存储器和存储系统.ppt

第四章 存储器和存储系统 分层的存储系统 基本概念 存储容量 存储器可以容纳的二进制信息量 存储器包含的存储单元的总数 存储容量 = 存储单元（字节） 存储器所能记忆的全部二进制信息量 例如：某存储器有4096字节的存储单元 则存储器的存储容量为 4KB = 32KBit 存储系统的分层结构 存储系统中的主存 按存储介质分类 半导体存储器 体积小、功耗低、存取时间短、信息容易丢失 磁表面存储器 信息不易丢失 磁芯存储器 体积庞大、工艺复杂、功耗大 光盘存储器 记录密度高、耐用性好、可靠性高、可互换性强 按存取方式分类 只读存储器（ROM） 掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM、FLASH memory 随机存取存储器（RAM） SRAM、DRAM 串行访问存储器 磁带存储器 主存的工作过程 主存的技术指标 存储容量 主存中能存放二进制代码的总数 存储容量 = 存储单元数 * 字长 存储速度 存取时间：又叫存储器的访问时间，是指启动一次存储器操作（读或写）到完成该操作所需要的全部时间 存取周期：存储器进行连续两次独立的存储器操作所需要的最小时间间隔 MOS的存取周期100ns，TTL的存取周期10ns 存储器的带宽 每秒从存储器中进出信息的最大数量。单位为字节/秒或字/秒 例如：存取周期为500ns，则1秒周内能进行1/（ 500 * 10-9 ）= 200万次操作，假设每个存储周期能够 访问16位的二进制数，则它的带宽为 200万 * 2 * 8 = 200万 * 2 字节/秒 = 4M字节/秒 几种半导体存储器 地址线 编号方式：A0，A1，……，An 存储器芯片引脚的数目决定的存储器的容量。 一个存储器芯片引脚的数目为10 则地址范围为00 0000 0000 – 11 1111 1111 存储容量为 210 = 1024 个存储单元，即 1KB。 假设CPU有16位的地址总线，那么它可以访问的存储空 间范围为 0000H – FFFFH，即 216 = 64KB 8086，8088地址总线为20位，可以访问的存储空间的范 围为：00000H – FFFFFH，即 220 = 1MB 80286地址总线为24位，可访问的存储空间为16M 80386，80486和Pentium地址总线为32位，可访 问的存储空间为4G Pentium Pro 和 Pentium II 的地址总线为36位， 可访问的存储空间为64G 16位二进制数表示的地址： 0000, 0001, 0002, …………………… 000E, 000F 0000, 0001, 0002, …………………… 000E, 000F ………………………………………………………… FFE0, FFE1, FFE2, …………………… FFEE, FFEF FFF0, FFF1, FFF2, ………………….… FFFE, FFFF 数据线 表示方式：D0，D1，…………，Dm 存储器的容量通常为字节 *也可以用字（16位）、4位或1位来进行表示 1K*8 表示有1K的存储容量，每个存储单元输出8位数据 16K * 1 表示有16K的存储容量，每个存储单元输出1位 的数据 芯片选择线（片选线） 存储器芯片上有一个或一个以上允许存储器芯片工作的控制线 表示方式：片选（CS），片允许（CE）， 或简写为 S 读写控制线 存储器芯片上传输读、写控制信号，ROM只有读信号，RAM上有一到两个读写控制信号 表示方式 ROM 允许输出信号 OE 或简称 G RAM 读信号 WE 或简称 W 写信号 OE 或简称 G 只读存储器 掩膜ROM PROM EPROM 改写方式 紫外线照射 电气的方法（EEPROM） FLASH memory 静态RAM（SRAM） 动态RAM 利用存储器芯片构造存储系统 利用与非门实现译码 例：假设某微处理器有20根地址线 A0，A1，A2，…………，A19 8根数据线D0，D1，D2，…………，D7 20根地址线：CPU可以访问1M个存储单元 8根数据线：CPU和存储器之间每次传送的数 据为8位 存储器使用 2K * 8 EPROM：11根地址线，8 根数据线 利用译码器实现译码 存