内存储器及其接
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
电脑内存介绍
BY:丁一 BY:丁一
内存性能指标
1. 容量
– – – 在不超出主板所支持容量的前提下越大越好 目前的主流容量为1G、2G 内存所能达到的最高工作频率。内存主频是以MHz （兆赫）为单位来计量的。内存主频越高在一定程度 上代表着内存所能达到的速度越快 目前主流为800、1066、1333、1600
–
ROM （只读存储器, Read Only Memory ）
ROM数据不能随意更新，但是在任何时候都可以读取。即使是 断电，ROM也能够保留数据。但是资料一但写入后只能用特殊 方法或根本无法更改。 在主板上安装的BI
RAM （随机存储器, Random Access Memory ）
随机存取存储器是计算机的主存，CPU对它们既可读出数据又 可写入数据。一旦关机断电，RAM中的信息将全部消失。在通 电情况下不能长时间保持电量，需要每隔一段时间就进行一次 重新加电过程，RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序 的临时存储介质。 在主板上内存就是这个状态。
–
高速缓冲存储器（Cache）
BY:丁一 BY:丁一
外观对比
BY:丁一 BY:丁一
性能对比
SDRAM 针脚数 （Pin） 配合主板 工作电压 （V） 内存容量 （GB） 工作频率 （MHz） 多通道 配合CPU P4之前 3.3 32/64/128 168Pin DDR 184Pin 845/865 2.5 256/512 200/266/333/400 支持双通道 P4 DDR2 240Pin 915/925/945 1.8 512/1G/2G 533/667/800/1066 支持双通道 P4后/闪龙后 DDR3 204Pin AM3/P55/X58 1.5 1G/2G/4G 1066/1333/1600 支持三通道 奔腾双核、酷睿、 速龙2、羿龙2
【计算机组成原理】存储系统
【计算机组成原理】存储系统存储器的层次和结构从不同⾓度对存储器进⾏分类：1.按在计算机中的作⽤（层次）分类 （1）主存储器。
简称主存，⼜称内存储器（内存），⽤来存放计算机运⾏期间所需的⼤量程序和数据，CPU 可以直接随机地对其进⾏访问，也可以和告诉缓冲存储器（Cache）及辅助存储器交换数据，其特点是容量较⼩、存取速度较快、单位价格较⾼。
（2）辅助存储器。
简称辅存，⼜称外存储器（外存），是主存储器的后援存储器，⽤来存放当前暂时不⽤的程序和数据，以及⼀些需要永久性保存的信息，它不能与CPU 直接交换信息。
其特点是容量极⼤、存取速度较慢、单位成本低。
（3）⾼速缓冲存储器。
简称 Cache，位于主存和 CPU 之间，⽤来存放正在执⾏的程序段和数据，以便 CPU 能⾼速地使⽤它们。
Cache 地存取速度可与 CPU 的速度匹配，但存储容量⼩、价格⾼。
⽬前的⾼档计算机通常将它们制作在 CPU 中。
2.按存储介质分类 按存储介质，存储器可分为磁表⾯存储器（磁盘、磁带）、磁芯存储器、半导体存储器（MOS型存储器、双极型存储器）和光存储器（光盘）。
3.按存取⽅式分类 （1）随机存储器（RAM）。
存储器的任何⼀个存储单元的内容都可以随机存取，⽽且存取时间与存储单元的物理位置⽆关。
其优点是读写⽅便、使⽤灵活，主要⽤作主存或⾼速缓冲存储器。
RAM ⼜分为静态 RAM （以触发器原理寄存信息，SRAM）和动态 RAM（以电容充电原理寄存信息，DRAM）。
（2）只读存储器（ROM）。
存储器的内容只能随机读出⽽不能写⼊。
信息⼀旦写⼊存储器就固定不变，即使断电，内容也不会丢失。
因此，通常⽤它存放固定不变的程序、常数和汉字字库，甚⾄⽤于操作系统的固化。
它与随机存储器可共同作为主存的⼀部分，统⼀构成主存的地址域。
由ROM 派⽣出的存储器也包含可反复重写的类型，ROM 与RAM 的存取⽅式均为随机存取。
⼴义上的只读存储器已可已可通过电擦除等⽅式进⾏写⼊，其“只读”的概念没有保留，但仍然保留了断电内容保留、随机读取特性，但其写⼊速度⽐读取速度慢得多。
存储器及其接口
0
1
1
1
1
0
F0000～F7FFFH
0
1
1
1
1
1
F8000～FFFFFH
ROM子系统中译码器管理的存储器地址
存储器地址区域
3.RAM子系统
系统板上RAM子系统为256KB，每64KB为一组，采用9片4164 DRAM芯片，8片构成64KB，另一片用于奇偶校验
CPU
数据总线
地址总线
寻址范围
T2为一列基本存储单元电路上共有的控制管。
CD
T1
字选择线
刷 新 放大器
位选择线
T2
单管动态RAM存储电路
数据线（D）
DRAM的基本存储电路
NC
D
IN
WE
RAS
A
0
A2
A1
GND
—
—
—
—
—
—
—
—
V
CC
CAS
D
OUT
A6
A3
A4
A5
A7
—
—
—
—
—
—
4.电可擦可编程的ROM
5.闪速存储器（Flash Memory）
01
闪存也称快擦写存储器，有人也简称之Flash。 Flash Memory属于EERPOM类型 ,有很高的存取速度，而且易于擦除和重写，而且可以选择删除芯片的一部分内容，但还不能进行字节级别的删除操作。
单击此处添加小标题
02
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8088
8位
20位
1MB
8086
8位
20位
1MB
80286
内存储器名词解释
内存储器名词解释
把电脑及其组件看作一个大家庭，内存储器就如同家庭中的一位成员，其脱不开电脑的关系，非常重要。
内存储器的作用就是用来存储电脑的指令及数据，以便它们可以在需要时进行访问，使得处理器可以以最佳的效率工作。
内存储器通常按照类型、容量和使用技术分类，类型包括RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、cache（高速缓存）等，RAM是最常用的内存储器类型，它可以让处理器访问任何地方的任意数据，而ROM则只能读取存储器中特定位置存放的数据，它们可以承担不同的功能来支持电脑的运行。
缓存是特殊的RAM，它通常有两个类型，一种是L1缓存，它是CPU与主存之间的一个中介，当CPU需要访问内存中的数据时，可以先从L1缓存中获取，减少CPU等待主存响应的时间；另一种是L2缓存，它是更大的，可以容纳更多的数据，比L1缓存能更快的读取内存数据。
DRAM（动态随机存取存储器）是另一种常用的内存储器，它可以处于不断变化的电压状态，比如可以把“1”表示为一个电压，把“0”表示为另外一个电压，而当电压变化时，它就可以记录不同的数据。
DRAM也是大多数主板上安装的内存，可以为处理器提供大量的内存储器来存储数据，提高电脑的运行效率。
另外，Flash存储器（也称为闪存）是另一种常用的存储器，它无需电源也可以维持存储的数据，而且读写速度比DRAM要快的多，
因此它可以允许用户从很多设备（比如手机、相机等）中快速访问和存储数据，这就是它的优势所在。
以上就是有关内存储器名词解释的内容，本文从类型、容量、使用技术等方面来介绍了RAM、ROM、cache、DRAM、Flash存储器等常用内存储器，以便使读者能够更好的了解它们的不同性质，从而正确的运用他们，提高电脑的运行效率，应用起来更加便捷。
微机原理第5章存储器系统
3. 工作方式
数ห้องสมุดไป่ตู้读出 字节写入：每一次BUSY正脉冲写
编程写入
入一个字节
自动页写入：每一次BUSY正脉冲写
入一页（1~ 32字节）
字节擦除：一次擦除一个字节 擦除
片擦除：一次擦除整片
72
4. EEPROM的应用
可通过编写程序实现对芯片的读写； 每写入一个字节都需判断READY / BUSY
主存储器 虚拟存储系统
磁盘存储器
8
Cache存储系统
对程序员是透明的 目标：
提高存储速度
Cache
主存储器
9
虚拟存储系统
对应用程序员是透明的。 目标：
扩大存储容量
主存储器
磁盘存储器
10
3. 主要性能指标
存储容量（S）（字节、千字节、兆字节等） 存取时间（T）（与系统命中率有关）
端的状态，仅当该端为高电平时才可写 入下一个字节。
P219例
73
四、闪速EEPROM
特点：
通过向内部控制寄存器写入命令的方法 来控制芯片的工作方式。
74
工作方式
数据读出
读单元内容 读内部状态寄存器内容 读芯片的厂家及器件标记
CAS：列地址选通信号。
地址总线上先送上行地址，后送上列地址，它们 分别在#RAS和#CAS有效期间被锁存在锁存器中。
WE：写允许信号
DIN： 数据输入
WE=0 WE=1
数据写入 数据读出
DOUT：数据输出
49
3. 2164在系统中的连接
与系统连接图
50
三、存储器扩展技术
51
1. 存储器扩展
1 A15 1 A14 1 A13
存储器的分类和主要性能指标(微机原理)
西南大学电子信息工程学院
19
第6章 半导体存储器及接口 §6.3 SRAM、ROM与CPU的连接方法 ⒈要解决的技术问题 ⑴ SRAM、ROM的速度要满足CPU的读/写要求； ⑵ SRAM、ROM的字数和字长要与系统要求一致； ⑶ 所构成的系统存储器要满足CPU自启动和正常运行条件。 ⒉存储器扩展技术 当单个存储器芯片不能满足系统字长或存储单元个数 的要求时，用多个存储芯片的组合来满足系统存储容量的 需求。这种组合就称为存储器的扩展。 存储器扩展的几种方式： ⑴位扩展 当单个存储芯片的字长（位数）不能满足要求时，就 需要进行位扩展。
按工作方式分按制造工艺分按存储机理分双极型ram随机存取存储器静态读写存储器sramram金属氧化物型mosram动态读写存储器dramromprom只读存储器epromr0m半导体存储器及接口西南大学电子信息工程学院22内存储器的主要性能指标内存储器的主要性能指标内存储容量内存储容量表示一个计算机系统内存储器存储数据多少的指标
西南大学电子信息工程学院
5
第6章 半导体存储器及接口 ③芯片容量
是指一片存储器芯片所具有的存储容量。
例如： SRAM芯片6264的容量为8K×8bit，即它有8K个 单元，每个单元存储8位（一个字节）二进制数据。 DRAM芯片NMC4l256的容量为256K×lbit，即它 有256K个单元，每个单元存储1位二进制数据。 ⑵最大存取时间 内存储器从接收寻找存储单元的地址码开始， 到它取出或存入数码为止所需要的最长时间。
西南大学电子信息工程学院 30
第6章 半导体存储器及接口 ②地址分配 要考虑CPU自启动条件，在8088系统中存储器操作时IO/M=0， ROM要包含0FFFF0H单元，正常运行时要用到中断向量区 0000:0000-0000:003FFH，所以RAM要包含这个区域。
《微机原理与接口技术》课程总结
《微机原理与接口技术》课程总结本学期我们学习了《微型计算机原理与接口技术》，总的来说，我掌握的知识点可以说是少之又少，我感觉这门课的内容对我来说是比较难理解的。
这门课围绕微型计算机原理和应用主题，以Intel8086CPU为主线，系统介绍了微型计算机的基本知识、基本组成、体系结构、工作模式，介绍了8086CPU的指令系统、汇编语言及程序设计方法和技巧，存储器的组成和I/O接口扩展方法，微机的中断结构、工作过程，并系统介绍了微机中的常用接口原理和应用技术，包括七大接口芯片：并行接口8255A、串行接口8251A、计数器/定时器8253、中断控制器8259A、A/D（ADC0809）、D/A （DAC0832）、DMA（8237）、人机接口（键盘与显示器接口）的结构原理与应用。
在此基础上，对现代微机系统中涉及的总线技术、高速缓存技术、数据传输方法、高性能计算机的体系结构和主要技术作了简要介绍。
第一章：微型计算机概论（1）超、大、中、小型计算机阶段（1946年-1980年）采用计算机来代替人的脑力劳动，提高了工作效率，能够解决较复杂的数学计算和数据处理（2）微型计算机阶段（1981年-1990年）微型计算机大量普及，几乎应用于所有领域，对世界科技和经济的发展起到了重要的推动作用。
（3）计算机网络阶段（1991年至今）。
计算机的数值表示方法：二进制，八进制，十进制，十六进制。
要会各个进制之间的数制转换。
计算机网络为人类实现资源共享提供了有力的帮助，从而促进了信息化社会的到来，实现了遍及全球的信息资源共享。
第二章：80X86微处理器结构本章讲述了80X86微处理器的内部结构及他们的引脚信号和工作方式，重点讲述了8086微处理器的相关知识，从而为8086微处理器同存储器以及I/O设备的接口设计做了准备。
本章内容是本课程的重点部分。
第三章：80X86指令系统和汇编语言本章讲述了80X86微处理器指令的多种寻址方式，讲述了80X86指令系统中各指令的书写方式、指令含义及编程应用；讲述了汇编语言伪指令的书写格式和含义、汇编语言中语句的书写格式。
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2020/8/19
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7
单极型存储器和双极型存储器
• 从器件组成的角度来分类，半导体存储器可分为单极型存储器和双极型 存储器两种。
• 双极型存储器是用TTL（Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体 管逻辑）电路制成的存储器，其特点是速度快、功耗不大，但集成度较 低；
2020/8/19
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3
8.1.1 存储器的分类
• 存储器是计算机系统中必不可少的组成部分， 用来存放计算机系统工作时所用的信息——程 序和数据。
• 根据其在计算机系统中的地位可分为内存储器 （简称内存）和外存储器（简称外存） ，
• 内存储器又称为主存储器（简称主存），外存 储器又称为辅助存储器（简称辅存） 。
第8章 内存储器及其接口
2020/8/19
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1
内存储器接口的基本技术
8.1 三种典型的半导体存储芯片 8.2 内存储器接口的基本技术 8.3 16 位、32位微型计算机系统中的内存储器接口
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2
8.1 三种典型的半导体存储芯片
• 8.1.1 存储器的分类 • 8.1.2 半导体存储器芯片的发展 • 8.1.3 半导体存储器的结构框图 • 8.1.4 半导体存储器的主要技术指标 • 8.1.5 三种半导体存储器芯片简介
2020/8/19
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4
SRAM
RAM
内存储器
DRAM
ROM
ROM EPROM
E2PROM
存储器
FLASH MEMORY
FLOPPY DISK
DISK
HARD DISK
外存储器
CD
OPTICAL DISK DVD
MO
2020/8/19
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5
内存与外存
存在于主机内的存储器称为内存储器简称为内存，又称为主存。 存在于主机外的存储器称为外存储器简称为外存又称为辅存。
内存储器通常是由半导体存储器组成，而外存储器的种类较多， 通常包括磁盘存储器、光盘存储器及磁带存储器等。
2020/8/19
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6
半导体存储器
• 在现代计算机中主存（内存）都是由半导体存储器组成。
• 半导体存储器的特点是：
• ① 速度快、存取时间可为ns级；
• ② 集成化，不仅存储单元所占的空间小，而且译码电路和缓冲寄存器 以及存储单元都制作在统一芯片中，体积特别小；
息只能保存2ms左右，为了保存DRAM中的信息，每隔 1～2ms要对其进行刷新,系统中必须配有刷新电路，
存取速度较慢 微机系统中的内存条都采用DRAM芯片。
2020/8/19
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DRAM
字选择
数据线
CT
CD
动态存储单元结构
2020/8/19
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18
DRAM
W CAS
A0 A1 A2 A 3
随机存取器 RAM(Random Access Memory) 只读存取器
ROM (Read Only Memory)
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1，随机存储器
RAM (Random Access Memory) 特点：能读能写，关机后信息消失。
分类：静态RAM <SRAM> 动态RAM <DRAM>
2. 将读写控制引脚WE#置高，片选信号CS# 和输出OE#置低。
3. 存储器芯片驱动数据输出线，将存取的 数据输出。
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SRAM的写操作
1. 将要写入的数据地址送到存储芯 片
2. 将要写入的数据送入存储器芯片 3. 将读写控制引脚WE#和片选信号
CS#置低。输出信号OE#置高。
2020/8/19
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SRAM
行
行行
地
地选 址择
存存储存储存单储单储元单元单阵元阵元列阵列阵列列
译驱
码动 址
数
数据 输入数据
据
驱动 控制
列 I/O 电路 列选择驱动
列地址译码 控
制
列地址
RAM 的阵列结构
2020/8/19
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WE
SRAM的读操作
1. 将需要读取的数据的地址送到存储器芯 片。
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2，只读存储器
ROM (Read Only Memory)
ROM的特点： 是用户在使用时只能读出其中的信息， 不能修改和写入新的该信息，其中信息 由生产厂写入。
信息可以一直保存，不会因为断电而消失。
2020/8/19
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ROM
# 可编程ROM,PROM (Programmable ROM) # 可擦除的PROM,EPROM (Erasable PROM) # 电可擦除PROM, E2PROM (Electrically Erasable
RAS
时钟发生器 2 列地址缓冲器 刷新控制器 刷新计数器 行地址缓冲器 时钟发生器 1
数据入缓冲器 P 数据出缓冲器 Q 列地址译码器 读出放大器
行地址 译码器
存储单元 阵列
2020/8/19
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DRAM
对刷新操作进行专门的控制， 刷新地址可以由一个计数器提供 一般对存储器中的一行或二行 同时进行刷新。
• 单极型存储器是用MOS（金属氧化物半导体，Metal-OxideSemiconductor）电路制成的存储器，其特点是集成度高、功耗低，价 格便宜，而且随着半导体集成工艺和技术的长足进展，目前MOS存储器 的速度已经可以同双极型TTL存储器媲美。
2020/8/19
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8
半导体存储器的分类 （从存储器工作特点、作用和制作工艺分类）
2020/8/19
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（2）DRAM
利用MOS管的柵极对其衬底间的 分布电容来保存信息，以储存电荷的 多少即电容端电压的高低来表示“1” 和“0”。可以由单管MOS管存放一 位二进制信息。
2020/8/19
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DRAM
优点： 集成度高、功耗低、价格便宜
缺点： DRAM中的信息会因电容器的漏电而消失， 一般信
2020/8/19上海交来自大学10（1）SRAM
利用触发器的两个稳定状态 表示“0”和“1”，
至少需要6个晶体管 才能表示一个二进制位。 SRAM功耗较大，容量较小， 存取速度较快，价格较高， 不需要刷新。
2020/8/19
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11
SRAM
T3 Vcc T4
T5
Vss
T6
字选
T1
T2
D
错误！