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1、第四章 微型计算机的内存及其与 CPU 的连接 一、要点与要求 存储器是计算机用于存储信息的部件。计算机的程序从磁盘读入到内存，才能够运行。 即把计算机需执行的程序以及数据处理与计算结果存储在计算机内存中，使计算机自动工 作。本章主要讲述存储器（内存）的基本知识。 要求了解存储器（内存与外存）的分类和指标：了解和熟悉静态、动态随机读写存储 器、只读存储器的工作原理和应用情况：领会 CPU 与存储器的连接。 本章重点是了解存储器的分类，SRAM、DRAM 和 EPROM 的工作原理，在此基础上，掌握 总线与存储器（SRAM 和 EPROM）连接原则，IBM-PC 计算机存储器的组成，了解内存管理
2、模 式。 二、典型例题 例 4-1 什么是内存？什么是外存？内存是计算机的一个组成部分，它具有一定容量（通常为 16MB128MB） ，存取速度快（一般为几十 ns，1ns=10s） 。外存储器属于计算机的外部设备，如磁带、软盘、硬盘。9软盘的规格有 5.25 英寸、容量 1.2MB（也有低密度 360KB）和 3.5 英寸、1.44MB 两种，主 要使用后者。硬盘不象软盘片能拿出来，而是固定在硬盘驱动器内：硬盘的容量目前已经 达到 20G（1G=1000MB） ，体积很小。其它外存储器即光盘存储器，主要用 CD-ROM 只读存储 器，一般光盘片的容量为 650MB，现在有 4、8、36、40
3、 倍速的光盘驱动器。磁带机用于小 型计算机的外部设备，银行、网络服务器等都使用磁带机。显然，外存储器比内存的容量 大得多，故称海量存储器。 例 4-2 指出常用存储器芯片的容量、地址线、数据线个数。 SRAM：6116 是 2KB 存储器（28bit） ，数据线 8 根，地址线 11 根； 6264 是 8KB 随机读写存储器，数据线 8 根，地址线 13 根（A0A12） ； 62256 是 32KB 随机读写储器，数据线 8 根，地址线 15 根。 EPROM：2716 是 2KB 只读存储器，数据线 8 根，地址线 11 根；2764 是 8KB 只读存储器，数据线 8 根，地址线 13
4、 根；27256 是 32KB 存储器，数据线 8 根，地址线 15 根。 例 4-3 DRAM 为什么要刷新？DRAM 每经过一小段时间，就要充电一次，称为刷新。DRAM 之所以经过 2ms 即要 刷新，是因为它靠电容存储电荷。任何电容都有漏电（等于并联一个阻值很大的电阻） ，经过一段时间，电荷通过电阻泄放掉，若不刷新，会丢失信息。 例 4-4 EPROM 和 EEPROM 的擦写方法是什么？EPROM 用紫外线擦除。把 EPROM 放入擦除器中，5mm5mm 的窗口面向紫外线光， 照射 15 分钟后擦除。再读入时，每个单元内容都是 FFH，说明已经擦除。 EEPROM 是电擦除。在开发系统
5、或用户使用的计算机系统中，即为擦去原有数据而写入 新数据。例如，计算机内的 SETUP，是一个 CMOS 的 EEPROM，设置好后，SAVE 退出，即为 写入新内容。 例 4-5 内存条是什么？目前，计算机都使用内存条作为内存，它是 DRAM。计算机主板上的读写和刷新电 路有 3 种引脚； 30 个引脚的内存条 如美国存储器公司的 30Pin SIMM With Parity 016MB(16Mx9- 60ns/9Chips),是具有奇偶校验的存储器，内存条上有 9 个芯片，每片 16M1 位，所以是 16MB 的内存条。72 引脚的内存条 位数是 32 位或 36 位（带奇偶校验位） ，如
6、 72Pin Fast SIMM Without Parity 008MB(2Mx32-70ns),是没有奇偶校验的 8MB 容量的内存条，采用2M32 位，读写时间为 70ns 的存储器；另有 72 Pin Fast SIMM Without Parity 032MB(8Mx32-60ns)的内存条；还有带奇偶校验的大容量内存条，如 72 Pin Fast SIMM Without Parity 064MB(16Mx36-60ns)。 168 个引脚的内存条 如 168Pin DIMM with Buffer 72bit5.0V064MB(8M72),是 5V 供电的 72 位数据线（其中
7、8 位是奇偶校验位）的存储器；另有 3.5 供电的 72 位数据 线的存储器，一条容量达到 256M；168 Pin DIMM with Buffer 72bit3.3V256MB(16M72)。内存条的容量都以多少空间字节（8 位数据线）计算，168 条的内存条有 8 个字 节的线据线，所以 16M72=16M（存储空间）8B（字节）=256M。 例 4-6 主存储器和内存保留区的含义是什么？常规内存、上位内存、扩展内存、高 端内存的含义是什么？一般把物理地址 000009FFFFH 的内存称为主存储器，而把 A0000HFFFFFH 的 384KB 内存叫内存保留区，留给视频适配器和 BI
8、OS 等用，不可用于普通数据的存储。 把物理地址 100000H10FFFFH（即 1024KB1088KB）的 64KB 内存，叫做高位内存 （HMA） ，或叫做高端内存。它属于扩展内存的一部分。往往把 DOS 操作系统的大部分代 码放在 HMA 区域中，一般，在 CONFIG.SYS 中加入 DEVICE=C：DOSHIMEM.SYS ，即可使 用此部分内存。常规内存指主存储器（640KB） ，上位内存指内存保留区中不用的内存通过EMM386.EXE 驱动程序而使用，也叫 UMB 。s本课程考核范围只限于实模式，即只讨论 1MB 内存的使用。 三、练习题 （一）选择题 1以下存储器，其中（
9、 ）是 EPROM 只读存储器。6264 2716 2816 2164 2在某台计算机内部，以下存储器中， （ ）是计算机的内存。 CD-ROM 3.5 英寸软磁盘 使用 EPROM 的电子盘 168 引脚的 32MB 存储条 32764 是 8KB 的 EPROM，其地址线和数据线分别为（ ）根。3 4 13 4 13 8 8 8 42164 芯片是 64KB 的动态存储器，其地址线和数据线分别为（ ） 。注意：同一 位数据线输入和输出是分开的，但算作一根数据线。64 8 8 8 16 1 8 1 5以下存储器， （ ）需要刷新。2764 62256 2164 2816 6指出以下存储器，
10、（ ）需要通过紫外线擦除器擦除。27256 62256 2816 2164 7某 72 个引脚的内存条，其数据线引脚为 32 根，内存条上的动态存储器为 2M36 共 4 片，故计算机内存总容量为（ ）MB，且具有奇偶校验位。32 16 64 8 8某 168 个引脚的内存条，其数据线引脚为 64 根，内存条上的动态存储器为 4M64 共 8 片，故计算机内存总容量为（ ）MB，不具有奇偶校验位。128 256 64 329用 DEBUG 的 DO：03FF 命令查看的内存，其容量为（ ）字节。400 1000 1024 1023 10根据教材 157 页图 4-7，说明该 6116SRAM
11、的地址范围为（ ） 。A0000HA07FFH A1000HA17FFH D0000HD07FFH E0000HE07FFH 请改正教材 157 页 12 行的错误：A0000HA0FFH，应为 A0000HA07FFH 本题可以修改某个地址线的门电路，地址即随之改变；或把 74LS30 换成 74LS138，也可以修改地址范围。 （二）填空题 1DRAM 需要刷新的原因，是因为 DRAM 靠（ 电容 ）存储电荷，如果不刷新， 会因为漏电而失去存储的信息。 2主存储器是指地址范围为 09FFFFH 的（ 640 ）KB 的内存。 3实模式下的存储器地址范围是（0 ） （ FFFFF ）H 的
12、1MB 内存。4给定掩膜的只读存储器线路如教材图 4-10（151 页） ，写出单元 2 存储器，例如 是（ 1101 ）B。本题可改动线路图，也可出很多题目。 5EPROM 存储器靠（ 紫外线灯 ）照射，可擦掉原有内容，使每个单元的内容 为（ FF ）H。 6电子盘是用大容量存储器，按磁盘格式组成的外存储器，如果用 DISK ON CHIP（Flash ROM）芯片，其容量最大为（ 288 ）MB。 72816 或 2864 是（EEPROM ）类型的只读存储器，它可用于系统参数的在 线修改。 8存储器片选引脚，国际上都设计为（ 低 ）电平有效。9动态存储器的片选信号为（ ）和（ ） 。RA
13、SCAS10IBM-PC 的存储器读控制信号为（ ） ，写控制信号为（ MEMR） 。MEMW（三）参照教材 159 页图 4-18，用 27256 或 2764 芯片，画出电路图，分析 27256 的地址范围。 27256 是 32KB 的 EPROM，地址线 15 根，片内地址线为 A0A14，数据线 8 根，片选线与输出允许接在一起，故 Y0 对应的地址范围：CSOEA19=1，A18=1，A17=0，A16=0，A15=0（这 3 位为 000，选中 Y0） ，其余地址线为片内，故 地址范围是：11000 000 0000 0000 000B11000 111 1111 1111 11
14、11BC0000H C7FFFH 五、教材习题答案 1.分类有：只读存储器和随机读写存储器 只读存储器分为掩膜 ROM；可编程 ROM（PROM） ；可擦除 PROM（EPROM） ；电可 擦除 PROM（EEPROM） 。随机读写存储器分为：静态 RAM，即 SRAM；动态 RAM，即 DRAM。 2.地址线为 13 根，数据线为 8 根 3.DRAM2164 是 64KB 存储器，地址线 8 根（由于行选和列选，8 根地址线相当于 16 根，2=64K） ；数据线 1 根（I/O 各 1 根） ；片选线、根。16CAS2RAS4.该计算机内存容量为 42M（8+1） ，32 位数据线，其中
15、有一位是436,324MBB奇偶校验位。目前，市场上内存条为 168 引脚，适于 586 的 CPU。64 位数据线（8 个字节） ， 加上奇偶校验位，有 72 个数据线。再加上地址线，片选线等共 168 个引脚。 5.只读存储器有：掩膜 ROM；可编程 ROM（PROM） ；可擦除 PROM（EPROM） ；电 可擦除 PROM（EEPROM） 。现在常用的是 EPROM 和 EEPROM。 6.常规内存是指物理地址范围为 00000H9FFFFH 的内存，是 DRAM，其容量为 640KB。内 存保留区是指物理地址范围为 A0000HFFFFFH，容量 384KB。从 100000H 到 10FFFFH 的内存 叫高位内存区（HMA） ，扩展内存是在上述内存区域外的内存，高达 128MB。 7.74LS138 是常用的地址译码器，其真值表见教材表 4-4。8 位 CPU8088 与 8KB 的 SRAM6264 连接方法参见教材图 4-17，但片内地址线为 A0A12，原 A12 改为+5V 接在74LS30 上。连接 2674 时不用信号，只用读信号。MEMW8.一个新的 EPROM，其每个单元的内容是 FFH，常用的 EPR
