第6章 半导体存储器及其接口ppt课件.ppt

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1、本章主要教学内容半导体存储器的分类和性能、存储器系统的层次结构随机存取存储器RAM和只读存储器ROM的特性、功能和原理存储器与CPU的连接方法高速缓冲存储器和虚拟存储器技术第6章半导体存储器及其接口1第4章半导体存储器及其接口4.1存储器概述存储器是计算机中用来存储信息的记忆部件，在运行程序时，CPU自动连续地从存储器中取出指令并执行指令规定的操作，计算机每完成一条指令，至少要执行一次访问存储器的操作，并把处理结果存储在存储器中。因此，存储器是微机系统不可缺少的组成部分，是计算机中各种信息的存储和交流中心。2第4章半导体存储器及其接

2、口4.1.1存储器的分类1.按存储介质分类（1）用半导体器件做成的存储器称为半导体存储器，按制造工艺可把半导体存储器分为双极型、CMOS型、HMOS型等类别。（2）用磁性材料做成的存储器称为磁表面存储器，如磁盘存储器和磁带存储器等。（3）用光学材料做成的存储器称为光表面存储器，如光盘存储器。3第4章半导体存储器及其接口2.按存储器的存取方式分类（1）只读存储器ROM：ROM中所存储的内容是固定不变的，即只能读出不能写入。ROM一般用来存放微机的系统管理程序、监控程序等。（2）随机存取存储器RAM：RAM中的任意一个存储单元都可被随机

3、读写，且存取时间与存储单元的物理位置无关，读写速度较快。RAM主要用来存放输入、输出数据及中间结果并与外存储器交换信息。4第4章半导体存储器及其接口（3）顺序存取存储器（SAM）：SAM只能按照某种次序存取，即存取时间与存储单元的物理位置有关。由于按顺序读写的特点以及工作速度较慢，常用作外存存储器，例如磁带就是一种典型的顺序存储器。（4）直接存取存储器（DAM）：DAM在存取数据时不必对存储介质做完整的顺序搜索而可以直接存取。例如磁盘和光盘都是典型的直接存取存储器，磁盘的逻辑扇区在每个磁道内顺序排列，邻近磁道紧接排列，读取磁盘中某扇

4、区的内容时先要寻道定位，然后在磁道内顺序找到相应扇区。5第4章半导体存储器及其接口3.按信息的可保存性分类根据存储器信息的可保存性可将存储器分为易失性存储器和非易失性存储器。断电后信息将消失的存储器为易失性存储器，如半导体介质的RAM。断电后仍保持信息的存储器为非易失性存储器，如半导体介质的ROM、磁盘、光盘存储器等。6第4章半导体存储器及其接口4.按在微机系统中的作用分类（1）主存储器：用来存放当前正在运行的程序和数据，位于主机内部。CPU通过指令可以直接访问主存储器。现代微机大多采用半导体存储器。（2）辅助存储器：用来存储CPU

5、当前操作暂时用不到的程序或数据，位于主机外部，CPU不能直接用指令对外存储器进行读写操作。辅助存储器主要有磁带、磁盘和光盘等。（3）高速缓冲存储器Cache：是计算机系统中的一个高速小容量的存储器，位于CPU和内存之间。高速缓存主要由高速静态RAM组成。7第4章半导体存储器及其接口5.按制造工艺分类半导体存储器可根据制造工艺的不同，分为双极型（如TTL）、MOS型等类存储器。双极型存储器集成度低，功耗大，价格高但速度快；MOS型存储器集成度高，功耗低，速度较慢但价格低。MOS型存储器还可进一步分为NMOS（N沟道MOS）、HMOS（

6、高密度MOS）、CMOS（互补型MOS）等不同工艺产品。其中，CMOS电路具有功耗低、速度快的特点，在计算机中应用较广。8第4章半导体存储器及其接口4.1.2存储器的体系结构1.存储体系的组成计算机对存储器的基本要求是容量大、速度快和成本低，尽量少出错，平均无故障间隔时间要长。但是要想在一个存储器中同时兼顾这些指标是很困难的，为了解决存储器的容量、速度和价格之间的矛盾，人们除了不断研制新的存储器件和改进存储性能外，还从存储系统体系上研究合理的结构模式。如果把多种类型的存储器有机地组成存储体系，可以如图4-1所示。9图4-1存储体系的

7、组成10第4章半导体存储器及其接口2.存储系统的多级层次结构我们可以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在各种存储器中，形成存储系统的多级层次结构。目前，在计算机系统中通常采用三级层次结构来构成存储系统，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4-2所示。1112第4章半导体存储器及其接口4.1.3主要性能指标存储器的主要性能指标反映了计算机对它们的要求，计算机一般对存储系统提出如下性能指标要求：1.存储

8、容量是指存储器可以存储的二进制信息总量。目前使用的存储容量达MB（兆字节）、GB（千兆字节）、TB（兆兆字节）或更大的存储空间。存储容量通常以字节（Byte）为单位来表示，各层次之间的换算关系为：1KB=210B=1024B；1MB=