文档介绍：第五章内部存储器
存储系统概述
内部存储器的作用及其分类
半导体存储器的组成及工作原理
内存的工作模式及主流技术
内存的管理
计算机硬件技术基础
作业:1、2、3、4、5、7
存储系统概述
存储系统是计算机的重要组成部分,用来存储计算机工作需要的信息(程序和数据)的部件,构成计算机的信息记忆功能。存储器可分为两大类:内部存储器和外部存储器
内部存储器↑
外部存储器↓
微机存储系统的层次结构
计算机硬件技术基础
内部存储器的作用及其分类
内存储器均为半导体存储器,外存储器有磁性存储器、光存储器和半导体存储器三种。
内存的主要作用
内存的作用:
运行程序;
暂存常用的程序、数据;
与外存储器、外设交换数据的缓冲存储。
中央
处理器
数据传输速度慢
数据传输速度快
内存储器
通过总线
通过接口
外存
储器
计算机硬件技术基础
半
导
体
存
储
器
随机存储器
(RAM: Random
Access Memory)
只读存储器
(ROM: Read
Only Memory)
闪烁存储器(Flash Memory)
动态存储器(DRAM)
静态存储器(SRAM)
可擦除可编程只读存储器(EPROM)
电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)
可编程只读存储器(PROM)
DRAM: Dynamic RAM
SRAM: Static RAM
PROM: Programmable ROM
EPROM: Erasable PROM
EEPROM: Electrically EPROM
内存的分类
计算机硬件技术基础
内存的主要技术指标
存储容量:存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量。以字节(B:Byte)为单位。
1KB = 210 = 1024B
1MB = 220 = 1024KB = 1,048,576B
1GB = 230 = 1024MB = 1,048,576KB = 1,073,741,824B
速度:读取时间=存储器从接收读出命令到被读出信息稳定在MDR(Memory Data Register)的输出端为止的时间,一般单位为ns(10-9秒)。
DRAM芯片:一般为几十ns。目前由DRAM芯片构成的内存条(模块):突发传送模式下读写速度可以达到2ns。。
SRAM芯片:几个~十几ns。
带宽:(存储器位数/8)X读取速度峰值,单位为MB/s。
计算机硬件技术基础
错误校验:内存在读写过程中检测和纠正错误的能力,常用的错误校验方式有Parity、ECC和SPD
奇偶校验(Parity):每个字节增加一位,共9位,增加的一位由于奇校验或偶校验。只有检错能力。
ECC(Error Checking and Correcting),一般每64位增加8位。由于差错控制。ECC的功能不但使内存具有数据检错能力,而且具备了数据纠错功能。
SPD(Serial Presence Detect串行存在探测):用1个小容量EEPROM芯片,记录内存的速度、容量、电压与行、列地址带宽等参数信息。当开机时PC的BIOS将自动读取SPD中记录的信息,以完成正确的硬件参数设置(如外频、读取时间、及各种延时)。
内存的主要技术指标
计算机硬件技术基础
半导体存储器的组成及工作原理
随机存储器RAM
SRAM工作原理
SRAM基本存储电路单元:双稳态触发器
Q
Q
R
S
Q
Q
R
S
与非门特性
输入输出
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
0/1
Q
D
ck
计算机硬件技术基础
D0~D7
0/1
Q0
D0
0/1
Q1
D1
0/1
Q2
D2
0/1
Q3
D3
0/1
Q4
D4
0/1
Q5
D5
0/1
Q6
D6
0/1
Q7
D7
ck
寄存器
半导体存储器的组成及工作原理
R/W
E
使能
读/写
R/W
D0~D7
E0
E1
E2
E3
存储阵列
计算机硬件技术基础
读出:置选择线为高电平,使T5和T6导通,从I/O线输出原存的信息。
写入:置选择线为高电平,使T5和T6导通,写入数据使I/O线呈相应电平。
A
B
T1
T2
T3
T4
T5
选择线
I/O
I
/O
Vcc
T6
实际的CMOS双稳态触发器:T1和T2构成触发器,T3和T4分别作为T1和T2的负载电阻。T1截止而T2导通