微機原理課件第三章存儲器

微機原理課件第三章存儲器目錄CONTENTS存儲器概述隨機存取存儲器（RAM）只讀存儲器（ROM）存儲器的擴展存儲器的應(yīng)用01存儲器概述存儲器是計算機系統(tǒng)中用于存儲數(shù)據(jù)和程序的硬件設(shè)備。定義按照存儲介質(zhì)，存儲器可以分為半導(dǎo)體存儲器、磁表面存儲器和光盤存儲器等；按照工作方式，存儲器可以分為隨機存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。分類存儲器的定義和分類存儲器的容量是指它所能存儲的數(shù)據(jù)量，通常以字節(jié)為單位。容量速度可靠性存儲器的速度是指它訪問數(shù)據(jù)的快慢程度，通常以存取時間或數(shù)據(jù)傳輸率來衡量。存儲器的可靠性是指它能夠長期穩(wěn)定地存儲數(shù)據(jù)的能力。030201存儲器的技術(shù)指標(biāo)

存儲器的發(fā)展歷程磁芯存儲器早期的存儲器采用磁芯作為存儲介質(zhì)，具有容量大、可靠性高的優(yōu)點，但制造成本高、速度慢。半導(dǎo)體存儲器隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，半導(dǎo)體存儲器逐漸取代了磁芯存儲器，具有速度快、體積小、功耗低等優(yōu)點。光盤和磁表面存儲器隨著數(shù)據(jù)量的不斷增加，光盤和磁表面存儲器得到了廣泛應(yīng)用，它們具有容量大、可靠性高、價格低等優(yōu)點。02隨機存取存儲器（RAM）速度快，但集成度低，功耗較大，價格高。SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）集成度高，功耗小，價格低，但速度較慢。DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）存儲的數(shù)據(jù)只能讀取，不能寫入，斷電后數(shù)據(jù)不會丟失。ROM（只讀存儲器）非易失性存儲器，可快速讀取和寫入數(shù)據(jù)，但寫入次數(shù)有限。FlashMemory（閃存）RAM的分類利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和6個晶體管組成存儲單元來存儲數(shù)據(jù)。每個存儲單元可以存儲1位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以二進制形式表示。讀取數(shù)據(jù)時，觸發(fā)器狀態(tài)發(fā)生變化，輸出端電平隨之變化；寫入數(shù)據(jù)時，通過控制觸發(fā)器狀態(tài)來存儲數(shù)據(jù)。SRAM的工作原理利用一個晶體管和一個電容器的組合來存儲數(shù)據(jù)。每個存儲單元可以存儲1位數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)以電荷形式保存在電容器中。讀取數(shù)據(jù)時，通過晶體管控制讀取電容器中的電荷，輸出端電平隨之變化；寫入數(shù)據(jù)時，通過控制電荷的充放電來存儲數(shù)據(jù)。DRAM的工作原理

高速緩沖存儲器（Cache）位于CPU和主存之間的高速小容量存儲器。由靜態(tài)隨機存取存儲器構(gòu)成，用于存放CPU近期訪問過的指令和數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU需要訪問內(nèi)存時，首先檢查所需數(shù)據(jù)是否在Cache中，若在Cache中則直接從Cache中讀取，提高了訪問速度。03只讀存儲器（ROM）掩膜ROM：在制造過程中，將需要的程序以掩膜形式印在ROM上，生產(chǎn)出固定內(nèi)容的ROM芯片。可編程ROM（PROM）：用戶可用編程器將需要的程序?qū)懭?，但只能寫入一次，不能修改。可擦除可編程ROM（EPROM）：通過紫外線照射擦除已寫入內(nèi)容，然后重新寫入。電可擦除可編程ROM（EEPROM）：通過電子方式擦除已寫入內(nèi)容，然后重新寫入。01020304ROM的分類0102PROM工作原理由于只能寫入一次，因此使用前需要預(yù)先確定所需程序。PROM使用熔絲作為存儲單元，通過電流將熔絲熔斷以實現(xiàn)信息的寫入。EPROM使用浮柵晶體管作為存儲單元，通過紫外線照射擦除已寫入內(nèi)容。寫入時，通過編程器提供高電壓將電荷注入浮柵，從而實現(xiàn)信息的寫入。EPROM工作原理寫入和擦除操作都需要通過電子方式實現(xiàn)，因此操作速度較慢。EEPROM具有較高的集成度和可靠性，因此廣泛應(yīng)用于各種嵌入式系統(tǒng)中。EEPROM使用浮柵晶體管作為存儲單元，通過電子方式擦除已寫入內(nèi)容。EEPROM工作原理04存儲器的擴展總結(jié)詞位擴展法是通過增加存儲器芯片的位數(shù)來擴展存儲容量的方法。詳細描述位擴展法是在原有存儲器芯片的基礎(chǔ)上，通過增加一個或多個芯片來增加位數(shù)，從而實現(xiàn)存儲容量的擴展。例如，將兩個8位存儲器芯片連接在一起，可以形成一個16位存儲器。位擴展法總結(jié)詞字擴展法是通過增加存儲器芯片的數(shù)量來擴展存儲容量的方法。詳細描述字擴展法是在原有存儲器芯片的基礎(chǔ)上，通過增加相同容量的存儲器芯片來擴展存儲容量。例如，將兩個16位存儲器芯片連接在一起，可以形成一個32位存儲器。字擴展法字位同時擴展法是通過同時增加存儲器芯片的位數(shù)和數(shù)量來擴展存儲容量的方法?？偨Y(jié)詞字位同時擴展法是在原有存儲器芯片的基礎(chǔ)上，通過增加相同容量的存儲器芯片并增加位數(shù)來擴展存儲容量。例如，將四個8位存儲器芯片連接在一起，可以形成一個32位存儲器。詳細描述字位同時擴展法05存儲器的應(yīng)用010204計算機的內(nèi)存系統(tǒng)內(nèi)存是計算機中重要的組成部分，用于存儲程序和數(shù)據(jù)，以便CPU能夠快速訪問。內(nèi)存系統(tǒng)通常包括RAM（隨機存取存儲器）和ROM（只讀存儲器）。RAM用于存儲當(dāng)前正在使用的程序和數(shù)據(jù)，而ROM則用于存儲固件、啟動程序等。內(nèi)存系統(tǒng)的性能對計算機的運行速度和效率具有重要影響。03外存儲器是計算機中用于長期存儲數(shù)據(jù)的設(shè)備，如硬盤、光盤、U盤等。外存儲器的訪問速度較慢，但它們可以在斷電或計算機關(guān)閉后保持數(shù)據(jù)。外存儲器的容量通常較大，可以存儲大量的數(shù)據(jù)和程序。外存儲器在計算機中的重要性在于它們可以擴展計算機的存儲容量，并保護數(shù)據(jù)的安全。外存儲器高速緩沖存儲器（Cache）是一種位于CPU和主存之間的存儲器，用于提高計算機系統(tǒng)的性能。Cache的作用是存儲CPU經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)，以便CPU可以更快地訪問這些數(shù)據(jù)。當(dāng)CPU需要訪問數(shù)據(jù)時，它首先會檢查Cach