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1、第章 存 储 器 4.1 概述 4.2 主存储器 4.3 高速缓冲存储器 4.4 辅助存储器 4.1 概 述 一、存储器分类 1. 按存储介质分类 (1) 半导体存储器 (2) 磁表面存储器 (3) 磁芯存储器 (4) 光盘存储器 易失TTL 、MOS 磁头、载磁体 硬磁材料、环状元件 激光、磁光材料 非 易 失 (1) 存取时间与物理地址无关（随机访问） 顺序存取存储器 磁带 2. 按存取方式分类 (2) 存取时间与物理地址有关（串行访问） 随机存储器 只读存储器 直接存取存储器 磁盘 在程序的执行过程中 可 读 可 写 在程序的执行过程中 只 读 磁盘、磁带、光盘 高速缓冲存储器（Cach
2、e） Flash Memory 存 储 器 主存储器 辅助存储器 MROM PROM EPROM EEPROM RAM ROM 静态 RAM 动态 RAM 3. 按在计算机中的作用分类 高 低 小 大 快 慢 辅存 寄存器 缓存 主存 磁盘 光盘 磁带 光盘 磁带 速度容量 价格 位 1. 存储器三个主要特性的关系 二、存储器的层次结构 CPU CPU 主机 缓存CPU主存辅存 2. 缓存 主存层次和主存 辅存层次 缓存主存辅存主存 虚拟存储器 10 ns20 ns200 nsms 虚地址 逻辑地址 实地址 物理地址 主存储器 （速度）（容量） 4.2 主存储器 一、概述 1. 主存的基本组成
3、 存储体 驱动器 译码器 MAR 控制电路 读 写 电 路 MDR 地址总线 数据总线 读写 2. 主存和 CPU 的联系 MDR MAR CPU主 存 读 数据总线 地址总线 写 高位字节 地址为字地址 低位字节 地址为字地址 设地址线 24 根按 字节 寻址 按 字 寻址若字长为 16 位 按 字 寻址若字长为 32 位 字地址 字节地址 111098 7654 3210 8 4 0 字节地址 字地址 45 23 01 4 2 0 3. 主存中存储单元地址的分配 224 = 16 M 8 M 4 M (2) 存储速度 4. 主存的技术指标 (1) 存储容量 (3) 存储器的带宽 主存 存放
4、二进制代码的总位数 读出时间 写入时间 存储器的 访问时间 存取时间 存取周期 读周期 写周期 连续两次独立的存储器操作 （读或写）所需的 最小间隔时间 位/秒 芯片容量 二、半导体存储芯片简介 1. 半导体存储芯片的基本结构 译 码 驱 动 存 储 矩 阵 读 写 电 路 1K4位 16K1位 8K8位 片选线 读/写控制线 地 址 线 数 据 线 地址线（单向）数据线（双向） 104 141 138 二、半导体存储芯片简介 1. 半导体存储芯片的基本结构 译 码 驱 动 存 储 矩 阵 读 写 电 路 片选线 读/写控制线 地 址 线 数 据 线 片选线 读/写控制线（低电平写 高电平读）
5、 （允许读） CSCE WE （允许写）WEOE 存储芯片片选线的作用 用 16K 1位 的存储芯片组成 64K 8位 的存储器 32片 当地址为 65 535 时，此 8 片的片选有效 8片 16K 1位 8片 16K 1位 8片 16K 1位 8片 16K 1位 0,0 15,015,7 0,7 读/写控制电路 地 址 译 码 器 字线 0 15 168矩阵 07 D 07 D 位线 读 / 写选通 A 3 A 2 A 1 A 0 2. 半导体存储芯片的译码驱动方式 (1) 线选法 0 0 0 0 0,00,7 0 07 D 07 D 读 / 写选通 读/写控制电路 A 3 A 2 A 1
6、 A 0 A 4 0,310,0 31,031,31 Y 地址译码器 X 地 址 译 码 器 3232 矩阵 A 9 I/O A 8 A 7 A 56 A Y0Y31 X 0 X 31 D 读/写 (2) 重合法 00000 0 0 0 0 0 0,0 31,0 0,31 I/O D 0,0 读 三、随机存取存储器 ( RAM ) 1. 静态 RAM (SRAM) (1) 静态 RAM 基本电路 A 触发器非端 1 T 4 T触发器 5TT6、行开关 7TT8、列开关 7TT8、一列共用 A 触发器原端 T1 T4 T5T6 T7T8 AA 写放大器写放大器 DIN 写选择读选择 DOUT 读
7、放 位线A位线A 列地址选择 行地址选择 T1 T4 A T1 T4 T5T6 T7T8 A 写放大器写放大器 DIN 写选择读选择 读放 位线A 位线A 列地址选择 行地址选择 DOUT 静态 RAM 基本电路的 读 操作 行选 T5、T6 开 T7、T8 开列选 读放DOUT VAT6T8 DOUT 读选择有效 T1 T4 T5T6 T7T8 AA DIN 位线A位线A 列地址选择 行地址选择 写放写放 读放 DOUT 写选择读选择 静态 RAM 基本电路的 写 操作 行选T5、T6 开 两个写放 DIN 列选T7、T8 开 （左） 反相T5A （右） T8T6A DIN DIN T7 写
8、选择有效 T1 T4 (2) 静态 RAM 芯片举例 Intel 2114 外特性 存储容量 1K4 位 I/O1 I/O2 I/O3 I/O4 A 0 A8 A 9 WECS VCCGND Intel 2114 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A0 A1 A2 A9 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 第一组第二组第三组第四组 15 031 1647 32
9、63 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 第一组第二组第三组第四组 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 第一组第二组第三组第四组 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Inte
10、l 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 150311647326348 第一组第二组第三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 150311647326348 0 164832 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行
11、 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 150311647326348 0 164832 第一组第二组第三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 0163248 CS WE 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 164832 第一组第二组第三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读
12、150311647326348 0163248 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第一组第二组第三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 150311647326348 0163248 0 164832 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0
13、 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第一组第二组第三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 150311647326348 0163248 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 164832 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 第一组第二组第
14、三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 读 150311647326348 0163248 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 164832 I/O1I/O2I/O3I/O4 A3 A4 A5 A6 A7 A8 A0 A1 A2 A9 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE CS 第一组第二组第三组第四组 Intel 2114 RAM 矩阵 (64 64) 写 15 031 1647 3263 48 150311647326348 读写电路读写电路读写电路读写电路 0 1 63 0 15 行 地 址 译 码 列 地 址 译 码 I/O1I/O2I/O3I/O4 WE C
