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4. 计算机的存储系统. 内容 存储器分类 计算机内存结构 存储器的使用. 存储器在哪里？. 小常识： P4 计算机的内存. 容量？ 内存条？ EDO/SDRAM / DDR RAM 品牌 其它常识. 4.1 存储器分类. 存储器是什么？ 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。. 存储器分类-多种分类方法. 分类1：按存取速度和在计算机系统中的地位分类.
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4.计算机的存储系统 • 内容 • 存储器分类 • 计算机内存结构 • 存储器的使用
小常识：P4计算机的内存 • 容量？ • 内存条？ • EDO/SDRAM / DDR RAM • 品牌 • 其它常识
4.1 存储器分类 存储器是什么？ 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。 存储器分类-多种分类方法
分类1：按存取速度和在计算机系统中的地位分类分类1：按存取速度和在计算机系统中的地位分类 1.内存（主存）：CPU可以通过系统总线直接访问的存储器，用以存储计算机当前正在使用的程序或数据。 内存要有与CPU尽量匹配的工作速度，容量 较小，价格较高。 内存由顺序编址的存储单元构成，开始的地址为0；内存一般又由ROM和RAM两部分组成。 ROM－常驻软件（如BIOS）内存区； RAM－其余的内存区。 2.外存：用来存放相对来说不经常使用的程序或者 数据或者需要长期保存的信息。CPU需要使用这些信息时，必须要通过专门的设备（如磁盘，磁带控制器等）把信息成批的传送至内存来（或相反）――外存只与内存交换信息，而不能被CPU直接访问。外存由顺序编址的 “块”所组成。 外存的容量大（海量存储器、辅助存储器），但由于它多数是机－电装置所构成，所以工作速度较慢。 3.高速缓冲存储器CACHE：介于CPU与主存之间的容量更小、而速度更快的存储器。
一级存储结构 特点？ 应用场合？ CPU 总线 （哪些？） memory
多级存储结构 CPU CPU Cache 主 存 主 存 辅 存 辅 存 CPU要不断的访问存储器，因此，存储器的存取速度将直接影响计算机的工作效率。另外，在某一段时间内，CPU只运行存储器中部分程序和访问部分数据，其中大部分是暂时不用的。由于以上两个原因，我们为不同地位的程序和数据提供不同结构、不同存取速度的存储器。这就形成了多级存储结构。 为了提高CPU运行速度，现代计算机在主存与CPU之间又增加一个容量小，而存取速度更快的高速缓冲存储器（Cache）。 2级 3级
多级存储器的优点 • 速度匹配方面 • 价格匹配方面 • 例子：赛扬与P4的区别？ • 从CPU-CACHE-MEMORY-外存 • 存储器的容量象外存那么大 • 存储器的速度象cache那么快
N级存储结构 • 速度象1级那样快 • 容量象N级那样大 • 价格象N级那样便宜 • －理想情况（性能价格比很高的计算机）
分类2：按介质（材料）分类 • 1、磁性存储器 • 磁芯，磁鼓，磁盘（软盘，硬盘），磁带，磁泡。 • 2、光磁盘（CDROM和CDRAM） • （1）CDROM只读光盘，容量大，价格便宜，适合存放系统软件，数据资料，图象，语音等。 • （2）CD-RM读写光盘，容量大，可进行改写，更换方便，但价格较高。适合较高档计算机的外存。 • (3)DVD系列，-r ，+r,ram,+rw,-rw • 蓝光 • 3、半导体存储器 • 体积小，速度快，功耗低，是计算机主存 • 4、其它－研究中
（1）双极型TTL电路 速度快（10~50nS）、集成度低、功耗大、成本高 （2）MOS NMOS和CMOS两种，现大量使用CMOS存储器，存储速度可达几纳秒。 主要特点：集成度高、功耗小、成本低。 单片已发展到1Gb （3）电荷耦合器 速度快、但成本较高。 分类3：按半导体器件
分类4：按存储功能分类 • （1）随机存储器（RAM） • SRAM • DRAM • SDRAM • DDR RAM... • （2）只读存储器（ROM） • ROM—Read Only Memory • 只读存储器，只能读（用特殊方法写入），掉电信息不丢失，作为主存储器存放系统软件和数据等。 • ①掩膜ROM • 由制造厂家固化内容，不可修改 • ②可编程只读存储器PROM • 由用户固化内容，但不可修改 • ③紫外线擦除只读存储器EPROM • 如：2716，2732，2764，… 27040 • ④电擦除只读存储器EEPROM,FLASH • EEPROM:2817,28C64,28C256 • FLASH:29F010,29F020
半导体存储器分类图 双极型 SRAM EDO RAM MOS DRAM SDRAM 半导体存储器 掩膜ROM DDR PROM ROM EPROM E2PROM FLASH
计算机内存的通常结构 • 使用多种存储器（ROM、RAM…） • 分模块设计 • 多片存储器组成存储器子系统
存储器的性能指标 1、存储容量 存储器能够存放信息的总数量，以字节为单位。CPU地址总线的位数决定系统可支持的主存储器的最大容量。 设地址线位数为p，数据线位数为q，则： 编址单元总数为－－2p 位容量总数为―― 2p *q • 例：一片62256为32K*8RAM • 地址线15根，数据线8根，RAM的控制信号为3根（WE*,OE*,CE*）。 2、最大存取时间（速度） 存储器从接收到稳定的某一存储单元的地址码开始，到取出或存入数据为止所需要的时间。 3、存取周期 CPU连续两次访问存储器所需要的最短时间间隔，它总是大于最大存取时间。因为在数据写入或读出后，存储器的读写电路和存储体及连线都需要有一段稳定和恢复时间。
存储器的性能指标 4、功耗 半导体存储器的功耗包括操作功耗和维持功耗，与速度成正比。HMOS技术的发展。 5、集成度 集成度指在一片芯片上能够集成多少个基本存储电路。每一个基本存储电路存储一个二进制位，所以集成度通常表示为位/片，如64K位/片、256K位/片等。 6、易失性
存储器模型 MEMORY AB DB RD* WR* CS* READY CB
静态RAM • 特点 • 基本存储电路－ • 例子－
RAM的结构 • (一）单地址译码 • 要构成一个1K*1的存储器，即存储器有1024单元，每个单元1位。 • 存储器有10根地址线，1根数据线。 0 …… 单地址译码，译码器为10:1024，引线太多，制造困难。 1023
（二）双地址译码 单地址译码方式与双地址译码方式比较： －节省译码输出线 －因此，通常不使用单译码方式 －容量特别大时，采用多译码方式 存储矩阵 一个存储单元 • 由两个5：32译码器组成行列形式选中单元，这种方式可大大减少引线。 • 容量特别大时可采用多地址译码。
6管静态RAM基本存储单元 6管静态存储器 • 1、T1,T2为开关管，T3,T4为负载管，T1T3和T2T4构成两个反向器按正反馈连接，构成触发器。 • 2、Xi高电平，T5,T6及其他与Xi相联的开关管导通，每一单元与数据线相连。Yi为高电平，T7,T8导通，此时仅有XiYi单元与外部数据线连通，可对该单元进行读写。 x地址译码 1 0 y地址译码
典型存储器芯片 • 62256 • 62256是32K*8的CMOS静态RAM 在系统中的连接？
只读存储器 • ROM • PROM • EPROM • FLASH • EEPROM • 结构简单－位密度高 • 非易失性－可靠性高 • 用途？
掩膜ROM 地址译码？
PROM • 一次性编程 • 应用？ • 与掩膜ROM相比 • 价格方面－高 • 复杂性方面－高
EPROM EPROM的引脚类 • 数据线： D0-Dn • 地址线： A0-Am • 片选线： CE* • 输出使能线： OE* • 编程脉冲： PGM* • 编程电压： Vpp • 工作电压、地：VCC GND
EPROM的工作方式 • 读方式 • 编程方式 • 校验方式 • 备用方式 • 功耗降低
EEPROM/E2PROM • 特点 • 工作方式 • 读方式 • 写方式 • 字节擦除方式 • 整体擦除方式
FLASH • 分类 • NOR FLASH • NAND FLASH • 特点 • 读 • 写 • 用途 • BIOS（固件－firmware） • FLASH盘 • 数码相机
