(16)--5.1 存储器概述计算机硬件技术.pptVIP

第5章

存储系统

外部存储接口外部存储设备CPU存储器MI/O接口输入设备II/O接口输出设备O微型计算机中存储器的作用地址总线AB数据总线DB数据总线CB

存储系统主要内容：微型机的存储系统、存储器的分类及其特点半导体存储芯片的外部特性及其与系统的连接存储器扩展技术

5.1概述内容：1.微型机的存储系统2.半导体存储器的基本概念3.存储器的分类及其特点4.两类半导体存储器的主要区别

5.1.1微型机的存储系统将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或软硬件相结合的方法组织起来————这样就构成了计算机的存储系统。系统的存储速度接近最快的存储器，存储容量接近最大的存储器。

5.1.1微型机的存储系统存储器是用来存储信息的部件。存储器的三级结构:Cache容量小(几百KB）,速度与CPU相当主存容量大，速度比Cache慢外存容量大，速度慢现代微机系统的存储器层次结构

5.1.1微型机的存储系统微机拥有不同类型的存储部件(多层/多级结构)，由上至下容量越来越大，但速度越来越慢。寄存器堆高速缓存主存储器联机外存储器脱机外存储器快慢小大容量速度CPU内核存储器的层次结构

5.1.1微型机的存储系统两大类——内存、外存内存/主存——存放当前运行的程序和数据。特点：存取速度快、容量小、随机存取、CPU可直接访问。材料：通常由半导体存储器构成。分类：RAM、ROM。外存/辅存——存放非当前使用的程序和数据。特点：存取速度慢、容量大、顺序存取/块存取、需调入内存后CPU才能访问。材料：通常由磁、光存储器构成，也可以由半导体存储器构成。分类：磁盘、磁带、CD-ROM、DVD-ROM、固态盘、U盘。

5.1.2半导体存储器的基本概念由能够表示二进制数“0”和“1”的、具有记忆功能的一些半导体器件组成。如触发器、MOS管的栅极电容等。能存放1位二进制数的器件称为一个存储元。若干存储元（多位）构成一个存储单元。

5.1.3存储器的分类及其特点内存/主存储器的分类内存/主存储器随机存取存储器RandomAccessMemory（RAM）特性：能读能写、挥发作用：存放编写的程序和数据只读存储器ReadOnlyMemory（ROM）特性：只能读不能写、不挥发作用：存放固定的程序和数据

5.1.3存储器的分类及其特点随机存取存储器（RAM）特点及分类RAM双极型RAM特点:存取快\驱动强\集成度低\功耗大\价格高MOS型RAM静态存储器StaticRAM(SRAM)组成：双稳态触发器存储1/0信息特点:存取较快\功耗较小\价格较便宜动态存储器DynamicRAM(DRAM)组成：电容充放电存储1/0信息特点:集成度高\功耗低\价格便宜组成单元速度集成度应用SRAM触发器快低小容量系统DRAM极间电容慢高大容量系统NVRAM带微型电池慢低小容量非易失EDOSDRAMDDRRAMBUS…

5.1.3存储器的分类及其特点只读存储器（ROM）分类只读存储器ROM(固定或掩模ROM)PROM(一次性可编程ROM)EPROM(可擦除可编程ROM)EEPROM或E2PROM(可电擦除可编程ROM字节、页)FlashROM(闪存ROM整片、块)

5.1.3存储器的分类及其特点只读存储器（ROM）分类掩膜ROM：信息制作在芯片中，不可更改PROM：允许一次编程，此后不可更改EPROM：用紫外光擦除，擦除后可编程；并允许用户多次擦除和编程EEPROM(E2PROM)：采用加电方法在线进行擦除和编程，也可多次擦写FlashMemory(闪存)：能够快速擦写的EEPROM，但只能按块（Block）擦除

5.1.4两类半导体存储器的主要区别存储器的主要技术指标存储容量：存储单元个数M×每单元位数N存取时间：从启动读(写)操作到操作完成的时间存取周期：两次独立的存储器操作所需间隔的最小时间可靠性：平均故障间隔时间MTBF功耗：动态功耗、静态功耗

5.1.4两类半导体存储器的主要区别半导体存储器芯片的结构-典型的RAM的示意图

(1)存储体一个基本存储电路只能存储一个二进制位。将基本的存储电路有规则地组织起来，就是存储体。存储体又有不同的组织形式：将各个字的同1位组织在一个芯片中，如：811816K*1（DRAM）将各个字的4位组织在一个芯片中，如：21141K*4（SRAM）将各个字的8位组织在一个芯片中，如：61162K*8（SRAM）(2)外围控制电路地址译码器、I/O电路、片选控制端CS