存储器的容量标准
计算机性能指标
计算机性能指标(1)运算速度。
运算速度就是衡量计算机性能的一项重要指标。
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度),就是指每秒钟所能执行的指令条数,一般用“百万条指令／秒”(mips,Million Instruction Per Second)来描述。
同一台计算机,执行不同的运算所需时间可能不同,因而对运算速度的描述常采用不同的方法。
常用的有CPU时钟频率(主频)、每秒平均执行指令数(ips)等。
微型计算机一般采用主频来描述运算速度,例如,Pentium/133的主频为133 MHz,PentiumⅢ/800的主频为800 MHz,Pentium 4 1、5G的主频为1、5 GHz。
一般说来,主频越高,运算速度就越快。
(2)字长。
计算机在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字”,而这组二进制数的位数就就是“字长”。
在其她指标相同时,字长越大计算机处理数据的速度就越快。
早期的微型计算机的字长一般就是8位与16位。
目前586(Pentium, Pentium Pro, PentiumⅡ,PentiumⅢ,Pentium 4)大多就是32位,现在的大多数人都装64位的了。
(3)内存储器的容量。
内存储器,也简称主存,就是CPU可以直接访问的存储器,需要执行的程序与需要处理的数据就就是存放在主存中的。
内存储器容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。
随着操作系统的升级,应用软件的不断丰富及其功能的不断扩展,人们对计算机内存容量的需求也不断提高。
目前,运行Windows 95或Windows 98操作系统至少需要 16 M的内存容量,Windows XP则需要128 M以上的内存容量。
内存容量越大,系统功能就越强大,能处理的数据量就越庞大。
(4)外存储器的容量。
外存储器容量通常就是指硬盘容量(包括内置硬盘与移动硬盘)。
外存储器容量越大,可存储的信息就越多,可安装的应用软件就越丰富。
目前,硬盘容量一般为10 G至60 G,有的甚至已达到120 G。
存储器
AP AP＋1 AK
Y译码 A0 A1 X 译 码
存储体 …
AP－1
存储器控 制逻辑
R/W CE RAM的基本组成框图
…
…
I/O 缓 冲 … … … …
D0 D1 DN－1
二、静态RAM的例子
典型的静态RAM芯片如： 2114（1k×4位）
6116 （2k×8位）
A12 A11~A8 A7 ~ A4 A3~A0 0000000000000至1111111111111 0000000000000至1111111111111 0000000000000至1111111111111 8k×16B 0000000000000至1111111111111
地址范围（空间） 0000H-1FFFH 2000H-3FFFH 4000H-5FFFH 6000H-7FFFH
单元数扩充：8K × 8 32K ×8
A0-A12 00 A13
Y0 A Y1 01 Y2 10 B 11 Y3 G
A14
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2 A0-A12
C S1 CS2
D0-D7
OE
WE
3#
D0-D7
OE
WE
全译码的优点是每个芯片的地址范围 唯一确定，而且各片之间是连续的。 缺点是译码电路比较复杂
二、PROM(可编程的ROM)
三、EPROM(可擦除的 PROM) 四、EEPROM(电子式可清除的PROM)
5.4
存储器连接与扩充
一、存储器芯片选择
静态RAM在与微处理器接口时，一般不需要外围电路，连接比较简 单，故在智能仪器仪表、小型控制系统中，一般采用静态RAM。 动态RAM集成度高，但需要专门的刷新电路，因此与微处理器的接 口设计较为复杂，在需要较大存储器容量的计算机产品中广泛使用。 ROM中的内容掉电不易失，但不能随机写入，故一般用于存储系统 程序（监控程序）和无须在线修改的参数等。其中，掩膜ROM用于 大批量生产的微电子产品或计算机产品中，非批量使用时可用 PROM。在产品研制和小批量生产时，宜选用EPROM等芯片。 EEPROM多用于保存这样一些数据或参数：他们在系统工作过程中 被写入而又需要掉电保护。
计算机组成原理答案
计算机组成原理（本）模拟题一计算机组成原理（本）模拟题一一．填空题（共20分）1．计算机软件一般分为两大类：一类叫__系统件__，另一类叫__应用软件__。
操作系统属于系统__软件__ 类。
2．主存与cache的地址映射有_全相联_、_直接映射_、_组相联_三种方式。
3．DMA 控制器按其_内部_结构，分为_选择_型和_多路_型两种。
4．闪速存储器能提供高性能、低功耗、高可靠性及_瞬时启动_能力，为现有的_存储器_体系结构带来巨大变化，因此作为_固态盘_用于便携式电脑中。
5．主存储器的性能指标主要是_存储容量_、_存储时间_、存储周期和存储器带宽。
6．汉字的_输入码_、_字模码_、_内码_是计算机用于汉字输入、内部处理、输出三种不同用途的编码。
7．RISC指令系统的最大特点是：_指令数少_；_指令长度固定_; _指令格式和寻址方式_种类少。
只有取数/ 存数指令访问存储器。
8．存储器和CPU连接时，要完成_DB_的连接；_CB_的连接和_AB_的连接，方能正常工作。
9．衡量总线性能的重要指标是_总线带宽_，它定义为总线本身所能达到的最高_传输速度_。
PCI总线的带宽可达_264MB/S_。
10．微型机的标准总线从16位的_ISA_总线，发展到32位的_EISA_总线和_VISA_总线，又进一步发展到64位的PCI总线。
二．选择题（共30分）1．计算机问世至今，新型机器不断推陈出新，不管怎样更新，依然保有―存储程序‖的概念，最早提出这种概念的是__B__。
A．巴贝奇B．冯. 诺依曼C．帕斯卡D．贝尔2．算术/ 逻辑运算单元74181ALU可完成__C__。
A．16种算术运算功能B．16种逻辑运算功能C．16种算术运算功能和16种逻辑运算功能D．4位乘法运算和除法运算功能3．若浮点数用补码表示，则判断运算结果是否为规格化数的方法是__C__。
A．阶符与数符相同为规格化数B．阶符与数符相异为规格化数C．数符与尾数小数点后第一位数字相异为规格化数D．数符与尾数小数点后第一位数字相同为规格化数4．某SRAM芯片，存储容量为64K×16位，该芯片的地址线和数据线数目为__D__。
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
NOR ,SRAM,SDRAM,NAND结构和容量计算
NOR flash，NAND flash，SDRAM结构和容量分析1.NOR flash结构和容量分析例如：HY29LV160 。
引脚分别如图：HY29LV160 有20根地址线，16位的数据线。
所以：容量=220(地址线)X16(数据位数)bit=1MX16bit=1MX2B=2MB2.SRAM简单介绍SRAM是英文Static RAM的缩写，它是一种具有静止存取功能的内存，不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
SRAM不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
而DRAM（Dynamic Random Access Memory)每隔一段时间，要刷新充电一次，否则内部的数据即会消失，因此SRAM具有较高的性能，但是SRAM也有它的缺点，即它的集成度较低，相同容量的DRAM内存可以设计为较小的体积，但是SRAM却需要很大的体积，且功耗较大。
所以在主板上SRAM存储器要占用一部分面积。
SRAM一种是置于CPU与主存间的高速缓存，它有两种规格：一种是固定在主板上的高速缓存（Cache Memory ）；另一种是插在卡槽上的COAST（Cache On A Stick）扩充用的高速缓存，另外在CMOS芯片1468l8的电路里，它的内部也有较小容量的128字节SRAM，存储我们所设置的配置数据。
还有为了加速CPU内部数据的传送，自80486CPU起，在CPU的内部也设计有高速缓存，故在Pentium CPU就有所谓的L1 Cache（一级高速缓存）和L2Cache（二级高速缓存）的名词，一般L1 Cache是内建在CPU的内部，L2 Cache是设计在CPU的外部，但是Pentium Pro把L1和L2 Cache同时设计在CPU的内部，故Pentium Pro的体积较大。
最新的Pentium II 又把L2 Cache移至CPU内核之外的黑盒子里。
SRAM显然速度快，不需要刷新的操作，但是也有另外的缺点，就是价格高，体积大，所以在主板上还不能作为用量较大的主存。
存储器系统基本知识
（2）扇区
每个磁道划分成若干相等的区域，每个区域称为—个扇区，扇区是软 盘的基本存储单位。 每个磁道上的扇区数可为9、15、18等。扇区的编号 从1号开始，每个扇区为512B。计算机对软盘进行读写时，无论数据多少， 总是读写一个或几个完整的扇区。
（3）写保护口
3.5寸软盘的写保护口在磁盘背面，窗口中有一滑块，若移动滑块使窗 口透光，则该盘处于写保护状态，只能读出不能写入。处于写保护状态的 软盘，只能读出数据，不能写入、删除，也小会受病毒侵入。
那么高速缓存中相应的内容也应随之改变。反过来，如果CPU修改了高速缓存
中的内容，也应修改内存中的相应内容。 Intel 80486及更尚档微处理器的—个显著特点是在CPU芯片内集成了
SRAM作为高速缓存。因为这些高速缓存装在芯片内，所以称为内部高速缓存 或—级高速缓存，目前，微机的一级高速缓存多为32KB或64KB。由于80486 及更高档CPU的时钟频率都很高，一旦出现一级高速缓存未命中，性能将明显 降低。在这种情况下，通常是在CPU芯片外再加高速缓存称为二级高速缓存， 即外部高速缓存，它实际上是内存和CPU之间的真正缓存。外部高速缓存的容 量都比内部高速缓存大，目前微机的二级高速缓存多为256KB或512KB的同步 高速缓存，即高速缓存和CPU采用相同的时钟周期以相同的速度同步工作。其 性能要比异步高速缓存要高30％以上。
盘由多片盘片组成，盘片同心地固定在同一根轴上，片与片之间留有供磁 头进退的间隙。硬磁盘与硬磁盘驱动器作为一个整体密封在—个金属腔体 中，称为硬盘机，简称硬盘。
硬盘按盘径大小可分为5.25in、3.5in、2.5in、1.8in等几种，硬盘尺寸小 型化是硬盘的发展方向。
3.光盘存储器
光监存储器是一种利用激光技术存储信息的装置。光盘存储器由光盘 片和光盘驱动器构成。目前用于计算机系统的光盘可分为：只读型光盘 （CD-ROM）、一次写入型光盘（WORM）和磁光盘（MO）以及DVD。
《单片机原理与应用及上机指导》第7章：80C51单片机系统扩展
表7.4 常用SRAM芯片的主要性能
表7.6 80C51与6264的线路连接
7.2 并行I/O扩展
MCS-51系列单片机共有4个并行I/O口，分别是P0、P1、 P2和P3。其中P0口一般作地址线的低8位和数据线使用； P2口作地址线的高8位使用；P3口是一个双功能口，其第 二功能是一些很重要的控制信号，所以P3一般使用其第二 功能。这样供用户使用的I/O口就只剩下P1口了。另外，这 些I/O口没有状态寄存和命令寄存的功能，所以难以满足复 杂的I/O操作要求。因此，在大部分MCS-5l单片机应用系 统的设计中都不可避免地要进行I/O口的扩展。 7.2.1 并行I/O扩展原理 7.2.2 常用的并行I/O扩展芯片
线选法
若系统只扩展少量的RAM和I/O口芯片，可采用线选法。 线选法是把单片机高位地址分别与要扩展芯片的片选端相连，控制选 择各条线的电路以达到选片目的，其优点是接线简单，适用于扩展芯 片较少的场合，缺点是芯片的地址不连续，地址空间的利用率低。
图7.7 片外RAM的读时序
图7.8 片外RAM的写时序
4．数据存储器芯片及扩展电路
(1) 数据存储器 数据存储器扩展常使用随机存储器芯片，用得较多的是 Intel公司的6116(容量为2KB)和6264(容量为8KB)， 其性能 如表7.4所示。 (2) 数据存储器扩展电路 80C51与6264的连接 如表7.6所示。
全地址译码法
利用译码器对系统地址总线中未被外扩芯片用到的高位地址线进行译 码，以译码器的输出作为外围芯片的片选信号。常用的译码器有 74LS139、74LS138、74LS154等。优点是存储器的每个存储单元只 有唯一的一个系统空间地址，不存在地址重叠现象；对存储空间的使 用是连续的，能有效地利用系统的存储空间。缺点是所需地址译码电 路较多，全地址译码法是单片机应用系统设计中经常采用的方法 。
地址总线,字长,内存容量,寻址范围 之间的计算
5、对于存储器的容量扩展，有位扩展，字扩展，字位扩展三种形式。对于字位扩展，一个存储器的容量为M*N位，若使用L*K位存储器芯片，那么，这个存储器共需(M*N)/(L*K)个存储器芯片。
下面分析一下字位扩展的习题： 设有一个具有14位地址和8位字长的存储器，问该存储器容量有多大？如果存储器由 1K*1静态存储器组成，需多少芯片？多少位地址作芯片选择？
下面通过举几个例子，来说明这些关系
1、某计算机字长32位，存储容量8MB。按字编址，其寻址范围为(0～2M-1) 计算步骤：8MB字节=8*1024*1024*8位。所以8MB/32位=2M.
Hale Waihona Puke 2、某计算机字长32位，其存储容量为4MB，若按半字编址，它的寻址范围是（0-2M-1）计算步骤：若按半字就是16位了 4MB=4*1024*1024*8位，所以4MB/16 = 2M；
3、字长为32位.存储器容量为64KB.按字编址的寻址范围是多少计算步骤：64K字节=64＊1024＊8位. 所以64KB/32位=(64＊1024＊8)/32=16＊1024=16K 故寻址范围为: 0-16K-1
4、某机字长32位，存储容量1MB，若按字编址，它的寻址范围是什么？
解释：容量1M=2*1024*1024 位 一个字长是32 位
处理机字长是指处理机能同时处理（或运算）的位数，即同时处理多少位（bit）数据。比如Intel Pentium 4处理器字长为32位，它能同时处理32位的数据，也即它的数据总线为32位。以前的处理器比如8086，则为16位处理器，现在新兴的64位处理器，它的数据吞吐能力更强，即能同时对64位数据进行运算。处理器的字长越大，说明它的运算能力越强。如果讲处理器的寻址范围，则要看处理器的地址总线的位数，而不是它的字长！这个要明白！比如Intel Pentium 4处理器的数据总线为32位，地址总线也是32位。8086的数据总线为16位，地址总线为20位。新兴的64位处理器的数据总线为64位，地址总线大部分是32位。这个清楚之后，再看地址总线与寻址范围的关系。存储单元是以字节（byte）为单位，N根地址总线能访问2的N次方个存储单元。于是有32位地址总线可以访问2的32次方个存储单元，即4GB。 8086处理器字长是16位，它的地址总线是20位，所以能访问2的20次方个存储单元，即1MB。 另外一点需要注意的就是，如果有些题目说：按“字”寻址，就说明是存储单元大小为字长的位数，按“字节”寻址，说明存储单元式字节的大小 （个人理解，没有考证）
计算机的主要性能指标包括哪些 精品
作业一1、计算机的主要性能指标包括哪些？[参考答案]：计算机的主要技术性能指标有下面几项：主频、字长、存储容量、存取周期和运算速度等。
（1）主频：主频即时钟频率，是指计算机的CPU在单位时间内发出的脉冲数。
（2）字长：字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系。
字长决定了计算机的运算精度，字长长，计算机的运算精度就高。
字长也影响机器的运算速度，字长越长，计算机的运算速度越快。
（3）存储容量：计算机能存储的信息总字节量称为该计算机系统的存储容量存储容量的单位还有MB（兆字节）、GB（吉字节）和TB（太字节）。
（4）存取周期：把信息代码存入存储器，称为“写”；把信息代码从存储器中取出，称为“读”。
存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间(或读写时间)，而连续启动两次独立的“读”或“写”操作(如连续的两次“读”操作)所需的最短时间，称为存取周期(或存储周期)。
（5）运算速度：运算速度是一项综合性的性能指标。
衡量计算机运算速度的单位是MIPS(百万条指令/秒)。
因为每种指令的类型不同，执行不同指令所需的时间也不一样。
过去以执行定点加法指令作标准来计算运算速度，现在用一种等效速度或平均速度来衡量。
等效速度由各种指令平均执行时间以及相对应的指令运行比例计算得出来，即用加权平均法求得。
2、说明常见的计算机分类方法及其类型。
[参考答案]：计算机有多种分类方法。
常见的分类方法有以下几种：（1）按处理的信息形式分。
可分为数字计算机和模拟计算机。
用脉冲编码表示数字，处理的是数字信息，这类计算机是数字计算机；处理长度、电压、电流等模拟量的计算机称为模拟计算机。
本书介绍的是数字计算机的组成原理。
（2）按字长分。
可分为 8 位机、16位机、32位机和64位机等。
（3）按结构分。
可分为单片机、单板机、多芯片机与多板机。
（4）按用途分。
可分为工业控制机与数据处理机等。
微型计算机原理 第六章 存储器
3、存储器带宽 单位时间里存储器所存取的信息量，位/秒
4、功耗
半导体存储器的功耗包括“维持功耗”和“操作功耗”。 与计算机的电源容量和机箱内的散热有直接的联系 保证速度的情况下，减小功耗
5、可靠性 可靠性一般是指存储器（焊接、插件板的接触、存储器模块的复杂性）抗外界电磁场、温度等因变化干扰的能力。在出厂时经过全
28系列的E2PROM
① +5V供电，维持电流60mA，最大工作电流160mA ② 读出时间250ns ③ 28引脚 DIP封装 ④ 页写入与查询的做法： 当用户启动写入后，应以（3至20）微秒/B的速度，连续向有关地 址写入16个字节的数据，其中，页内字节由A3至A0确定，页地址 由A12至A4确定，整个芯片有512个页，页加载 如果芯片在规定的20微秒的窗口时间内，用户不再进行写入，则芯 片将会自动把页缓冲器内的数据转存到指定的存储单元，这个过程 称为页存储，在页存储期间芯片将不再接收外部数据。CPU可以通 过读出最后一个字节来查询写入是否完成，若读出数据的最高位与 写入前相反，说明写入还没完成，否则，写入已经完成。
3）R/W（Read/Write）读/写控制引线端。
4）WE写开放引线端，低电平有效时，数据总线上的数据被写入 被寻址的单元。 4、三态双向缓冲器 使组成半导体RAM的各个存储芯片很方便地与系统数据总线相
连接。
6.2.2 静态RAM
1、静态基本存储单元电路
基本单元电路多为静态存储器半导体双稳态触发器结构， NMOS\COMS\TTL\ECL等制造工艺而成。 NMOS工艺制作的静态RAM具有集成度高、功耗价格便宜等优点，
6.2.4
RAM存储容量的扩展方法
1、位扩展方式：16Kx1扩充为16Kx8
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存储器的容量标准
存储器的容量标准通常以字节（Byte）为单位。
字节是计
算机存储中的最小单位，它可以存储一个字符或一个字节
的数据。
以下是存储器容量的一些常见标准：
1. 字节（Byte）：存储器容量最小的单位，通常用于表示
单个字符或一个字节的数据。
1字节等于8位。
2. 千字节（Kilobyte，KB）：1 KB等于1024字节。
通常
用于表示较小的存储器容量，如软盘容量、缓存容量等。
3. 兆字节（Megabyte，MB）：1 MB等于1024 KB。
通常用
于表示中等大小的存储器容量，如内存容量、硬盘容量等。
4. 吉字节（Gigabyte，GB）：1 GB等于1024 MB。
通常用
于表示较大的存储器容量，如大容量硬盘、移动存储设备等。
5. 太字节（Terabyte，TB）：1 TB等于1024 GB。
通常用
于表示非常大的存储器容量，如服务器硬盘、数据中心存
储等。
6. 拍字节（Petabyte，PB）：1 PB等于1024 TB。
通常用
于表示极大的存储器容量，如大型数据中心、云存储等。
7. 艾字节（Exabyte，EB）：1 EB等于1024 PB。
通常用
于表示超大规模的存储器容量，如全球互联网存储容量等。
需要注意的是，存储器容量的实际可用空间可能会小于标
称容量，因为一部分空间会被操作系统或存储器管理器用
于存储元数据和其他系统信息。