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第5章存储器原理与扩展2023/7/311 第五章 存储器原理与扩展5.1 概述5.2 随机存储器5.3 只读存储器5.4 Flash存储器5.5 存储器与CPU连接 5.6 存储器扩展 7/31/20232西安邮电学院 计算机学院 5.1 概述 存储器是计算机系统的主要组成部件，用来存放程序和数据信息，是计算机记忆设备。存储器主要采用磁性材料、半导体器件和光学存储材料等介质来实现。根据存储器的存储材料、性能和用途不同，存储器可有多种不同的分类方法。7/31/20233西安邮电学院 计算机学院 （1）根据存储介质可分为： 半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。　 磁介质存储器：用磁性材料做成的存储器。 光介质存储器：用光存储材料做成的存储器。（2）根据存取方式可分为： 随机存储器：保存在存储介质上的信息，可以 随机存取，与物理位置无关。　 顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时 间与信息的物理位置有关。7/31/20234西安邮电学院 计算机学院 （3）根据存储器的读写功能可分为： 只读存储器（ROM）：存放的内容已固定，只 能读出不能写入的半导体存储器。 随机读写存储器（RAM）：既可读出又可写入 的半导体存储器。（4）根据信息的可保存性可分为： 易失性存储器：断电后保存的信息即可消失的存 储器。　 非易失性存储器：断电后保存的信息不丢失的存 储器。7/31/20235西安邮电学院 计算机学院 （5）根据处理器所访问的方式可分为： 内存储器：存放CPU要执行的程序和数据，CPU 可对其直接访问。 高速缓冲存储器：提高CPU访问内存的速度， CPU可对其直接访问。 外存储器：保存计算机系统的信息和数据，CPU 不能直接访问。图5.1 计算机系统的三级存储结构图7/31/20236西安邮电学院 计算机学院 5.1.1 半导体存储器的分类　 半导体存储器主要采用MOS型工艺制造，MOS型存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适合用作计算机内存等。半导体存储器根据保存信息的原理不同可分为： 随机读写存储器 RAM 只读存储器 ROM 闪速存储器Flash Memory7/31/20237西安邮电学院 计算机学院 图5.2 半导体存储器的分类7/31/20238西安邮电学院 计算机学院 5.1.2 半导体存储器的名词含义　 半导体存储器中最小的存储单位是存储元，它可存储一个二进制信息代码。由若干个存储元组成一个存储单元，由许多存储单元组成一个存储器。存储单元是存储器的最小访问单位，即对存储器的读写访问是针对其中的任一个存储单元进行。 存储器中的一个存储单元上含有的存储元个数称为存储器字长，若一个存储单元上有8个存储元，则称为1个字节。一个存储器包含许多个存储单元，每个存储单元都有一个编号，即存储单元的地址，一般用十六进制表示。有关存储器的名词含义如图5.3所示。7/31/20239西安邮电学院 计算机学院 图5.3 存储器的名词含义示意图7/31/202310西安邮电学院 计算机学院 5.1.3 半导体存储器的主要性能指标 存储容量 存储器所能记忆二进制信息的多少，或存储器所包含存储元的总数称为存储容量。 存取速度 存储器的存取速度是用存取时间来衡量的，存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间。 存储器功耗 存储器功耗是指它在正常工作时所消耗的电功率。 可靠性和工作寿命 可靠性一般指存储器对外界电磁场及温度等变化的抗干扰能力。存储器的可靠性用平均无故障间隔时间MTBF来衡量。 集成度 指在一块芯片上能够集成的晶体管数目。 性能/价格比7/31/202311西安邮电学院 计算机学院 5.2 随机读写存储器 随着大规模