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商品詳情

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在一個(gè)存儲(chǔ)器中容納的存儲(chǔ)單元總數(shù)通常稱為該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量用字?jǐn)?shù)或字節(jié)數(shù)(B)來表示，如64K字，512KB，10MB。外存中為了表示更大的存儲(chǔ)容量，采用MB，GB，TB等單位。其中1KB=2^10B，1MB=2^20B，1GB=2^30B，1TB=2^40B。B表示字節(jié)，一個(gè)字節(jié)定義為8個(gè)二進(jìn)制位，所以計(jì)算機(jī)中一個(gè)字的字長通常為8的倍數(shù)。存儲(chǔ)容量這一概念反映了存儲(chǔ)空間的大小。

時(shí)間

又稱存儲(chǔ)器訪問時(shí)間或讀∕寫時(shí)間，是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時(shí)間。具體講，從一次讀操作命令發(fā)出到該操作完成，將數(shù)據(jù)讀入數(shù)據(jù)緩沖寄存器為止所經(jīng)歷的時(shí)間，即為存儲(chǔ)器存取時(shí)間。

周期

是指連續(xù)啟動(dòng)兩次獨(dú)立的存儲(chǔ)器操作(如連續(xù)兩次讀操作)所需間隔的最小時(shí)間。通常，存儲(chǔ)周期略大于存儲(chǔ)時(shí)間，其時(shí)間單位為ns

產(chǎn)品分類

RAM是構(gòu)成內(nèi)存的主要部分，其內(nèi)容可以根據(jù)需要隨時(shí)按地址讀出或?qū)懭耄阅撤N電觸發(fā)器的狀態(tài)存儲(chǔ)，斷電后信息無法保存，用于暫存數(shù)據(jù)，又可分為DRAM和SRAM兩種。RAM一般使用動(dòng)態(tài)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件（DRAM）。因?yàn)镃PU工作的速度比RAM的讀寫速度快，所以CPU讀寫RAM時(shí)需要花費(fèi)時(shí)間等待，這樣就使CPU的工作速度下降。人們?yōu)榱颂岣逤PU讀寫程序和數(shù)據(jù)的速度，在RAM和CPU之間增加了高速緩存（Cache）部件。Cache的內(nèi)容是隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）中部分存儲(chǔ)單元內(nèi)容的副本。

ROM是只讀存儲(chǔ)器，出廠時(shí)其內(nèi)容由廠家用掩膜技術(shù)寫好，只可讀出，但無法改寫。信息已固化在存儲(chǔ)器中，一般用于存放系統(tǒng)程序BIOS和用于微程序控制。

PROM是可編程ROM，只能進(jìn)行一次寫入操作（與ROM相同），但是可以在出廠后，由用戶使用特殊電子設(shè)備進(jìn)行寫入。

EPROM是可擦除的PROM，可以讀出，也可以寫入。但是在一次寫操作之前必須用紫外線照射，以擦除所有信息，然后再用EPROM編程器寫入，可以寫多次。

EEPROM是電可擦除PROM，與EPROM相似，可以讀出也可寫入，而且在寫操作之前，不需要把以前內(nèi)容先擦去，能夠直接對(duì)尋址的字節(jié)或塊進(jìn)行修改。

閃速存儲(chǔ)器（Flash Memory），其特性介于EPROM與EEPROM之間。閃速存儲(chǔ)器也可使用電信號(hào)進(jìn)行快速刪除操作，速度遠(yuǎn)快于EEPROM。但不能進(jìn)行字節(jié)級(jí)別的刪除操作，其集成度高于EEPROM。[1]

連接控制

容量擴(kuò)展

由于存儲(chǔ)芯片的容量有限，主存儲(chǔ)器往往要是由一定數(shù)量的

模型

芯片構(gòu)成的位擴(kuò)展：位擴(kuò)展是指只在位數(shù)方面擴(kuò)展（加大字長），而芯片的字?jǐn)?shù)和存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)。位擴(kuò)展的連接方式是將各存儲(chǔ)芯片的地址線、片選線和讀寫線相應(yīng)地并聯(lián)起來，而將各芯片的數(shù)據(jù)線單獨(dú)列出字?jǐn)U展：字?jǐn)U展是指僅在字?jǐn)?shù)方面擴(kuò)展，而位數(shù)不變。字?jǐn)U展將芯片的地址線、數(shù)據(jù)線、讀寫控制線并聯(lián)，而片選信號(hào)來區(qū)分各個(gè)芯片字和位同時(shí)擴(kuò)展：當(dāng)構(gòu)成一個(gè)容量較大的容器時(shí)，往往需要在字?jǐn)?shù)方向和位數(shù)方向上同時(shí)擴(kuò)展。

芯片片選

CPU要實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)單元的訪問，首先要選擇存儲(chǔ)芯片，即進(jìn)行片選；然后再從選中的芯片中依地址碼選擇出相應(yīng)的存儲(chǔ)單元，以進(jìn)行數(shù)據(jù)的存取，這稱為字選。片內(nèi)的字

構(gòu)造圖

選是由CPU送出的N條低位地址線完成的，地址線直接接到所有存儲(chǔ)芯片的地址輸入端，而存儲(chǔ)芯片的片選信號(hào)則大多是通過高位地址譯碼后產(chǎn)生的。

線選法：

線選法就是用除片內(nèi)尋址外的高位地址線直接分別接至各個(gè)存儲(chǔ)芯片的片選端，當(dāng)某地址線信息為0時(shí)，就選中與之對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)芯片。這些片選地址線每次尋址時(shí)只能有一位有效，不允許同時(shí)有多位有效，這樣才能保證每次只選中一個(gè)芯片。線選法不能充分利用系統(tǒng)的存儲(chǔ)器空間，把地址空間分成了相互隔離的區(qū)域，給編程帶來了一定困難。

全譯碼法：

全譯碼法將除片內(nèi)尋址外的全部高位地址線都作為地址譯碼器的輸入，譯碼器的輸出作為各芯片的片選信號(hào)，將它們分別接到存儲(chǔ)芯片的片選端，以實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)芯片的選擇。全譯碼法的優(yōu)點(diǎn)是每片芯片的地址范圍是唯一確定的，而且是連續(xù)的，也便于擴(kuò)展，不會(huì)產(chǎn)生地址重疊的存儲(chǔ)區(qū)，但全譯碼法對(duì)譯碼電路要求較高。

部分譯碼法：所謂部分譯碼法即用除片內(nèi)尋址外的高位地址的一部分來譯碼產(chǎn)生片選信號(hào)，部分譯碼法會(huì)產(chǎn)生地址重疊。

連接方法

主存與CPU之間的硬連接：主存與CPU的硬連接有三組連線：地址總線（AB）、數(shù)據(jù)總線（DB）和控制總線（CB）。把主存看作一個(gè)黑盒子，存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）和存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）是主存和CPU之間的接口。MAR可以接收由程序計(jì)數(shù)器（PC）的指令地址或來自運(yùn)算器的操作數(shù)的地址，以確定要訪問的單元。MDR是向主存寫入數(shù)據(jù)或從主存讀出數(shù)據(jù)的緩沖部件。MAR和MDR從功能上看屬于主存，但通常放在CPU內(nèi)。

CPU對(duì)主存的基本操作：CPU對(duì)主存進(jìn)行讀寫操作時(shí)

模擬圖

，首先CPU在地址總線上給出地址信號(hào)，然后發(fā)出相應(yīng)的讀寫命令，并在數(shù)據(jù)總線上交換信息。讀寫基本操作如下：

讀：讀操作是指從CPU送來的地址所指定的存儲(chǔ)單元中取出信息，再送給CPU，其操作過程如下：

地址——>MAR——ABCPU將地址信號(hào)送至地址總線

發(fā)讀命令

WaitForMFC等待存儲(chǔ)器工作完成信號(hào)

M(MAR)——>DB——>MDR讀出信息經(jīng)數(shù)據(jù)總線至CPU

寫：寫操作是指將要寫入的信息存入CPU所指定的存儲(chǔ)單元中，其操作過程是：

地址——>MAR——>ABCPU將地址信號(hào)送至地址總線

數(shù)據(jù)——>MDR——>DBCPU將要寫入的數(shù)據(jù)送至數(shù)據(jù)總線

發(fā)寫命令

WaitForMFC等待存儲(chǔ)器工作完成信號(hào)

CPU與主存之間的速度匹配：同步存儲(chǔ)器讀取和異步存儲(chǔ)器讀取。

異步存儲(chǔ)器讀取：CPU和主存間沒有統(tǒng)一的時(shí)鐘，由主存工作完成信號(hào)（MFC）通知CPU“主存工作已完成”。

同步存儲(chǔ)器讀�。篊PU和主存采用統(tǒng)一時(shí)鐘，同步工作，因?yàn)橹鞔嫠俣容^慢，所以CPU與之配合必須放慢速度，在這種存儲(chǔ)器中，不需要主存工作完成信號(hào)。

應(yīng)用技術(shù)

快速讀寫

快速頁式工作技術(shù)(動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的快速讀寫技術(shù))：讀寫動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器同一行的數(shù)據(jù)時(shí)，其行地址第一次讀寫時(shí)鎖定后保持不變，以后讀寫該行多列中的數(shù)據(jù)時(shí)，僅鎖存列地址即可，省去了鎖存行地址的時(shí)間，加快了主存儲(chǔ)器的讀寫速度。

EDO(ExtendedDataOut)技術(shù)：在快速頁式工作技術(shù)上，增加了數(shù)據(jù)輸出部分的數(shù)據(jù)鎖存線路，延長輸出數(shù)據(jù)的有效保持時(shí)間，從而地址信號(hào)改變了，仍然能取得正確的讀出數(shù)據(jù)，可以進(jìn)一步縮短地址送入時(shí)間，更加快了主存儲(chǔ)器的讀寫速度。

并行讀寫

是指在主存儲(chǔ)器的一個(gè)工作周期(或較長)可以讀出多個(gè)主存字所采用的技術(shù)。

方案1：一體多字結(jié)構(gòu)，即增加每個(gè)主存單元所包括的數(shù)據(jù)位，使其同時(shí)存儲(chǔ)幾個(gè)主存字，則每一次讀操作就同時(shí)讀出了幾個(gè)主存字。

方案2：多體交叉編址技術(shù)，把主存儲(chǔ)器分成幾個(gè)能獨(dú)立讀寫的、字長為一個(gè)主存字的主體，分別對(duì)每一個(gè)存儲(chǔ)體進(jìn)行讀寫;還可以使幾個(gè)存儲(chǔ)體協(xié)同運(yùn)行，從而提供出比單個(gè)存儲(chǔ)體更高的讀寫速度。

有兩種方式進(jìn)行讀寫：

1在同一個(gè)讀寫周期同時(shí)啟動(dòng)所有主存體讀或?qū)憽?

2讓主存體順序地進(jìn)行讀或?qū)�，即依次讀出來的每一個(gè)存儲(chǔ)字，可以

主存儲(chǔ)器

通過數(shù)據(jù)總線依次傳送走，而不必設(shè)置專門的數(shù)據(jù)緩沖寄存器;其次，就是采用交叉編址的方式，把連續(xù)地址的幾個(gè)存儲(chǔ)字依次分配在不同的存儲(chǔ)體中，因?yàn)楦鶕?jù)程序運(yùn)行的局部性特性，短時(shí)間內(nèi)讀寫地址相鄰的主存字的概率更大。

數(shù)據(jù)傳送

所謂成組數(shù)據(jù)傳送就是地址總線傳送一次地址后，能連續(xù)在數(shù)據(jù)總線上傳送多個(gè)數(shù)據(jù)。而原先是每傳送一次數(shù)據(jù)要使用兩個(gè)時(shí)鐘周期：先送一次地址，后跟一次數(shù)據(jù)傳送，即要傳送N個(gè)數(shù)據(jù)，就要用2N個(gè)總線時(shí)鐘周期，成組數(shù)據(jù)傳送方式只用N+1個(gè)總線時(shí)鐘周期。

實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送方式，不僅CPU要支持這種運(yùn)行方式，主存也能提供足夠高的數(shù)據(jù)讀寫速度，這往往通過主存的多體結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器的EDO支持等措施來實(shí)現(xiàn)。

動(dòng)靜態(tài)

靜態(tài)

教學(xué)計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器組成與設(shè)計(jì)

(1)靜態(tài)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)原理和芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)(P207)

(2)教學(xué)計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器的組成與設(shè)計(jì)

地址總線：記為AB15～AB0,統(tǒng)一由地址寄存器AR驅(qū)動(dòng)，地址寄存器AR只接收ALU輸出的信息。

控制總線：控制總線的信號(hào)由譯碼器 74LS139給出，功能是指出總線周期的類型：

（1）內(nèi)存寫周期用MMW信號(hào)標(biāo)記

（2）內(nèi)存讀周期用MMR信號(hào)標(biāo)記

相關(guān)示意圖(2張)

（3）外設(shè)(接口)寫周期用IOW信號(hào)標(biāo)記

（4）外設(shè)(接口)讀周期用IOR信號(hào)標(biāo)記

（5）內(nèi)存在工作用MMREQ信號(hào)標(biāo)記

（6）外設(shè)在工作用IOREQ信號(hào)標(biāo)記

（7）寫控存周期用SWA信號(hào)標(biāo)記

數(shù)據(jù)總線：分為內(nèi)部數(shù)據(jù)總線IB與外部數(shù)據(jù)總線DB兩部分。主要完成計(jì)算機(jī)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送。設(shè)計(jì)總線的核心技術(shù)是要保證在任何時(shí)刻只能把一組數(shù)據(jù)發(fā)送到總線上，卻允許一個(gè)和多個(gè)部件同時(shí)接受總線上的信息。所用的電路通常為三態(tài)門電路。

系統(tǒng)時(shí)鐘及時(shí)序：教學(xué)機(jī)晶振1.8432MHz，3分頻后用614.4KHz的時(shí)鐘作為系統(tǒng)主時(shí)鐘，使CPU、內(nèi)存、IO同步運(yùn)行。CPU內(nèi)部的有些寄存器用時(shí)鐘結(jié)束時(shí)的上升沿完成接受數(shù)據(jù)，而通用寄存器是用低電平接收的。內(nèi)存或I/O讀寫操作時(shí)，每個(gè)總線周期由兩個(gè)時(shí)鐘組成，第一個(gè)時(shí)鐘，稱為地址時(shí)間，用于傳送地址;第二個(gè)時(shí)鐘，稱為數(shù)據(jù)時(shí)間，用于讀寫數(shù)據(jù)