据其结构和使用特点，存储芯片可以分为以下几类：1. 静态随机存取存储器（SRAM）静态随机存取存储器是最快的存储芯片之一，它的读写速度非常快，可以在极短的时间内完成数据的读取和写入操作。
SRAM还具有较低的功耗和比较高的可靠性，适用于高性能要求的计算机和嵌入式系统。
2. 动态随机存取存储器（DRAM）动态随机存取存储器是应用最广泛的存储芯片之一，它的存储单元比SRAM更小，所以可以实现更高的存储密度。
DRAM的成本相对较低，但是功耗较高，读写速度也比SRAM慢一些。
在多数计算机和移动设备中都有应用。
3. 闪存存储器闪存存储器是一种基于电子闪存技术的存储芯片，具有不易失性，即断电后也能保留数据的特性。
闪存存储器具有高存储密度、较低的能耗和抗震动、抗噪声等特点，被广泛应用于移动设备、数码相机、MP3等电子产品上。
4. 电子可擦除可编程只读存储器（EEPROM）电子可擦除可编程只读存储器是可以多次写入和擦除的存储芯片，也具有不易失性的特点。
EEPROM具有高速度的读取特点，但是写入和擦除的速度相对较慢，使用次数也比较有限。
它被广泛应用于电子钥匙、智能卡、计算机固件等场景。
5. 磁性存储芯片磁性存储芯片是一种基于磁性材料的存储芯片，具有高密度和大容量的存储特点，并且可以进行多次读写操作。
它通常被应用于大型计算机和服务器等场景中。
总的来说，存储芯片在电子产品中扮演着不可或缺的角色，随着技术的发展，不同类型的存储芯片也在不断演进和改进，以满足不断增长的需求。
有见地的存储芯片工程师通过创新和改进，将为未来的科技世界带来更便捷、更安全、更高性能的产品。
常见芯片类型
常见芯片类型芯片是一种用于将电路封装在一个微型电路板上的电子元件，它可以用来实现数字化控制、存储数据或者执行某些特定的功能。
在现今的电子技术领域，芯片已经成为其中最重要的组成部分。
目前市面上有很多种不同的芯片，它们有不同的功能，分为几大类，如存储器芯片、控制器芯片、计算机处理器芯片、接口芯片以及逻辑芯片等。
存储器芯片是最常用的一种芯片，它的作用是将数据存储在一个可靠的地方，以便在未来使用。
常见的存储器芯片有ROM（只读存储器）、RAM（随机访问存储器）和FLASH（闪存）等三类。
控制器芯片是一种专用的芯片，主要用来控制电子设备的运行。
它提供了许多预定义的指令，程序员可以编写程序来指导电路的运行，而不需要考虑电路的底层原理。
目前，市面上有很多专用的控制器芯片，如基于8051单片机的芯片，Arduino单片机芯片，STM32单片机芯片等。
计算机处理器芯片是计算机的核心芯片，它能够完成复杂的运算操作，在计算机中完成程序的指令执行。
当前市面上有大量不同类型的计算机处理器芯片，主要有x86处理器、ARM处理器、MIPS 处理器、RISC-V处理器等。
接口芯片是一种将外设和电路连接的芯片，主要用于连接电路，如I/O接口、接口转换器，也可用于转换外设的类型，如 USB 接口转换器，PCI接口转换器等。
最后是逻辑芯片，它可以实现电路的逻辑处理，如AND、OR和NOT等逻辑运算。
常见的有门电路、移位寄存器、比较器、反相器、计数器、定时器等。
总的来说，上述就是最常见的芯片类型，它们每一种都有不同的功能，共同构成了当今的电子技术的基础。
随着科技的进步，芯片的性能也在不断提高，在未来的应用中将会有更多的惊喜。
7· 1 存储器的概述
T5
B
T1 行地址选择 T7 列地址选择
T2
T8 输出Dout 输出
读选择 写选择 写入Din 写入
页图7-6和图 （2）写入过程 （3）芯片结构和引脚 （P109页图 和图 ） ） ） 页图 和图7-7） 特点： 特点： 管构成的双稳态触发电路来存储信息“ 和 （1）用MOS管构成的双稳态触发电路来存储信息“0”和“1”。 ） 管构成的双稳态触发电路来存储信息 。 （2）集成度低，功耗大，价格贵，速度快。 ）集成度低，功耗大，价格贵，速度快。
§ 7· 2 半导体存储器
一、概述 1、半导体存储器芯片的组成 、
译 码 驱 动 电 路 片选线
地址线
存 储
读 写 电 路
数据线线
读/写 控制线 写
译码驱动电路： 译码驱动电路：把AB送来的地址信号翻译成对应存储单元的选择信 送来的地址信号翻译成对应存储单元的选择信 读写电路：完成对存储单元的读写操作。 存储体：由大量的存储单元构成的阵列组成，用于存储信息。 读写电路：完成对存储单元的读写操作。 存储体：由大量的存储单元构成的阵列组成，用于存储信息。 号，再经过驱动电路和读写电路完成对选中存储单 元的读写操作。 元的读写操作。
2、动态RAM的刷新 动态RAM的刷新 RAM 动态RAM是用靠电容存储电荷（有电荷为“1”、无电荷为“0”） 动态RAM是用靠电容存储电荷（有电荷为“ 、无电荷为“ ） RAM是用靠电容存储电荷 来寄存信息的。电容上的电荷只能维持1~2ms 1~2ms， 来寄存信息的。电容上的电荷只能维持1~2ms，所以存储的信息 会自动消失，必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态。 2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态 会自动消失，必须在2ms内对其所有存储单元恢复一次原状态。 其刷新过程就是先将原存信息读出， 其刷新过程就是先将原存信息读出，再利用刷新放大器形成原 信息并重新写入原单元。 信息并重新写入原单元。
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作业
下一讲：存储器扩展与连接！
思 4、用1024×1b的芯片构造128KB 考 的存储器，需要几块芯片。
1、某微机系统的RAM容量为4K×8 位，首地址为4800H，求其最后一个 单元的地址。
2、设有一个具有14位地址和8位数据的存储器，
问：
（1）该存储器能存储多少汉字？
（2）如果该存储器由8K×4位的RAM芯片组
成，需要多少片？
数据引脚 8个
（2）芯片引脚分析 数据 D7 – D0 地址 A10 – A0
控 O 输出允许，低电平有效 制 EC 芯片选中，低电平有效
EW 写允许，低电平有效 E
（3）读写功能分析 读： CE =0 OE =0 写： CE =0 OE =1 保持： CE =1
WE =1 WE =0
从容量、引脚和读写功能3方面 分析下列芯片
（电源在数据在，稳定）
?动态读写存储器DRAM （电源在数据不常在，不稳定，需刷新）
只读存储器ROM
?可编程只读存储器PROM （只能写一次）
?可擦除可编程只读存储器EPROM （可改写）
?电可擦除可编程只读存储器EEPROM （可改写）
6264 6116 讲解
6232 62256 练习 2114
2
（3）读写功能分析
CPU 读 存储器 CPU 写 存储器
CPU
读
内存
写
（3）读写功能分析
读：CE1 =0 CE2 =1 写：CE1 =0 CE2 =1 保持：OE =1
WE =1 WE =0
(1)容量分析： (2K×8bit) 芯片长度（单元个数）：2K
地址引脚 11个 芯片宽度（单元位数）：8bit
(1)容量分析： (8K×8bit) 芯片长度（单元个数）：8K
地址引脚 13个 芯片宽度（单元位数）：8bit
数据引脚 8个
（2）芯片引脚分析 数据 D7 – D0 地址 A12 – A0
O 输出允许，低电平有效 控 EW 写允许，低电平有效 制 ECE 芯片选中，低电平有效
1CE 芯片选中，高电平有效
1、6232（4K×8） WE OE CE 2、62256（32K×8） WE OE CE 3、2114（1K×4） WE CE
练习
1、已知某芯片有8个数据引脚， 15个地址引脚，求其存储容量。
2、已知某芯片有4个数据引脚，16 个地址引脚，求其存储容量。 3、用512×4b的芯片构造16KB的存 储器，需要几块芯片。
重点
本章学习目标
1、了解存储器分类 2、掌握分析存储芯片容量、引脚、 读写功能的方法 3、理解存储器扩展 4、掌握存储器与CPU的连接方法
第1讲
一、存储器分类 （了解） 二、常用存储器芯片
（由引脚分析容量、 由容量分析引脚 由引脚分析读写功能）
随机读写存储器 ——断电信息丢 只读?存静储态R器读A写RMO存M储器SRA—M—断电信息留