贵州大学微机原理PPT及复习PPT 5存储器.ppt

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1、第5章　存储器热能与动力工程存储器是计算机系统中用来存储信息的部件，它是计算机中的重要硬件资源。从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言，没有存储器，就无法构成现代计算机。热能与动力工程微型计算机中存储器的作用存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB地址总线AB输出设备CPU热能与动力工程5.1存储器体系结构5.1.1分级存储器结构1、存储系统的层次结构是指把各种不同存储容量、存取速度和价格的存储器按层次结构组成多层存储器，并通过管理软件和辅助硬件有机组合成统一的整体，使所存放的程序和数据按层次分布

2、在各种存储器中2、常用的存储系统的层次结构主要由高速缓冲存储器Cache、主存储器和辅助存储器组成，如图所示3、解决CPU与主存储器速度差所采取的措施（1）CPU内部设置多个通用寄存器（2）采用多存储模块交叉存取（3）采用高速缓冲存储器（Cache）热能与动力工程热能与动力工程可将整个存储系统看成三级：高速缓存主存（内存）外存（辅存）也可看成两个二级系统：①高速缓存－主存（一级）②主存－外存（一级）请注意：这两个二级存储系统各自的基本功能是不相同的；前者：提高CPU访问存储器的速度；后者：弥补主存容量的不足。热能

3、与动力工程另外，这两级存储系统的数据通路和控制方式也不相同：高速缓存－主存的通路是：主存－外存的通路是：热能与动力工程5.1.2虚拟存储器结构1什么叫虚拟存储器虚拟存储器是建立在主存与辅存物理结构基础之上，由附加硬件装置以及操作系统存储管理软件组成的一种存储体系。它把主存和辅存的地址空间统一编址，形成一个庞大的存储空间。程序员采用这个地址编程，CPU通过该地址码访问存储器，使得从CPU看到的是一个速度接近主存，容量接近辅存的存储器。编好的程序由计算机操作系统装入辅助存储器中，程序运行时，附加的辅助硬件机构和存储管

4、理软件会把辅存的程序一块块自动调入主存由CPU执行或从主存调出。热能与动力工程2虚地址和实地址虚地址：虚拟存储器的辅存部分也能让用户像内存一样使用，用户编程时指令地址允许涉及到辅存的空间范围，这种指令地址称为“虚地址”（即虚拟地址），或叫“逻辑地址”。虚地址对应的存储空间称为“虚拟空间”，或叫“逻辑空间”。实际的主存储器单元的地址则称为“实地址”（即主存地址），或叫“物理地址”，实地址对应的是“主存空间”，也称“物理空间”。热能与动力工程3虚拟存储器和主存-CACHE存储器虚拟存储器和主存—Cache存储器是两个

5、不同存储层次的存储体系。相同之处：都把程序划分为一个个信息块，运行时都能自动地把信息块从慢速存储器向快速存储器调度，信息块的调度都采用一定的替换策略，新的信息块将淘汰最不活跃的旧的信息块，以提高继续运行时的命中率。新调入的信息块需遵守一定的映射关系变换地址后来确定其在存储器的位置．热能与动力工程不同之处：主存——Cache存储器采用与CPU速度匹配的快速存储元件来弥补主存和CPU之间的速度差距；而虚拟存储器虽然最大限度地减少了慢速辅存对CPU的影响，但它却弥补了主存的容量不足，具有容量大和程序编址方便的优点。两个

6、存储体系均以信息块作为存储层次之间基本信息的传递单位，主存-CACHE存储器每次传递是定长的的信息块，长度只有几十字节，而虚拟存储器信息块划分方案很多，有页、段等等，长度均在几百字节至几千字节左右。热能与动力工程5.2半导体存储器的分类与选用原则5.2.1存储器的分类1、按制造工艺双极型：速度快、集成度低、功耗大MOS型：速度慢、集成度高、功耗低2、按使用功能随机存取存储器RAM：可读可写、断电丢失只读存储器ROM：正常只读、断电不丢失3、按信息的可保存性分类非永久性记忆的存储器、永久性记忆的存储器4、按在微机系

7、统中的作用分类主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器5、按存储介质分类半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器热能与动力工程5.2.2半导体存储器的分类热能与动力工程掩膜ROM在出厂前由芯片厂家将程序写到ROM里，以后永远不能修改。1、ROM的类型热能与动力工程可编程的ROM(Programmable-ROM，PROM)掩模ROM的存储单元在生产完成之后，其所保存的信息就已经固定下来了，这给使用者带来了不便。为了解决这个矛盾，设计制造了一种可由用户通过简易设备写入信息的ROM器件，即可编程的ROM，又称为PROM。

8、PROM的类型有多种，如二极管破坏型PROM存储器、熔丝式PROM等。对PROM来讲，这个写入的过程称之为固化程序。由于击穿的二极管不能再正常工作，烧断后的熔丝不能再接上，所以PROM器件只能固化一次程序，数据写入后，就不能再改变了。热能与动力工程可擦除可编程ROM(ErasableProgrammableROM,EPROM)EPROM芯片有一个很明显的特征，在其正面的陶