微型计算机存储系统

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1、第六章微型计算机存储系统6.1微机存储系统概述6.3微机的存储器6.2与CPU的连接存储器扩展存储器是计算机系统中的记忆设备，用来存放数据和程序。现代计算机的重要特征之一是把要运行的程序存放在存储器里。因而存储器是实现存储程序的必不可少的硬件，是计算机中必须具有的重要部件。6.1微机存储系统概述对存储介质的基本要求，必须具有两个能够明显区分的物理状态，分别用来表示二进制的代码0和1。存储器的存取速度取决于这种物理状态的改变速度。对存储器的要求是容量大、速度快、成本低。同时满足上述三种要求是困难的。6

2、.1.1存储器的功能计算机的存储器组织成层次结构主要是从速度、容量和成本来考虑的。沿着存储器层次结构（memoryhierarchy）自顶向下，可发现每层存储器的成本在降低，容量也在变大，存取时间在变长。高速缓冲存储器（Cache）：它用来存放主存中最活跃部分（正在运行的程序和正在使用的数据）的副本。主存储器：简称为主存，用来存放计算机运行期间需要的程序与数据。外存储器（ExternalMemory）：也称辅助存储器或简称为辅存，它用来存放当前不参与运行的大量信息。通常，处理器要访问的主存位置极有可

3、能是刚被访问过的位置或其临近的位置，这就是程序访问的局部性原理。这样，Cache（高速缓存）自动保存某些近期使用过的存储器中相应存储字的副本是有益的。如果Cache设计得合理，则大多数情况下处理器所需的存储器数据便已在Cache中。6.1微机存储系统概述微机存储系统的分类：随机存储器RAM（RandomAccessMemory）：存储器中任何存储单元的内容都能被随机存取，存取时间和存储单元的物理位置无关。只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）：只能读出，不能写入的存储器。静态存储器（SRA

4、M）与动态存储器（DRAM）的基本概念在SRAM（触发器），数据保存在一对反向门电路中，所以只要给它供电，其内部数据一直会保留。DRAM（极间电容）中的数值是以电荷量的形式保存在电容中，电容会漏电，所以它需要不断刷新来保持数值。为实现对DRAM存储单元的刷新，需要定期读出该内容并且回写到原地址中去。组成单元速度集成度应用静态RAM触发器快低小容量系统例如Cache动态RAM极间电容慢高大容量系统例如主存只读存储器ROM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；EP

5、ROM：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；6.1微机存储系统概述微机存储系统的分类：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；6.1主存的技术指标：存储容量、存储速度和存储器带宽…指　标含　义表　现单　位存储容量在一个存储器中可以

6、容纳的存储单元总数存储空间的大小字数，字节数存取时间启动到完成一次存储器操作所经历的时间主存的速度ｎｓ存储周期连续启动两次操作所需间隔的最小时间主存的速度ｎｓ存储器带宽单位时间里存储器所存取的信息量数据传输速率技术指标位/秒，字节/秒6.1微机存储系统概述微机存储系统的分类：闪存：长寿命非易失性存储器是EEPROM的变种，能够快速擦写的EEPROM，与其区别主要是闪存能在字节水平上进行删除和重写而不是整个芯片擦写。被用来保存设置信息，电脑的BIOS（基本输入/输出程序）数码相机6.1微机存储系统概述

7、微机存储系统的分类：缓存是指临时文件交换区，电脑把最常用的文件从存储器里提出来临时放在缓存里，因为缓存往往使用的是RAM（断电即掉的非永久储存），所以在忙完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最快的是CPU上镶的L1和L2缓存，显卡的显存是给GPU用的缓存，硬盘上也有16M或者32M的缓存。千万不能把缓存理解成一个东西，它是一种处理方式的统称！缓存的工作原理（1）是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；（2）没有找到，就用相对慢的速率从内存中读取并送

8、给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。6.1一、半导体存储器结构与技术指标存储芯片的基本结构：1K×46.1存储器与CPU的连接：存储器地址寄存器（MAR）和存储器数据寄存器（MDR）是主存和CPU之间的接口。MAR可以接受来自程序计数器的指令地址或来自地址形成部件的操作数地址，以确定要访问的单元MDR是向主存写入数据或从主存读出数据的缓冲部件。MAR和MDR从功能上看属于主存，但在小型计算机、微型计算机中常放