现代微机原理与技术第05章

第5章存储器教学目标教学重点教学过程教学目标了解存储器的基本组成、分类和性能指标掌握RAM和ROM的基本原理和常用芯片掌握CPU与存储器的连接方法了解存储器技术及其未来发展教学重点存储器的分类主要计数指标RAM和ROM的工作原理CPU与存储器的连接微型计算机存储器技术及其发展。5.1概述存储器（Memory）是用来存放数据和程序的部件（统称为信息），是计算机的重要组成部分。有了存储器，计算机才具有记忆信息的功能，并把计算机要执行的程序、所要处理的数据及处理的结果存储在计算机中，使计算机能按照程序指令自动工作。由于其集成度高、速度快、功耗低、价格便宜、可靠性高、使用方便等优点，已成为当前微型计算机最主要的存储器。5.1.1存储器系统存储芯片一般由存储体、地址译码器、三态双向数据缓冲器和控制逻辑电路4部分组成5.1.1存储器系统存储体地址译码器数据缓冲器控制逻辑电路存储体n位地址0112n01m……CSW/Rm位数据5.1.2存储器的分类照存取速度和用途可以把存储器分为两大类：把具有一定容量，存取速度快的存储器称为内部存储器，简称为内存。把存储容量大而速度较慢的存储器称为外部存储器，简称为外存，常见的外存有软盘、硬盘等。5.1.2存储器的分类从存取方式的角度可以分为随机存取存储器RAM只读存储器ROM5.1.2存储器的分类半导体存储器随即存取存储器（RAM）只读存储器（ROM）掩膜式ROM静态RAM（SRAM）可擦除ROM（EPROM）电可擦除ROM（EEPROM）可编程ROM（PROM）闪存（FlashMemory）动态RAM（DRAM）5.1.3存储器的主要技术指标包括存储容量存取速度功耗可靠性价格体积、重量电压5.2随机存储器（RAM）半导体随机存储器RAM是指工作时可以任意读出或者写入信息的存储器，它包括静态RAM（即SRAM）和动态RAM（即DRAM）。SRAM主要用在高速缓冲存储器或者小容量的存储系统中，而DRAM主要用作内存。本节还将介绍几种典型的RAM存储器芯片。5.2随机存储器（RAM）静态RAM1．静态RAM基本存储电路2．静态RAM芯片（1）Intel2114芯片（2）Intel6116芯片（3）Intel6264芯片5.2随机存储器（RAM）2动态RAM动态RAM基本存储电路动态RAM的特点Intel2164芯片5.3只读存储器（ROM）只读存储器ROM的信息在使用时是不能改变的，只能读出，不能写入，所以一般只能存放固定程序，如监控程序，IBM-PC中的BIOS程序等。ROM的特点是非易失性，即掉电后再上电时存储信息不会改变。ROM芯片种类很多5.3只读存储器（ROM）1掩膜式只读存储器（MROM）2可编程只读存储器（PROM）3可擦除、可再编程的只读存储器4．电擦除可编程只读存储器（E2PROM）5闪速存储器5.4CPU与存储器的连接在8086/8088系统中，存储器不能直接与CPU相连。在最小系统中，地址信号通过地址锁存器才能接向存储器。在最大系统中，除地址锁存外，还要通过总线接收器和总线控制器才能接向存储器。因此，存储器面对的不是CPU，而是CPU主系统。存储器还要经过译码器等附加电路才能接向CPU主系统。存储器及附件电路称为存储器子系统。5.4CPU与存储器的连接1连接时应注意的问题CPU总线的负载能力CPU时序与存储芯片的存取速度的配合数据线的连接控制信号的连接地址分配与连接2典型CPU与存储器的连接1．地址译码器74LS1382．8位CPU与RAM的连接3．8位CPU与ROM的连接5.5存储器技术及其发展按照存取速度和用途可以把存储器分为两大类：把具有一定容量，存取速度快的存储器称为内部存储器，简称为内存。把存储容量大而速度较慢的存储器称为外部存储器，简称为外存，常见的外存有软盘、硬盘等。近年来，由于多媒体计算机的发展，普遍采用了光盘存储器、外存容量很大，如CD-ROM光盘可达700MB，DVD光盘可达4GB！硬盘达到100GB以上的容量，而且容量还在增加，所以外存也被称为海量存储器。通常将外存归入到计算机外部设备中去，它所存放的信息调入内存后CPU才能使用。内存储器、外存储器和Cache、寄存器共同构成了存储系统，层次式存储系统结构。1内部存储器1．EDODRAM2．SDRAM3．DDRSDRAM4．RDRAM2外部存储器硬盘及硬盘驱动器（1）巨磁阻效应（2）硬盘的基本结构和工作原理（3）硬盘和主机的数据传送方式及接口标准（4）磁盘阵列（DiskArrdy）技术2．光盘存储器（1）光盘及光盘驱动器的技术指标（2）光盘的种类1）只读光盘只读光盘(CD-ROM、CD、VCD、LD)2）DVD数字视盘DVD（DigitalVideoDisc，或DigitalVersatileDisk）3）一次性刻录光盘CD-R4）可擦与的光盘5.5.3存储器技术的发展存储器技术是一种不断进步的技术，随着各种专门应用不断提出新的要求，新的存储器技术也层出不穷，每一种新技术的出现都会使某种现存的技术走进历史，因为开发新技术的初衷就是为了消除或减弱某种特定存储器产品的不足之处。小结半导体存储器可分为随机读写存储器RAM和只读存储器ROM。静态RAM存储器速度快、与微处理器连接方便，但其功耗大，难于提高集成度。动态RAM集成度高、功耗小，但需要定时刷新，接口复杂，一般采用DRAM控制器对它控制。只读存储器有可以分为掩膜式ROM、可编程ROM、可编程可擦除ROM、闪存。典型RAM和ROM芯片通过地址总线、数据总线和控制总线与微处理器相连，实现存储器容量的字、位扩展。存储器的地址译码是存储器系统设计的核心，常用的片选控制译码方法有线选法、全译码、部分译码等。尽管目前非易失性存储器中最先进的就是闪存，但技术却并未就此停步。生产商们正在开发多种新技术，以便使闪存也拥有像DRAM和SDRAM那样的高速、低价、寿命长等特点。而在其它非易失性存储器领域，供应商们正在研究闪存之外的各种技术，以便满足不同应用的需求，未来必将有更多更新的存储器芯片技术不断涌现。