文档介绍：第 6 章主存储器
本章讲述:
半导体存储器的分类
读写存储器(RAM)
现代RAM
只读存储器(ROM)
存储器是信息存放的载体,是计算机系统的重要组成部分。有了存储器计算机才有记忆功能,才能把要计算和处理的数据以及程序存入计算机,使计算机能够脱离人的直接干预,自动地工作。
显然,存储器的容量越大,存放的信息就越多,计算机系统的功能也就越强。在计算机中,大量的操作是CPU与存储器交换信息。但是,存储器的工作速度相对于CPU总是要低1至2个数量级。因此,存储器的工作速度又是影响计算机系统数据处理速度的主要因素。
计算机系统对存储器的要求是容量要大、存取速度要快,但容量大、速度快与成本低是矛盾的,容量大、速度快必然使成本增加。为了使容量、速度与成本适当折衷,现代计算机系统都是采用多级存储体系结构: 主存储器(内存储器)、辅助(外)存储器以及网络存储器,如图6-1所示。
越靠近CPU的存储器速度越快(存取时间短)而容量也越小。为了使主存储器的速度能与CPU的速度匹配,目前在CPU与主存储器之间还有一层称为高速缓冲存储器(Cache)。
Cache容量较小,目前一般为几百千字节(KB),其工作速度几乎与CPU相当。
主存储器(内存条)容量较大,目前一般为128MB或256MB,工作速度比Cache慢。但目前所用的SDRAM、DDR SDRAM和RDRAM性能已有了极大的提高。
外存储器容量大,目前一般为几十吉字节(GB),但工作速度慢。
这种多级存储器体系结构,较好地解决了存储容量要大,速度要快而成本又比较合理的矛盾。
前两种存储器也称为内存储器,目前主要采用的是半导体存储器。随着大规模集成电路技术的发展,半导体存储器的集成度大大提高,体积急剧减小,成本迅速降低。
外部存储器,目前主要是磁介质存储器,其容量迅速提高,现在的主流是几十GB的硬盘;其速度提高很快,成本也急剧下降,使磁介质存储器成为微型计算机的主流外存储器。另外,移动硬盘、只读光盘、可擦除的光盘也迅速发展。
半导体存储器的分类
半导体存储器从使用功能上划分,可分为两类: 读写存储器RAM(Random Access Memory)又称为随机存取存储器;只读存储器ROM(Read Only Memory)。RAM主要用来存放各种现场的输入输出数据、中间计算结果、与外存交换的信息以及作为堆栈使用。它的存储单元的内容按照需要既可以读出,也可以写入或改写。而ROM的信息在使用时是不能改变的,也就是不可写入的,它只能读出,故一般用来存放固定的程序,如微型计算机的管理、监控程序,汇编程序等,以及存放各种常数、函数表等。
半导体存储器的分类,可用图6-2来表示。
RAM的种类
在RAM中,又可以分为双极型(Bipolar)和MOS RAM两大类。
1. 双极型RAM的特点
存取速度高; 集成度较低(与MOS相比); 功耗大; 成本高。
所以,双极型RAM主要用在速度要求较高的微型计算机中或作为Cache。
2. MOS RAM
用MOS器件构成的RAM,又可分为静态(Static)RAM(用SRAM表示)和动态(Dynamic)RAM(用DRAM表示)两种。