(16)-5.1 存儲器概述計算機硬件技術(shù)

第5章

存儲系統(tǒng)外部存儲接口外部存儲設(shè)備CPU存儲器MI/O接口輸入設(shè)備II/O接口輸出設(shè)備O微型計算機中存儲器的作用地址總線AB數(shù)據(jù)總線DB數(shù)據(jù)總線CB存儲系統(tǒng)主要內(nèi)容：微型機的存儲系統(tǒng)、存儲器的分類及其特點半導(dǎo)體存儲芯片的外部特性及其與系統(tǒng)的連接存儲器擴展技術(shù)5.1概述內(nèi)容：1.微型機的存儲系統(tǒng)2.半導(dǎo)體存儲器的基本概念3.存儲器的分類及其特點4.兩類半導(dǎo)體存儲器的主要區(qū)別5.1.1微型機的存儲系統(tǒng)將兩個或兩個以上速度、容量和價格各不相同的存儲器用硬件、軟件或軟硬件相結(jié)合的方法組織起來————這樣就構(gòu)成了計算機的存儲系統(tǒng)。系統(tǒng)的存儲速度接近最快的存儲器，

存儲容量接近最大的存儲器。5.1.1微型機的存儲系統(tǒng)存儲器是用來存儲信息的部件。存儲器的三級結(jié)構(gòu):Cache容量小(幾百KB）,速度與CPU相當(dāng)主存容量大，速度比Cache慢外存容量大，速度慢現(xiàn)代微機系統(tǒng)的存儲器層次結(jié)構(gòu)5.1.1微型機的存儲系統(tǒng)微機擁有不同類型的存儲部件(多層/多級結(jié)構(gòu))，由上至下容量越來越大，但速度越來越慢。寄存器堆高速緩存主存儲器聯(lián)機外存儲器脫機外存儲器快慢小大容量速度CPU內(nèi)核存儲器的層次結(jié)構(gòu)5.1.1微型機的存儲系統(tǒng)兩大類——內(nèi)存、外存內(nèi)存/主存——存放當(dāng)前運行的程序和數(shù)據(jù)。特點：存取速度快、容量小、隨機存取、CPU可直接訪問。材料：通常由半導(dǎo)體存儲器構(gòu)成。分類：RAM、ROM。外存/輔存——存放非當(dāng)前使用的程序和數(shù)據(jù)。特點：存取速度慢、容量大、順序存取/塊存取、需調(diào)入內(nèi)存后CPU才能訪問。材料：通常由磁、光存儲器構(gòu)成，也可以由半導(dǎo)體存儲器構(gòu)成。分類：磁盤、磁帶、CD-ROM、DVD-ROM、固態(tài)盤、U盤。5.1.2半導(dǎo)體存儲器的基本概念由能夠表示二進制數(shù)“0”和“1”的、具有記憶功能的一些半導(dǎo)體器件組成。如觸發(fā)器、MOS管的柵極電容等。能存放1位二進制數(shù)的器件稱為一個存儲元。若干存儲元（多位）構(gòu)成一個存儲單元。5.1.3存儲器的分類及其特點內(nèi)存/主存儲器的分類內(nèi)存/主存儲器隨機存取存儲器RandomAccessMemory（RAM）

特性：能讀能寫、揮發(fā)

作用：存放編寫的程序和數(shù)據(jù)只讀存儲器ReadOnlyMemory（ROM）

特性：只能讀不能寫、不揮發(fā)

作用：存放固定的程序和數(shù)據(jù)5.1.3存儲器的分類及其特點隨機存取存儲器（RAM）特點及分類RAM雙極型RAM特點:存取快\驅(qū)動強\集成度低\功耗大\價格高MOS型RAM靜態(tài)存儲器StaticRAM(SRAM)

組成：雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器存儲1/0信息

特點:存取較快\功耗較小\價格較便宜動態(tài)存儲器DynamicRAM(DRAM)

組成：電容充放電存儲1/0信息

特點:集成度高\功耗低\價格便宜組成單元速度集成度應(yīng)用SRAM觸發(fā)器快低小容量系統(tǒng)DRAM極間電容慢高大容量系統(tǒng)NVRAM帶微型電池慢低小容量非易失EDOSDRAMDDRRAMBUS…5.1.3存儲器的分類及其特點只讀存儲器（ROM）分類只讀存儲器ROM(固定或掩模ROM)PROM(一次性可編程ROM)EPROM(可擦除可編程ROM)EEPROM或E2PROM(可電擦除可編程ROM字節(jié)、頁)FlashROM(閃存ROM整片、塊)5.1.3存儲器的分類及其特點只讀存儲器（ROM）分類掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改PROM：允許一次編程，此后不可更改EPROM：用紫外光擦除，擦除后可編程；并允許用戶多次擦除和編程EEPROM(E2PROM)：采用加電方法在線進行擦除和編程，也可多次擦寫FlashMemory(閃存)：能夠快速擦寫的EEPROM，但只能按塊（Block）擦除5.1.4兩類半導(dǎo)體存儲器的主要區(qū)別存儲器的主要技術(shù)指標存儲容量：存儲單元個數(shù)M×每單元位數(shù)N存取時間：從啟動讀(寫)操作到操作完成的時間存取周期：兩次獨立的存儲器操作所需間隔的最小時間可靠性：平均故障間隔時間MTBF功耗：動態(tài)功耗、靜態(tài)功耗5.1.4兩類半導(dǎo)體存儲器的主要區(qū)別半導(dǎo)體存儲器芯片的結(jié)構(gòu)-典型的RAM的示意圖(1)存儲體一個基本存儲電路只能存儲一個二進制位。將基本的存儲電路有規(guī)則地組織起來，就是存儲體。存儲體又有不同的組織形式：將各個字的同1位組織在一個芯片中，如：811816K*1（DRAM）將各個字的4位組織在一個芯片中，如：21141K*4（SRAM）將各個字的8位組織在一個芯片中，如：61162K*8（SRAM）(2)外圍控制電路

地址譯碼器、I/O電路、片選控制端CS、輸出緩沖器等地址譯碼電路的譯碼方式-以6根地址線為例單譯碼譯碼器A5A4A3