【正文】 外存，內(nèi)存和 Cache 半導(dǎo)體，磁性和光存儲器 動態(tài)讀寫存儲器 DRAM(Dynamic RAM) 1. 基本存儲電路 DRAM存儲信息的基本電路采用 單管電路、三管電路和四管電路 。 ◆ 6 存儲器 按照和 CPU的位置關(guān)系分為三級： ◆ 7 內(nèi)存儲器的性能指標(biāo)： ◆ 8 SRAM： M N，存儲 1位的基本存儲電路由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 AB： 0~10 I/O： 0~7 總結(jié)： 存儲器 ◆ 1 存儲器與 CPU的位置關(guān)系將存儲器分為： ◆ 2 存儲器在計算機中的存取方式分類： ◆ 3 存儲器按存儲介質(zhì)方式分類： ◆ 4 半導(dǎo)體存儲器按存取信息的功能分為： RAM（ SRAM和 DRAM）、 ROM（ PROM、 EPROM、 EEPROM和 FlashM）。 SRAM，速度快，集成度低，功耗大，成本高，適用于小容量存儲，如 Cache。 如，存儲器容量為 1KB=1024B=1K 8位 =32行 32列。 A=1， T1截止 B=0， T2導(dǎo)通 寫 0時， I/O為 0， 即 A=0， B=1， T1導(dǎo)通 ,T2截止 2. SRAM的結(jié)構(gòu) 利用 基本存儲電路 排成陣列，再加上地址譯碼電路和讀 /寫控制電路就可以構(gòu)成隨機存取存儲器。 存儲 1個字節(jié)需要8個基本存儲電路 SRAM的 基本存儲電路 由 6個 MOS管 組成的雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路，如圖。 ROM按信息的設(shè)置方式可分為： 掩模式 ROM、 PROM、EPROM、 EEPROM和 Flash Memory。 RAM按采用器件可分為： 雙極型和 MOS型。 微型機系統(tǒng)的存儲器 CPU內(nèi)部的寄存器組 高速緩沖存儲器 主存儲器 (DRAM、 SRAM、 ROM) 輔存儲器 磁盤 (軟磁盤 、 硬磁盤 ) 磁帶 、 光盤 一級 Cache 二級 Cache 以 Cache主存和主存 輔存的 兩級層次 結(jié)構(gòu)。 4. 可靠性，對電磁場及溫度變換的抗干擾能力， 一般用平均無故障時間 MTBF（ Main Time Between Failures）表示， MTBF越長，可靠性越高。 存取周期 TAC：兩次存儲器訪問所需的最小時間間隔。 ◆ 內(nèi)存的實際容量：小于最大容量 0000到 FFFF的單元個數(shù)為64KB 8bit 物理存儲器 存儲器地址空間 AB DB 存取時間 TA：內(nèi)存儲器從接收到存儲單元的地址開始，到它存入和取出數(shù)據(jù)為止所需的時間。 用激光技術(shù)控制訪問的存儲器，利用光學(xué)原理來讀寫信息的，如CDROM、可讀寫的光盤等。 ◆ MOS型：存取速度較慢，功耗小、容量大、價格低。 2按材料和制造工藝分為： ◆雙極型：存取速度最快，和 CPU的工作速度基本相匹配。 ： （ 1） 半導(dǎo)體存儲器： 內(nèi)存 （ 2）磁存儲器 ： （ 3）光存儲器 ： 1按存取信息的功能分為： ◆ RAM：主要構(gòu)成內(nèi)存，RAM又可分為 SRAM和 DRAM。如，磁帶存儲器。 CPU Cache RAM 外存 內(nèi)存 ： （ 1）隨機存取存儲器 RAM（ Random Access Memory） 可隨機地從任意位置進行信息的存取，所用的存取時間都相同，與存儲單元的地址無關(guān)，如半導(dǎo)體、磁芯隨機存儲器。 512MB， 2GB。 （ 2） 內(nèi)存 ：用于 暫存當(dāng)前 正在（將要）執(zhí)行的程序。 2）外存中的信息須批量調(diào)入內(nèi)存后 ,方可被 CPU調(diào)用。 外存： 只存放相對來說不經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)和程序，外存中的數(shù)據(jù)須先調(diào)入內(nèi)存，才與 CPU直接交換數(shù)據(jù)。 第 3章 存儲器技術(shù) 存儲器概述 微機系統(tǒng)必須配備一定容量的存儲器，存儲器主要用于存放微機系統(tǒng)工作時所必需的程序和數(shù)據(jù)。 ◆ 存儲器管理、閃速存儲器、高速緩沖存儲器等新型存儲器技術(shù)。本章教學(xué)重點和難點： ◆ 存儲器 的分類方法 、存儲器系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)。 ◆ 存儲器讀寫、 RAM和 ROM的基本結(jié)構(gòu)、存儲器尋址方及存儲器與微處理器的連接技術(shù)。 ◆ 硬盤、光盤及其驅(qū)動器等外存。 內(nèi)存： 主要用于暫存當(dāng)前正在（將要）執(zhí)行的程序 ,由半導(dǎo)體存儲器材料構(gòu)成，能夠通過總線與 CPU直接訪問。 外存和內(nèi)存的比較 ： 1） CPU直接在內(nèi)存中存取處理的程序和數(shù)據(jù)。 3）內(nèi)存容量小、存取速度快、易失性 4）外存容量大、存取速度慢、非易失性 CPU的位置關(guān)系分為： （ 1） 外存 ：常用的硬盤、 U盤、光盤、磁帶等設(shè)備以及它們的驅(qū)動器一般稱為外存儲器，也稱 外部設(shè)備 。也稱為主存，一般插在主板上， CPU能夠通過 總線 直接訪問，存取速度快但容量較小。 容量由 CPU的 AB限制 80GB、 160GB （ 3） Cache，用來存放當(dāng)前最可能頻繁使用的程序和數(shù)據(jù)，在信息交換的過程中起緩沖作用，容量小于內(nèi)存。 從給出命令時磁鼓所在的單元開始 （ 2）順序存取存儲器 SAM（ Sequential Access Memory）只能 以某種預(yù)先確定的 順序來讀寫 存儲單元，存取時間與存儲單元的物理位置有關(guān)。 （ 3）半順序存取存儲器（磁盤存儲器）?！? ROM：主要用于存放BIOS程序。但功耗大，容量小，價格高。 在非磁性金屬或塑料的表面涂一層磁性材料，如磁盤、磁帶、磁卡。 存儲器的主要性能指標(biāo) 通常用該內(nèi)存儲器所能尋址的單元個數(shù)及每個單元能夠存取的二進制數(shù)的位數(shù)來表示， 即：存儲容量 =基本單元個數(shù) 位數(shù)（ b） =M N=1K 8位 ◆ 內(nèi)存最大容量：由 AB決定。 通常指存取時間的上限值（最大值），稱為最大存取時間。 3. 功耗 ， 半導(dǎo)體存儲器的功耗指 “ 維持功耗 ” 和“ 操作功耗 ” 。 5. 性 /價比 待機功耗 工作功耗 存儲系統(tǒng)的 多層次結(jié)構(gòu) 在計算機系統(tǒng)中常采用 三級 結(jié)構(gòu)來構(gòu)成存儲系統(tǒng)，由高速緩沖存儲器 Cache，主存和輔存組成，如圖。 讀寫存儲器 半導(dǎo)體存儲器按存取信息的功能分為： ◆ RAM：存儲的信息可根據(jù)需要隨時讀 /寫，關(guān)機后信息丟失，主要用于存放各種輸入 /出數(shù)據(jù)、中間運算結(jié)果及正在運行程序的數(shù)據(jù)，可與外存交換信息。 按存儲原理分為： SRAM和 DRAM 內(nèi)存一般指 RAM ◆ ROM：存儲的信息只能讀出不能修改或?qū)懭胄碌男畔ⅲP(guān)機后信息不丟失，主要用于存放 BIOS程序。 SRAM:Static RAM 芯片中一個 基本存儲電路 能 存儲 1位 二進制數(shù)， 基本存儲電路一般由 RS 觸發(fā)器 構(gòu)成，其兩個穩(wěn)態(tài)分別表示存儲內(nèi)容為“ 0” 或為“ 1” 。 寫 1時， I/O為 1， 即 A=1， B=0， T1截止 ,T2導(dǎo)通 讀出時，選擇線 /行選中為高， A、B點的原來值被分別送到 I/O和 I/O*。 一個容量為 M N的存儲器則包含 M N個基本存儲電路。 AB的 n次冪 I/O位數(shù) 2的 10次冪 B 5+5 2的 5次冪 行譯碼 列譯碼 00 01 10 11 00 01 10 11 0000 典型芯片 Intel6116容量： 2K 8位。 DRAM，速度慢，集成度高，功耗小，成本低，如內(nèi)存條。 ◆ 5 半導(dǎo)體存儲器按材料分為： 雙極型、 MOS型（ ROM、 DRAM及 SRAM）。 DRAM： 基本存儲電路用 MOS管柵和源極之間的電容 C來存 慢 /容量大 /功耗小，集成度高，價格低，如內(nèi)存 快 /容量小 /功耗大，成本高，適用于小容量存儲，如 Cache。 圖 35 單管動態(tài)基本存儲電路 刷新 放大器 列選擇信號 數(shù)據(jù)輸入 / 輸出線 行選擇信號 T C 讀時：某行線為 1， T導(dǎo)通， C上的值通過列線的刷新放大器轉(zhuǎn)換為 0或 1重寫到 C上，列線選中某列讀取信息。 不讀 /寫時：行選擇信號線為 0，T截止， C與外電路斷開，不充放電，故保持原狀態(tài)。電容的 有、無表示存儲的 0或 1。即使無讀操作，電荷泄漏也會造成信息丟失。 刷新周期通常為 2ms~8ms。 （ 2）由于 DRAM的基本存儲電路可 按行 同時刷新，所以刷新只需要行地址，不需要列地址。 3 典型 DMAR芯片 Intel 2164A (1)內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 容量是 64K 1位 行、列地址分時送入 。 64KB需 8片 8+8, 先行后列 8 位 地址 鎖存器 128 128 存儲矩陣 行時鐘 緩沖器 RAS WE CAS A 1 128 讀出放大器 1 / 2 （ 1 / 128 列譯碼器 ） 128 讀出放大器 128 128 存儲矩陣 128 128 存儲矩陣 128 讀出放大器 1 / 2 （ 1 / 128 列譯碼器 ） 128 讀出放大器 128 128 存儲矩陣 1 / 128 行 譯碼器 1 / 128 行 譯碼器 1 / 4 I / O 門 輸出 緩沖器 列時鐘 緩沖器 寫允許 時鐘 緩沖器 數(shù)據(jù)輸入 緩沖區(qū) A 7 A 6 A 5 A 4 A 3 A 2 A 0 D IN V SS V DD D out 64KB*1=4個 128*128 128行選 1行 16位 AB 1位 DB 圖 36 Intel 2164A 64K*1位的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖 8+8, 先行后列 4選 1的 I/O 4個 128的讀出放大器 SRAM： M N，存儲 1位的基本存儲電路由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。 DRAM： 基本存儲電路用 MOS管柵和源極之間的電容 C來存。 ROM 根據(jù)制造工藝可分為掩膜式 ROM、 PROM、 EPROM以及 EEPROM等。由于只有讀出所需的電路，所以結(jié)構(gòu)簡單、集成度高、容易接口，大批量生產(chǎn)時也很便宜。也可用來存儲數(shù)學(xué)用表、代碼轉(zhuǎn)換表、邏輯函數(shù)表、固定常數(shù)以及陰極射線管或打印機用的由字符產(chǎn)生圖形的數(shù)據(jù)等。 2) 現(xiàn)場編程 ROM（可編程），簡稱 PROM。使用時，用戶可根據(jù)需要自行寫入信息。 PROM是一次性編程 ROM，程序一旦寫入便不能被擦去和改寫。 根據(jù)擦去信