半导体存储器和高速缓冲存储器

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1、第五章半导体存储器和高速缓冲存储器【目的要求】1、掌握半导体存储器主要分类，RAM与ROM工作的主要区别，静态RAM、动态RAM、快速缓冲存储器Cache的主要区别，DRAM的刷新原理，ROM、PROM、EPROM及Flash工作的主要区别；2、对典型存储器芯片有所了解，并能掌握其在整机中的地位和连接方法，重点讲授外部引脚、地址分配等。3、了解高速缓冲存储器Cache的特点。【回顾】微型计算机系统的硬件组成，存储器在微机系统中的功能和作用。【本讲重点】微机存储器系统的基本概况，存储器的分类，内部存储器的系统结构，动、静态读写存储器RAM的基本存储单元与

2、芯片；只读存储器ROM及其基本存储单元与芯片。【教学课时】2学时【教学方法】讲授演示法【教学手段】多媒体CAI课件【讲授内容】5.1存储系统概述存储器是计算机(包括微机)硬件系统的重要组成部分，有了存储器，计算机才具有“记忆”功能，才能把程序及数据的代码保存起来，才能使计算机系统脱离人的干预，而自动完成信息处理的功能。存储器系统的三项主要性能指标是【容量】、【速度】和【成本】【存储容量】是存储器系统的首要性能指标，因为存储容量越大，则系统能够保存的信息量就越多，相应计算机系统的功能就越强；【存取速度】直接决定了整个微机系统的运行速度，因此，存取速度也是

3、存储器系统的重要的性能指标；【存储器成本】也是存储器系统的重要性能指标。为了在存储器系统中兼顾以上三个方面的指标，目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、主存储器和辅助存储器，由这三者构成一个统一的存储系统。从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容量，而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格。一、存储器分类1.按构成存储器的器件和存储介质分类-26-按构成存储器的器件和存储介质主要可分为：磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。2.按存取方式分类可将存储器分为随机存取存储器、

4、只读存储器两种形式。(1)随机存储器RAM(RandomAccessMemory)称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个单元进行读/写操作的一类存储器。按照存放信息原理的不同，随机存储器又可分为静态和动态两种。静态RAM是以双稳态元件作为基本的存储单元来保存信息的，因此，其保存的信息在不断电的情况下，是不会被破坏的；而动态RAM是靠电容的充、放电原理来存放信息的，由于保存在电容上的电荷，会随着时间而泄露，因而会使得这种器件中存放的信息丢失，必须定时进行刷新。(2)只读存储器ROM(Read-OnlyMemory)在微机系统的在线运行过程中

5、，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器。ROM通常用来存放固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。随着半导体技术的发展，只读存储器也出现了不同的种类，如可编程的只读存储器PROM(ProgrammableROM)，可擦除的可编程的只读存储器EPROM(ErasibleProgrammableROM)和EEPROM(ElectricErasibleProgrammableROM)以及掩膜型只读存储器MROM(MaskedROM)等，近年来发展起来的快擦型存储器(F1ashMemory)具有EEPROM的特点。3.按在微机系统中位置分类可

6、分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、缓冲存储器等；主存储器又称为系统的主存或者内存，位于系统主机的内部，CPU可以直接对其中的单元进行读/写操作；缓冲存储器位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，但存储容量更小，可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，提高整个系统的运行速度；辅存存储器又称外存，位于系统主机的外部，CPU对其进行的存/取操作，必须通过内存才能进行。另外，还可根据所存信息是否容易丢失，而把存储器分成易失性存储器和非易失性存储器。如半导体存储器(DRAM，SRAM)，停电后信息会丢失，属易失性；而磁带和磁盘等磁表面存储器，属非易失性存

7、储器。存储器分类表如下所示：双极型半导体存储器随机存储器(RAM)MOS存储器（静态、动态）主存储器可编程只读存储器PROM只读存储器(ROM)可擦除可编程只读存储器EPROM，EEPROM掩膜型只读存储器MROM快擦型存储器存储器磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器辅助存储器磁带存储器光盘存储器-26-缓冲存储器二、存储器的系统结构一般情况下，一个存储器系统由以下几部分组成。1.基本存储单元一个基本存储单元可以存放一位二进制信息，其内部具有两个稳定的且相互对立的状态，并能够在外部对其状态进行识别和改变。不同类型的基本存储单元，决定了由其所组成的存储器件的类

8、型不同。2.存储体一个基本存储单元只能保存一位二进制信息，若要存放M×N个二进制信息，就需要用