第3章存储器概述了解存储器的工作原理和外部特性3.1概述计算机中的存储器由两部分组成，一类是位于“主机”内部的存储器，简称“主存”，这类存储器的主要特征是CPU可以按地址直接访问其中的任何一个单元;现代计算机在“主存”和CPU之间增设了容量小、速度快的“高速缓冲存储器”（Cache）。在这样的系统中，Cache和“主存”构成“内存”。在没有Cache的系统中，“主存”也称作“内存”。CPU运行时连续地从内存中取出程序中的指令并加以执行，程序执行过程中的数据也可利用存储器保存起来。计算机每完成一条指令，至少有一次要访问内存。计算机中的另一类存储器是辅助存储器，也称为外部存储器，简称“辅存”或“外存”。外存目前主要采用磁表面存储和光存储器件，例如常见的磁带、磁盘、光盘存储器。它们通过专用接口电路与计算机“主机”相连接，相当于一台外部设备。辅存的重要特征是CPU只能以“块”为单位访问这类存储器，在电源关闭后，辅存中的信息仍然可以长期保存。实际上存储系统是快慢搭配，具有层次结构的，如下图所示。衡量存储器的指标主要有三个：容量、速度和价格/位一般来说，速度高的存储器，价格/位也高，因此容量不会太大。相对而言，内存容量小、速度快，外存容量很大、速度慢，如：CD光盘可达650MB（1MB=1024KB）DVD光盘达4.7GB（1GB=1024MB）硬盘已达几百GB至几TB（1TB=1024GB）3.1.1半导体存储器的分类半导体存储器3.1.2半导体存储器的组成1.存储体2.译码驱动电路(1)单译码方式Ap-1(2)双译码方式A0在半导体存储器芯片中，常采用字结构方式，即将存储单元的8位都集成在一块芯片内，如Intel2764EPROM、Intel6264RAM其存储容量均为8K×8bit；也有芯片采用位结构方式，即集成的只是各存储单元的一位或几位，如Intel2614ARAM、Intel2114RAM，其存储容量分别为64K×1bit和1K×4bit。3.控制逻辑3.1.3半导体存储器芯片的性能指标2.存取时间（3）功耗4.电源3.2随机存取存储器RAM图3.5六管静态RAM基本存储电路特点：2.2114SRAM图3.6中，将4096存储位（1024×4=4096bit）排成一个64×64的存储矩阵。芯片内部采用两级译码，分为列选和行选，其中A4～A9用于行译码，可选择64行中的任一行；A0～A3用于列译码，产生的16条译码输出线，用来对64列存储位进行选择，这样每一条译码输出线可同时选中4列。矩阵译码的结果会有某一行与某4列被交叉选中，即一次可以同时选中4个存储位。这样CPU对2114访问时可选择1024个单元中任何一个，每次可与4个位存储电路交换信息。1.DRAM工作原理动态随机存储器（DRAM）的基本单元电路可以采用4管电路或单管电路。由于单管电路元件数量少，芯片集成度高，所以被普遍使用。图3.7单管动态存储单元电路图2.DRAM芯片介绍2164A是容量为64K×1位的动态随机存储器芯片，片内含有64K个存储单元，所以，需要16位地址线寻址。为了减少地址线引脚数目，芯片把片内地址划分为“行地址”和“列地址”两组，分时从它的地址引脚输入。所以，DRAM芯片地址引脚只有它内部地址线的一半。根据2164A的容量，它有8条分时使用的地址线A7～A0（log2（64K）/2）。数据线二根：Din(输入)和Dout(输出)。图3.8Intel2164DRAM芯片引脚图.3.3只读存储器（ROM）图3.10只读存储器结构1.掩膜型只读存储器（MROM）RRRR用MOS三极管取代二极管便构成了MOSROM阵列A0A1A2A3A42.可编程只读存储器（PROM）图4.16熔丝式PROM的基本存储结构3.紫外光擦除可编程只读存储器（EPROM）图4.17EPROM的基本存储电路和FAMOS结构4.电可擦除可编程ROM（EEPROM）5.Flash存储器※闪速存储器可实现大规模电擦除。特点：特点：3.4存储器与CPU的接口技术存储器与CPU连接时应注意问题2.CPU的时序和存储器芯片存取速度的配合3.存储器的地址分配和选片问题。存储器与CPU的接口特性：1.8086存储器组织字的规则存放和非规则存放为了解决16位CPU与8位存储器芯片的连接问题，将8086的1MB存储空间分成两个512KB的存储体，具体为：图3.11存储体与总线的连接表3.1BHE和A0组合的对应操作2.存储器接口的设计（1）数据总线的连接表3.2不同存储字长的芯片构成1K字节存储器（2）读写控制线的连接存储器芯片的读写控制线由CPU相应控制总线经过门电路组合形成存储芯片的读写控制信号。（4）片选信号线的连接①线选法8KB表