存储器结构
第四章存储器结构
4．3 存储器容量扩展
微机系统中主存储器通常由若干存储芯片及相应的存储控制组织而成，并通过存储总线(数据总线、地址总线和控制总线)与CPU及其他部件相联系，以实现数据信息、控制信息的传输。由于存储器芯片的容量有限，实际应用中对存储器的字长和位长都会有扩展的要求。
一、存储器字扩展
*字扩展是沿存储字向扩展，而存储字的
位数不变。
*字扩展时，将多个芯片的所有地址输入
端、数据端、读／写控制线分别并联
在一起，而各自的片选信号线则单独
处理。
*4块内存芯片的空间分配为：
第一片，0000H-3FFFH
第二片，4000H-7FFFH
第三片，8000H-BFFFH
第四片，C000H-FFFFH
二、存储器位扩展
*存储器位扩展是沿存储字的位向扩展，
而存储器的字数与芯片的字数相同。
*位扩展时
将多个芯片的所有地址输入端都连接
在一起；
而数据端则是各自独立与数据总线连
接，每片表示一位
*片选信号线则同时选中多块芯片，这些
被选中的芯片组成了一个完整的存储
字。
三、存储器位字扩展
*存储器需要按位向和字向同时扩展，称存储器位字扩展
*对于容量为 M×N 位的存储器，若使用 L×K 位的存储芯片，
那么，这个存储器所需的芯片数量为：(M/L)×(N/K) 块。
P160图4-3-3表示了一个用2114芯片构成的4KB存储器。如下图：
*2114芯片是1K×4R 芯片
*用2块2114芯片构成1组（1K×4×2=1K×8）
*再有4组构成4K×8（1K×8×4）位的存储器
*共计需用8块2114芯片
这4个组的选择：
*使用A0和A11作地址线：经译码后选择4个分组
*使用A0～A9作为组内的寻址信号
*数据总线为D0～D7
◆存储器容量的扩展方法总结：
字扩展（将多个芯片的所有地址输入端、数据端、读/写控制线分别都连接在一起，选片信号单独处理）
位扩展（数据线独立处理，选片信号选中多块芯片）
字位扩展（分组，每组又有多个芯片），见（PAGE 161）
4．4 CPU与主存的连接
一、存储总线
*存储总线是指存储体与CPU及其他部件相联系的数据总线、地址总线和控制总线。
1．数据总线：
*一般，存储器按字节（8个二进制位）为单位进行编址的，（即CPU一次存取的单位至少是一个字节）。
如8088使用一个存储体，外部数据总线为8位。见P162图4-4-1（a）所示。
*CPU为16位数据总线，需用二个存储体。外部数据总线为16位。（CPU一次存取的单位是二个字节）。
如80X86（实模式）使用20根地址线，形成1MB寻址空间。将存储体分成两个512KB，（偶地址存储体和奇地址存储体）组成512KB×16位的存储器。见P162图4-4-1（b）所示。
图4-4-1（a）图4-4-1（b）
*两个存储体使用时：
地址线A0作为偶地址存储体的片选信号CS，当A0=0时，该存储体被选中。
BHE作为奇地址存储体的片选信号，A0和BHE同时有效（为0）时，两个存储体同时被选中，两个字节同时传送。即一次传送16位。
*在进行16位传送时：
如低8位在偶地址存储体中，高8位在奇地址存储体中，用一个总线周期就可完成；
如高8位在偶地址存储体中，低8位在奇地址存储体中，则要用二个总线周期就可完成。
（在P438086存储器组织中内存存储器内字的编址也要求从偶地址开始…）
*80386、80486的数据总线为32位，由4个存储体组成。分别由BE0～BE3字节选通信号来选择4个存储体。
2.地址总线（介绍74LS138译码器，地址总线与容量的关系）
(1)存储器容量扩展
*存储器容量与地址总线的位数有关。而存储器芯片的容量是有限的，不可能用一个芯片构成大容量的存储器，一般存储器的构成，需要几片或几十片。
P163图表4-4-1列出了存储容量与地址线位数的关系如下：
*在选择存储器芯片时，首先应该尽可能地选用存储器容量相同的芯片，并将芯片的地址线与地址总线的低位地址对应连接。
*为满足容量上的要求，还要采用译码电路将剩下的地址线作为译码器的输入信号，产生不同存储体或存储器的选通信号。
(2)74LSl38 译码器
*微机中常用74LSl38译码器对地址进行译码，来形成对存储器的选择或允许信号(如片选信号CS)。
*该器件是个3输入端、8输出端，故被称为3-8译码器。
控制输入端三个：G1、G2A、G2B
地址输入端三个：A、B、C 组合成八种输出控制信号。每种组合对应一个输出，共8个
八种输出控制信号：Y0～Y7
见（b）列出的真值表
(3)CPU时序和存储器的存取速度之间的配合
*CPU与存储器之间的存取操作是按固定的时序进行的
*固定时序是作为对存取速度的要求
*在存储器确定的情况下，如CPU在存储器读写总线的时间小于所选取芯片所规定的存取时间，则要设计一个插入等待周期Tw的电路，使CPU时序能与存储器存取速度匹配。
3.控制信号（主要是对存储器的读写信号）
*在8086系统的最小模式下，RD、WR信号是由CPU直接提供的。
*在最大模式下，MRDC、MWTC片选信号是由8288总线控制器给出的
二、种常用存储器芯片（介绍芯片的内部结构和引脚功能）
1）Intel2114SRAM
该存储芯片是1Kx4位(即1024字单元，每字4位)，采用三态控制，4位共用数据输入／输出端。
P164图4-4-3RAM2114内部结构框图图4-4-3RAM2114逻辑引脚框图
*行向有64行即64条行线，用行地址线A3～A8经译码驱动去选择
列向有64列，每列有2根线（兼数据线）；列向分16组，4列/组，用列地址线A0、A1、A2、A9选中某4个单元（即一个字单元）。1字节的存储体要二块，2字节的存储体要四块。
*数据端I/O1～I/O2是双向三态输入输出端，受CS（片选命令）和WE（读/写命令）控制
=0写；=1读（在I/O电路选择下）
=（+5V）工作
*V
CC
三、CPU与存储器的连接
a.CPU与SRAM和EPROM连接（静态RAM）
介绍见P168图4-4-1
★CPU与EPROM、SRAM的连接
4块芯片的存储空间分配：
*EPROM和RAM采用16×8位组成。
*直接与CPU连接，CPU存储控制信号为MREO、RD、WE。
*CPU数据总线是双向总线；其中：
A13～A0为地址总线与存储芯片地址线A13～A0相连
A15、A14经译码（2：4）后在MREQ控制下输出CS0～CS3（片选）分别选中四个存储芯片。
*EPROM的存储控制端是：CE（片选取）和OE（数据输出端）
*RAM的存储控制端是：CS（片选取）和WR（读写控制端）
2．CPU与位片式DRAM的连接(动态RAM)
*DRAM采用地址码分行地址和列地址两批送入存储器中锁存（即地址复用技术），并且需定时刷新，存储控制较为复杂，要用专用“存储控制器”进行控制。如Intel8203存储控制器
1）Intel8203存储控制器
结构图见图4-4-12（p169）8203可工作在16K和64K两种模式，
*在16K模式下可选四个存储体,每个体16K,用AH6-AH0，AL6-AL0共14根,输出OUT6-OUT0。(7根)
*在64K模式下可选2个存储体,每个体64K,用AH7-AH0，AL7-AL0共16根,输出OUT7-OUT0。(8根)
*PCS为片选信号，由B1，B0选择四个体中的任意一个。
2）8203在8088系统的应用（P 171）图4-4-14如下：
在8088/8086系统中CPU通过Intel8203与DRAM（16K×1位2118，连接成64K×8位）的连接图
8203工作在16K模式下，由32个2118
芯片组成的存储器分配情况为：
*共为4组,每组8片组成一个存储体（一
个8位字），
（2118DRAM芯片的容量是16K×l位）。
*每一片的地址线（A0～A6）、CAS、WE
并联，
*行选通信号RAS0～RAS3分别与每一
组连接。分组选通四组芯片之一。
*输入地址线只用其中
AH6～AH0，AL6～AL0共14根，
即24X210=214，
对于16K位存储芯片来讲可找到其
中任何一个存储位。
*由控制器输出的地址线用7根
OUT6～UT0。依次分时送出行地址和
列地址。
（8088的输出线AD0～AD7是
地址A0～A7与数据D0～D7复用线）
*8282为地址锁存器。
当8088的ALE（地址锁存允许信号）
有效时当前在地址/数据复用线上输出8088与存储器的连接方法（8203为16K模式）
的是地址信号
4．5 80X86与存储器的连接
一、8086存储器P172图4-5-1
1．8086的总线信号与存储器的连接。将存储
器分成偶数地址和奇数地址的两个存储
体（各512KB）：
*偶数地址存储体的数据线与数据总线
D7～D0相连，
*奇数地址存储体的数据线与数据总线
D15～D8相连。
*地址总线使用A19～A1。
A0作为偶数地址存储体的锁存允许信号。
A0和BHE分别作为偶地址存储体和奇地址
存储体的选通信号，可分别存取低8位或高8位的数据。
一、80386与80486存储器（见图4-5-3 连接方式。）
1．80386、80486存储器系统是由4个存储体构成的，每个存储体的空间为1GB。
2．选择存储体由BE3、BE2、BE1和BE0信号控制。
3．如果在一个总线周期中
*完成的是32位数据存取，那么4个存储体都被同时选中；
*完成的是16位数据存取，则选中2个存储体(通常使用BE3和BE2或BE1和BE0选中；*完成的是8位数据存取，那只有一个存储体被选中。
图4-5-2 32位微机存储器接口图4-5-3 32位存储体写选通信号
*存储体的选择BE0～BE3信号由CPU直接提供。
2．A0、A1用来产生存储体的允许信号，不作地址译码使用
3．每个存储体都要有一个写通信号（与80386SX一样）每个存储体的写选通信号，由MWTC和BE0～BE7一起产生。如图4-5-3所示。
二、Pentium与Pentium Pro存储器（见图4-5-4 片选连接图，）
1．它由8×8GB的存储体构成，均具有64位的数据总线。因此，需要8个存储体，这与32位微机的存储系统很相似。如Pentium Pro存储器，可以由8X8GB的存储体构成。
2．的地址线A3～A0被忽略。BE7～BE0存储体允许信号与地址总线的A8～A15复用。
图4-5-4 Pentium存储体写选通信号
1．在短时间掉电的场合,可使用电池作
为备份电源。是一种存储器保护技术
2．工作原理：
*正常情况下，由稳压电源对存储器供电。
备份电源的额定电压值低于Vcc时，
二极管D1导通、D2截止。
*当掉电时，电容C开始放电，Vcc降低，
当低于电池电压时，D2导通开始由电池
供电。
*掉电解除，稳压电源恢复正常；D2截止。
同时充电电路对电池充电，使其达到额图4-5-6 备份电源系统原理图定电压值和容量。
P179/24
*用1K×8位（L×K）RAM芯片构成4K×16位（M×N）的存储器所需的芯片数：
（M/L）×（N/K）=（4/1）×（16/8）=8块
*构成4K×16位（M×N）的存储器分组=8/2=4（组），每组用并联方式连接
*存储器的地址分配：由A0、A11通过译码器编码为：
第一组，0000H-3FFFH第二组，4000H-7FFFH
第三组，8000H-BFFFH第四组，C000H-FFFFH
*与8086C连接的存储器示意图：
[考研类试卷]计算机专业基础综合(存储器系统的层次结构)模拟试卷2.doc
[考研类试卷]计算机专业基础综合（存储器系统的层次结构）模拟试卷 2 一、单项选择题 1-40小题，每小题2分，共80分。下列每题给出的四个选项中，只有一个选项是最符合题目要求的。 1 下列关于DRAM和SRAM的说法中，错误的是( )。 Ⅰ．SRAM不是易失性存储器，而DRAM是易失性存储器 Ⅱ．DRAM比SRAM集成度更高，因此读写速度也更快 Ⅲ．主存只能由DRAM构成，而高速缓存只能由SRAM构成 Ⅳ．与SRAM相比，DRAM由于需要刷新，所以功耗较高 （A）Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ （B）Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ （C）Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ （D）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ 2 某机字长32位，主存容量1 MB，按字编址，块长512 B，Cache共可存放16个块，采用直接映射方式，则Cache地址长度为( )。 （A）11位 （B）13位 （C）18位 （D）20位 3 在Cache和主存构成的两级存储体系中，Cache的存取时间是100ns，主存的存取时间是1000ns。如果希望有效(平均)存取时间不超过(；ache存取时间的15％，则Cache的命中率至少应为( )。
（A）90％ （B）98％ （C）95％ （D）99％ 4 下列关于Cache写策略的论述中，错误的是( )。 （A）全写法(写直达法)充分保证Cache与主存的一致性 （B）采用全写法时，不需要为Cache行设置“脏位／修改位” （C）写回法(回写法)降低了主存带宽需求(即减少了Cache与主存之间的通信量) （D）多处理器系统通常采用写回法 5 假定用若干个8K×8位的芯片组成一个32K×32位的存储器，则地址41FDH所在芯片的最大地址是( )。 （A）0000H （B）4FFFH （C）5FFFH （D）7FFFH 6 某机器采用四体低位交叉存储器，现分别执行下述操作： (1)读取6个连续地址单元中存放的存储字，重复80次； (2)读取8个连续地址单元中存放的存储字，重复60次； 则(1)、(2)所花时间之比为( )。 （A）1：1
计算机存储器——内存和外存
计算机存储器——内存和外存 引言：存储器是计算机的第二个子系统。它有一个重要的特性——无限可复制性，即其 存放的数据被取出后，原来存放的数据依然存在，所以可以被反复利用。本报告将从存储器的原理、分类、功能和发展状况等方面进行探究分析。 摘要：在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。存储器的主要功能 是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。其是具有“记忆”功能的设备，是计算机智能化的重要保证。存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。计算机中全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。那么现有存储器的种类有哪些、它们又有哪些各自不同的性能及它们是如何在计算机中发挥存储作用的呢？为了理清楚以上问题，我做了有关于计算机内存与外存的相关研究。 关键词：存储器内存 RAM ROM 外存 正文： 存储器，英文名称为Memory，顾名思义，是一种用于存储信息的仪器，常用于计算机中的数据储存，计算机工作所需的所有数据都被存储在存储器中，包含原始数据、计算过程中所产生数据、计算所需程序、计算最终结果数据等等。存储器的存在才使得计算机有了超强的记忆能力。由此可见存储器对于计算机之重要性。 在介绍存储器原理之前，先解释一些重要名词。 存储位：存放一个二进制数位的存储单元，是存储器最小的存储单位，或称记忆单元存储字：一个数(n位二进制位)作为一个整体存入或取出时，称存储字 存储单元：存放一个存储字的若干个记忆单元组成一个存储单元 存储体：大量存储单元的集合组成存储体 存储单元地址：存储单元的编号 字编址：对存储单元按字编址 字节编址：对存储单元按字节编址 寻址：由地址寻找数据，从对应地址的存储单元中访存数据。
MCS-51单片机存储器结构
MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间： 1、片内程序存储器 2、片外程序存储器 3、片内数据存储器 4、片外数据存储器 但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间： 1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC） 2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV） 3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX） 在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令（具体我们在后面的指令系统学习时将会讲解），以产生不同的存储器空间的选通信号。 程序内存ROM 寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM 地址长度：16位 作用：存放程序及程序运行时所需的常数。 七个具有特殊含义的单元是： 0000H ——系统复位，PC指向此处； 0003H ——外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口
0013H ——外中断1入口 001BH —— T1溢出中断入口 0023H ——串口中断入口 002BH —— T2溢出中断入口 内部数据存储器RAM 物理上分为两大区：00H ~ 7FH即128B内RAM 和SFR区。 作用：作数据缓冲器用。 下图是8051单片机存储器的空间结构图 程序存储器 一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设
计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。 MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的端必须接地。强制CPU从外部程序存储器读取程序。对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。 当=1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。 当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意： 其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H 单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。 另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H—000AH 外部中断0中断地址区。 000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。
第7章 存储器分层体系结构 复习要点
第7章存储器分层体系结构复习要点 一、存储器概述和存储器芯片 1. 熟悉随机存取存储器、顺序存取存储器、直接存取存储器、相联存储器、只读存储器、读写存储器、非易失（不挥发）性存储器、易失（挥发）性存储器、静态存储器、动态存储器这些名称的含义。这些类型的存储器在计算机的层次结构存储系统中 按工作性质/存取方式分类： 随机存取存储器(RAM) ：每个单元读写时间一样，且与各单元所在位置无关。如：内存。（注：原意主要强调地址译码时间相同。现在的DRAM芯片采用行缓冲，因而可能因为位置不同而使访问时间有所差别。） 顺序存取存储器(SAM)：数据按顺序从存储载体的始端读出或写入，因而存取时间的长短与信息所在位置有关。例如：磁带。 直接存取存储器(DAM)：直接定位到读写数据块，在读写数据块时按顺序进行。如磁盘。相联存储器（AM/CAM)：按内容检索到存储位置进行读写。例如：快表。 按信息的可更改性分类: 读写存储器（Read / Write Memory)：可读可写。 只读存储器（Read Only Memory)：只能读不能写。 按断电后信息的可保存性分类： 非易失（不挥发）性存储器(Nonvolatile Memory) 信息可一直保留，不需电源维持。（如：ROM、磁表面存储器、光存储器等） 易失（挥发）性存储器(Volatile Memory) 电源关闭时信息自动丢失。（如：RAM、Cache）按功能/容量/速度/所在位置分类： 寄存器(Register)封装在CPU内，用于存放当前正在执行的指令和使用的数据；用触发器
实现，速度快，容量小（几~几十个）。 高速缓存(Cache)位于CPU内部或附近，用来存放当前要执行的局部程序段和数据；用SRAM实现，速度可与CPU匹配，容量小（几MB）。 内存储器MM（主存储器Main (Primary) Memory）位于CPU之外，用来存放已被启动的程序及所用的数据；用DRAM实现，速度较快，容量较大（几GB）。 外存储器AM (辅助存储器Auxiliary / Secondary Storage)位于主机之外，用来存放暂不运行的程序、数据或存档文件；用磁表面或光存储器实现，容量大而速度慢。 2. 层次结构存储系统中的寄存器、高速缓存、内存(主存)、外存它们所在的位置、工作速度、存储容量、成本等的相对大小和大致的数量级。这些存储器和前述各类存储器之间的对应关系。 3. 静态存储器和动态存储器的基本工作机制；动态存储器刷新的概念，按行刷新的含义。最大刷新周期的确定的依据是什么。DRAM的集中刷新、分散刷新和异步刷新的刷新操作与正常访存分别是如何安排的？ 4. 了解SDRAM芯片中的突发传输方式 二、存储器容量的扩展及其与CPU的连接 1. 位扩展、字扩展、字位扩展方式，系统存储容量的计算，芯片数的计算，这几种扩展方式下的芯片(组)与片选信号的地址线分配，各芯片(组)的地址范围的计算、划分。片选信号用地址信号表示的逻辑表达式。 三、高速缓冲存储器(cache) 1. 直接映射、全相联映射、组相联映射三种方式映射关系；三种方式下的主存地址与cache 的行、内容之间的对应关系；cache容量的计算方法，注意区分数据区、标记、有效位。 2. CPU对cache的访问时，直接映射采用的是按地址进行查找的方法，而全相联映射采用
存储器分类
内存的种类是非常多的，从能否写入的角度来分，就可以分为RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)这两大类。每一类别里面有分别有许多种类的内存。 一、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)
RAM的特点是：电脑开机时，操作系统和应用程序的所有正在运行的数据和程序都会放置其中，并且随时可以对存放在里面的数据进行修改和存取。它的工作需要由持续的电力提供，一旦系统断电，存放在里面的所有数据和程序都会自动清空掉，并且再也无法恢复。 根据组成元件的不同，RAM内存又分为以下十八种： 01.DRAM（Dynamic RAM，动态随机存取存储器）： 这是最普通的RAM，一个电子管与一个电容器组成一个位存储单元，DRAM 将每个内存位作为一个电荷保存在位存储单元中，用电容的充放电来做储存动作，但因电容本身有漏电问题，因此必须每几微秒就要刷新一次，否则数据会丢失。存取时间和放电时间一致，约为2~4ms。因为成本比较便宜，通常都用作计算机内的主存储器。 02.SRAM（Static RAM，静态随机存取存储器）
静态，指的是内存里面的数据可以长驻其中而不需要随时进行存取。每6颗电子管组成一个位存储单元，因为没有电容器，因此无须不断充电即可正常运作，因此它可以比一般的动态随机处理内存处理速度更快更稳定，往往用来做高速缓存。 03.VRAM（Video RAM，视频内存） 它的主要功能是将显卡的视频数据输出到数模转换器中，有效降低绘图显示芯片的工作负担。它采用双数据口设计，其中一个数据口是并行式的数据输出入口，另一个是串行式的数据输出口。多用于高级显卡中的高档内存。 04.FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM，快速页切换模式动态随机存取存储器） 改良版的DRAM，大多数为72Pin或30Pin的模块。传统的DRAM在存取一个BIT的数据时，必须送出行地址和列地址各一次才能读写数据。而FRM DRAM 在触发了行地址后，如果CPU需要的地址在同一行内，则可以连续输出列地址
ARM存储器结构
ARM存储器结构 ARM存储器：片内Flash、片内静态RAM、片外存储器 映射就是一一对应的意思。重映射就是重新分配这种一一对应的关系。 我们可以把存储器看成一个具有输出和输入口的黑盒子。输入量是地址，输出的是对应地址上存储的数据。当然这个黑盒子是由很复杂的半导体电路实现的，具体的实现的方式我们现在不管。存储单位一般是字节。这样，每个字节的存储单元对应一个地址，当一个合法地址从存储器的地址总线输入后，该地址对应的存储单元上存储的数据就会出现在数据总线上面。 普通的单片机把可执行代码和数据存放到存储器中。单片机中的CPU从储器中取指令代码和数据。其中存储器中每个物理存储单元与其地址是一一对应而且是不可变的,UGG boots。 而ARM比较复杂，ARM芯片与普通单片机在存储器地址方面的不同在于：ARM芯片中有些物理存储单元的地址可以根据设置变换。就是说一个物理存储单元现在对应一个地址，经过设置以后，这个存储单元就对应了另外一个地址了（这就是后面要说的重新映射）。例如将0x00000000地址上的存储单元映射到新的地址0x00000007上。CPU存取0x00000007就是存取0x00000000上的物理存储单元。（随便举的例子为了说明道理，没有实际意义） 存储器重新映射（Memory Re-Map） 存储器重新映射是将复位后用户可见的存储器中部分区域，再次映射到其他的地址上。 存储器重新映射包括两个方面：1、Boot Block重新映射（关于Boot Block的相关内容看我博客中的另一篇文章）。2、异常（中断）向量重新映射 Boot Block重新映射：本来Boot Block在片内Flash的最高8KB，但是为了与将来期间相兼容，生产商为了产品的升级换代，在新型芯片中增加内部Flash容量时，不至于因为位于Flash高端的Boot Block的地址发生了变化而改写其代码，整个Boot Block都要被重新映射到内部存储器空间的顶部，即片内RAM的最高8KB。（地址为： 0x7FFFE000~0x7FFFFFFF） 异常（中断）向量重新映射：本来中断向量表在片内Flash的最低32字节，重新映射时要把这32个字节再加上其后的32个字节(后面这32个字节是存放快速中断IRQ的服务程序的)共64个字节重新映射(地址为：0x00000000~0x0000003F)重新映射到的地方有三个：内部Flash高端的64字节空间、内部RAM低端的64字节空间和外部RAM低端的64字节空间，再加上原来的内部Flash低端的64字节空间，异常向量一共可以在四个地方出现。为了对存储器映射进行控制，处理器设置了存储器映射控制寄存器MEMMAP，其控制格式如下图所示：
存储器结构
第四章存储器结构 4．3 存储器容量扩展 微机系统中主存储器通常由若干存储芯片及相应的存储控制组织而成，并通过存储总线(数据总线、地址总线和控制总线)与CPU及其他部件相联系，以实现数据信息、控制信息的传输。由于存储器芯片的容量有限，实际应用中对存储器的字长和位长都会有扩展的要求。 一、存储器字扩展 *字扩展是沿存储字向扩展，而存储字的 位数不变。 *字扩展时，将多个芯片的所有地址输入 端、数据端、读／写控制线分别并联 在一起，而各自的片选信号线则单独 处理。 *4块内存芯片的空间分配为： 第一片，0000H-3FFFH 第二片，4000H-7FFFH 第三片，8000H-BFFFH 第四片，C000H-FFFFH 二、存储器位扩展 *存储器位扩展是沿存储字的位向扩展， 而存储器的字数与芯片的字数相同。 *位扩展时 将多个芯片的所有地址输入端都连接 在一起； 而数据端则是各自独立与数据总线连 接，每片表示一位 *片选信号线则同时选中多块芯片，这些 被选中的芯片组成了一个完整的存储 字。
三、存储器位字扩展 *存储器需要按位向和字向同时扩展，称存储器位字扩展 *对于容量为 M×N 位的存储器，若使用 L×K 位的存储芯片， 那么，这个存储器所需的芯片数量为：(M/L)×(N/K) 块。 P160图4-3-3表示了一个用2114芯片构成的4KB存储器。如下图： *2114芯片是1K×4R 芯片 *用2块2114芯片构成1组（1K×4×2=1K×8） *再有4组构成4K×8（1K×8×4）位的存储器 *共计需用8块2114芯片 这4个组的选择： *使用A0和A11作地址线：经译码后选择4个分组 *使用A0～A9作为组内的寻址信号 *数据总线为D0～D7 ◆存储器容量的扩展方法总结： 字扩展（将多个芯片的所有地址输入端、数据端、读/写控制线分别都连接在一起，选片信号单独处理） 位扩展（数据线独立处理，选片信号选中多块芯片） 字位扩展（分组，每组又有多个芯片），见（PAGE 161）
计算机系统结构 第三章(习题解答)
1. 什么是存储系统？对于一个由两个存储器M 1和M 2构成的存储系统，假设 M1的命中率为h ，两个存储器的存储容量分别为s 1和s 2，存取时间分别为t 1和t 2，每千字节的成本分别为c 1和c 2。 ⑴ 在什么条件下，整个存储系统的每千字节平均成本会接近于c 2？ ⑵ 该存储系统的等效存取时间t a 是多少？ ⑶ 假设两层存储器的速度比r=t 2/t 1，并令e=t 1/t a 为存储系统的访问效率。试以 r 和命中率h 来表示访问效率e 。 ⑷ 如果r=100，为使访问效率e>0.95，要求命中率h 是多少？ ⑸ 对于⑷中的命中率实际上很难达到，假设实际的命中率只能达到0.96。现在 采用一种缓冲技术来解决这个问题。当访问M 1不命中时，把包括被访问数据在内的一个数据块都从M 2取到M 1中，并假设被取到M 1中的每个数据平均可以被重复访问5次。请设计缓冲深度（即每次从M 2取到M 1中的数据块的大小）。 答： ⑴ 整个存储系统的每千字节平均成本为： 12 s 1s 2c 2s 1 s 1c 2 s 1s 2 s 2c 1s 1c c ++? = +?+?= 不难看出：当s1/s2非常小的时候，上式的值约等于c2。即：s2>>s1时，整个存 储器系统的每千字节平均成本会接近于c2。 ⑵ 存储系统的等效存取时间t a 为： 2t )h 1(1t h t a ?-+?= ⑶ r )h 1(h 1t )h 1(t h t t t e 211a 1?-+=?-+?== ⑷ 将数值代入上式可以算得：h>99.95% ⑸ 通过缓冲的方法，我们需要将命中率从0.96提高到0.9995。假设对存储器的访问次数为5，缓冲块的大小为m 。那么，不命中率减小到原来的1/5m ，列出
存储器是计算机的主要组成部件
存储器是计算机的主要组成部件，它主要是用来存储信息的。存储器的类型有很多，按存储介质分为半导体存储器、磁存储器和光存储器。半导体存储器芯片内包含大量的存储单元，每个存储单元都有唯一的地址代码加以区分，并能存储一位二进制信息。本章只讨论半导体存储器。 一、存储器的分类： 1.按工作方式不同：分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两大类。 2.按制造工艺不同：RAM、ROM又可分为双极型半导体存储器和单极型MOS存储器。 MOS型RAM又可分为静态RAM和动态RAM两种。RAM中任何存储单元的内容均能被随机存取。它的特点是存取速度快，一般用作计算机的主存。 ROM中的内容是在专门的条件下写入的，信息一旦写入就不能或不易修改。根据信息的写入方式不同，ROM可以分为掩膜ROM、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）和电可擦除可编程ROM（E2PROM）四种。在正常工作时，信息只能读出不能写入，通常用于存放固定信息。 掩膜ROM中的内容是在出厂前已写好的,用户不能
改写；PROM可由用户以专用设备将信息写入一次，写后不能改变；EPROM可由用户以专用设备将信息写入，然后用紫外线照射擦除信息；E2PROM采用电气方法擦除信息。 半导体存储器的分类情况如图5-1所示。 二、随机存取存储器(RAM) RAM既可向指定单元写入信息又可从指定单元读出信息,且读写时间与信息所处位置无关。RAM根据制造工艺的不同可分为双极型RAM和MOS型RAM，双极型RAM较MOS型RAM来说，速度高、功耗大、集成度低。在断电后，RAM中信息将消失。 1.随机存取存储器（RAM）的结构 RAM的一般结构形式包括存储矩阵、地址译码器和读写控制器三部分，并通过数据输入/输出线，地址
计算机存储器概述
计算机存储器概述 位(bit)是二进制数的最基本单位，也是存储器存储信息的最小单位，8位二进制数称为一个字节(byte)。当一个数作为一个整体存入或取出时，这个数叫做存储字。存储字可以是一个字节，也可以是若干个字节。若干个忆记单元组成一个存储单元，大量的存储单元的集合组成一个存储体(MemoryBank)。 为了区分存储体内的存储单元，必须将它们逐一进行编号，称为地址。地址与存储单元之间一一对应，且是存储单元的唯一标志。应注意存储单元的地址和它里面存放的内容完全是两回事。 存储器在计算机中处于不同的位置，可分为主存储器和辅助存储器。在主机内部，直接与CPU交换信息的存储器称主存储器或内存储器。在执行期间，程序的数据放在主存储器内，各个存储单元的内容可通过指令随机访问，这样的存储器称为随机存取存储器(RAM)。另一种存储器叫只读存储器(ROM)，里面存放一次性写入的程序或数据，仅能随机读出。RAM和ROM共同分享主存储器的地址空间。 因于结构、价格原因，主存储器的容量受限。为满足计算的需要而采用了大容量的辅助存储器或称外存储器，如磁盘、光盘等。 存储器的主要技术指标 存储器的特性由它的技术参数来描述。 一、存储容量：存储器可以容纳的二进制信息量称为存储容量。主存储器的容量是指用地址寄存器(MAR)产生的地址能访问的存储单元的数量。如N位字长的MAR能够编址最多达2N个存储单元。一般主存储器(内存)容量在几十K到几M字节左右；辅助存储器(外存)在几百K到几千M字节。 二、存储周期：存储器的两个基本操作为读出与写入，是指将信息在存储单元与存储寄存器(MDR)之间进行读写。存储器从接收读出命令到被读出信息稳定在MDR的输出端为止的时间间隔，称为取数时间TA；两次独立的存取操作之间所需的最短时间称为存储周期TMC。半导体存储器的存储周期一般为100ns-200ns。 三、存储器的可靠性：存储器的可靠性用平均故障间隔时间MTBF来衡量。MTBF可以理解为两次故障之间的平均时间间隔。MTBF越长，表示可靠性越高，即保持正确工作能力越强。 四、性能价格比：性能主要包括存储器容量、存储周期和可靠性三项内容。性能价格比是一个综合性指标，对于不同的存储器有不同的要求。对于外存储器，要求容量极大，而对缓冲存储器则要求速度非常快，容量不一定大。因此性能/价格比是评价整个存储器系统很重要的指标。(俞欣)
C8051F410存储器体系结构
C8051F410存储器体系结构 Xxx （xxx.xxx） 摘要：存储器是单片机的一个重要组成部分，存储器中每个存储单元可存放一个八位二进制信息，通常用两位16进制数来表示。其中着重介绍了各个存储器的概念、结构、寻址范围及作用。本文分为七部分，其中主要内容是介绍了C8051F410存储器的各个体系结构，让我们能够更进一步的了解。这样可以使我们能够更加熟练、有效的运用C8051F410。 关键词：C8051F410 存储器寻址范围程序 C8051F410 Memory architecture xxx (xxx.xxx) Abstract Memory is an important part of SCM，the memory of each memory cell can be stored in a eight bit binary information,usually two 16 hexadecimal numbers.Among the highlights of the various memory concepts、structure、addressing range and effect.This paper is divided into seven parts,the main content is presented the system structure of the C8051F410 memory,so that we can further understand then.This can enable us to be more skilled, effective use of C8051F410. Key words: C8051F410 Memory Addressing range Program 一存储器的存储空间 （一）介绍 C8051F410单片机在物理结构上有四个存储空间：1、片内程序存储器2、片外程序存储器3、片内数据存储器4、片外数据存储器。在逻辑上，从用户的角度上，C8051F410单片机有三个存储空间：1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC）2、256B 的片内数据存储器的地址空间（MOV）3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX）。在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令，以产生不同的存储器空间的选通信号。（二）程序内存ROM 寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址内部ROM；EA = 0，寻址外部ROM 地址长度：16位 作用：存放程序及程序运行时所需的常数。 七个具有特殊含义的单元是： 0000H ——系统复位，PC指向此处； 0003H ——外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口 0013H ——外中断1入口 001BH —— T1溢出中断入口 0023H ——串口中断入口 002BH ---- T2溢出中断入口
计算机存储器的种类和特点
计算机存储器的种类和特点 一、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器) RAM的特点是：电脑开机时，操作系统和应用程序的所有正在运行的数据和程序都会放置其中，并且随时可以对存放在里面的数据进行修改和存取。它的工作需要由持续的电力提供，一旦系统断电，存放在里面的所有数据和程序都会自动清空掉，并且再也无法恢复。 根据组成元件的不同，RAM内存又分为以下十八种： 01.DRAM（Dynamic RAM，动态随机存取存储器） 这是最普通的RAM，一个电子管与一个电容器组成一个位存储单元，DRAM将每个内存位作为一个电荷保存在位存储单元中，用电容的充放电来做储存动作，但因电容本身有漏电问题，因此必须每几微秒就要刷新一次，否则数据会丢失。存取时间和放电时间一致，约为 2~4ms。因为成本比较便宜，通常都用作计算机内的主存储器。 02.SRAM（Static RAM，静态随机存取存储器） 静态，指的是内存里面的数据可以长驻其中而不需要随时进行存取。每6颗电子管组成一个位存储单元，因为没有电容器，因此无须不断充电即可正常运作，因此它可以比一般的动态随机处理内存处理速度更快更稳定，往往用来做高速缓存。 03.VRAM（Video RAM，视频内存） 它的主要功能是将显卡的视频数据输出到数模转换器中，有效降低绘图显示芯片的工作负担。它采用双数据口设计，其中一个数据口是并行式的数据输出入口，另一个是串行式的数据输出口。多用于高级显卡中的高档内存。 04.FPM DRAM（Fast Page Mode DRAM，快速页切换模式动态随机存取存储器） 改良版的DRAM，大多数为72Pin或30Pin的模块。传统的DRAM在存取一个BIT的数据时，必须送出行地址和列地址各一次才能读写数据。而FRM DRAM在触发了行地址后，如果CPU 需要的地址在同一行内，则可以连续输出列地址而不必再输出行地址了。由于一般的程序和数据在内存中排列的地址是连续的，这种情况下输出行地址后连续输出列地址就可以得到所需要的数据。FPM将记忆体内部隔成许多页数Pages，从512B到数KB不等，在读取一连续区域内的数据时，就可以通过快速页切换模式来直接读取各page内的资料，从而大大提高读取速度。在96年以前，在486时代和PENTIUM时代的初期，FPM DRAM被大量使用。 05.EDO DRAM（Extended Data Out DRAM，延伸数据输出动态随机存取存储器）
计算机中的存储器
计算机中的存储器（主存，内存，外存） 在计算机的组成结构中，有一个很重要的部分，就是存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件，对于计算机来说，有了存储器，才有记忆功能，才能保证正常工作。存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD 等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件，是CPU直接与之沟通，并用其存储数据的部件，存放当前正在使用的（即执行中）的数据和程序，它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数据存储功能的集成电路，内存只用于暂时存放程序和数据，一旦关闭电源或发生断电，其中的程序和数据就会丢失。 RAM和ROM是啥意思 ROM是只读内存（Read-Only Memory）的简称，是一种只能读出事先所存数据的固态半导体存储器。其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或删除。通常用在不需经常变更资料的电子或电脑系统中，资料并且不会因为电源关闭而消失。 RAM（random access memory）随机存储器。存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。按照存储信息的不同，随机存储器又分为静态随机存储器（Static RAM,SRAM)和动态随机存储器（Dynamic RAM,DRAM)。 ram是数据缓存即运行内存，电脑的内存条；rom是数据存储即文件存储用，电脑的硬盘。 RAM：随机存储器，一般是指内存 ROM：只能读取资料的内存，一般是指主板bios或者显卡bios。 主板BIOS：计算机用户在使用计算机的过程中，都会接触到BIOS，它在计算机系统中起着非常重要的作用。一块主板性能优越与否，很大程度上取决于主板上的BIOS管理功能是否先进。 BIOS（Basic Input/Output System，基本输入输出系统）全称是ROM－BIOS，是只读存储器基本输入／输出系统的简写，它实际是一组被固化到电脑中，为电脑提供最低级最直
第7章 微型计算机存储器习题参考答案
第七章习题及答案 7.1 一个微机系统中通常有哪几级存储器？它们各起什么作用？性能上有什么特点？ 答：一个微机系统中通常有3级存储器结构：高速缓冲存储器、内存储器和辅助存储器。 高速缓冲存储器简称快存，是一种高速、小容量存储器，临时存放指令和数据，以提高处理速度。 内存存取速度快，CPU可直接对它进行访问，用来存放计算机运行期间的大量程序和数据。 辅存存储容量大，价格低，CPU不能直接进行访问，通常用来存放系统程序、大型文件及数据库等。 7.2 半导体存储器分为哪两大类？随机存取存储器由哪几个部分组成？ 答：根据存取方式的不同，半导体存储器可分为随机存取存储器RAM和只读存储器ROM 两类。其中随机存取存储器主要由地址译码电路、存储体、三态数据缓冲器和控制逻辑组成。 7.3 什么是SRAM，DRAM，ROM，PROM，EPROM和EEPROM？ 答：SRAM：静态随机存取存储器；DRAM：动态随机存取存储器；ROM：掩膜只读存储器；PROM：可编程的只读存储器；EPROM：可擦除可编程只读存储器；EEPROM：用电可擦除可编程只读存储器。 7.4 常用的存储器片选控制方法有哪几种？它们各有什么优缺点？ 答：常用的存储器片选控制译码方法有线选法、全译码法和部分译码法。 线选法：当存储器容量不大、所使用的存储芯片数量不多、而CPU寻址空间远远大于存储器容量时，可用高位地址线直接作为存储芯片的片选信号，每一根地址线选通一块芯片，这种方法称为线选法。直观简单，但存在地址空间重叠问题。 全译码法：除了将低位地址总线直接与各芯片的地址线相连接之外，其余高位地址总线全部经译码后作为各芯片的片选信号。采用全译码法时，存储器的地址是连续的且唯一确定，即无地址间断和地址重叠现象。 部分译码法：将高位地址线中的一部分进行译码，产生片选信号。该方法常用于不需要全部地址空间的寻址、采用线选法地址线又不够用的情况。采用部分译码法存在地址空间重叠的问题。 7.5 动态RAM为什么要进行定时刷新？EPROM存储器芯片在没有写入信息时，各个单元的内容是什么？ 答：DRAM的基本存储电路利用电容存储电荷的原理来保存信息，由于电容上的电荷会逐渐泄漏，因此对DRAM必须定时进行刷新，使泄漏的电荷得到补充。 EPROM存储器芯片在没有写入信息时，各个单元的内容是1。 7.6 某SRAM的单元中存放有一个数据如5AH，CPU将它读取后，该单元的内容是什么？答：5AH。 7.7 下列ROM芯片各需要多少个地址输入端？多少个数据输出端？ （1）16×4位（2）32×8位
冯诺依曼体系计算机存储器体系的瓶颈及发展
冯·诺依曼体系计算机存储器体系的瓶颈及发展 ——计算机类王一之摘要： 冯·诺依曼体系结构是目前应用最广泛的计算机体系结构，从1949年的EDVAC （Electronic Discrete variable Automatic Compute电子离散变量计算机）到如今几乎所有的商用计算机，历经半个多世纪，计算机制造技术发生了巨大变化，但冯·诺依曼体系结构仍 然沿用至今，可见其优越性。而其中储存器在该体系中有着至关重要的作用。本文就存储器对于冯·诺依曼体系结构的影响以及该体系的未来发展展开讨论。 0 引言： 美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1946年提出存储程序原理，把程序本身当作数据来对待，程序和该程序处理的数据用同样的方式储存。冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼理论的要点是：计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。人们把冯·诺依曼的这个理论称 为冯·诺依曼体系结构。①这个体系中，以二进制表示数据，计算机运把要执行的程序和处理的数据首先存入主存储器（即内存），在执行程序时，按顺序从主存储器中取出指令一条一条地执行。计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。其最大特点便是将指令和数据都放在储存器中，那么储存器的作用便尤为重要。随着半导体技术的发展，以其为基础的储存器也随之高速发展，然而计算机其它部件（如运算器）发展的速度已经超过了储存器的发展速度，并且还有着不断拉开差距的趋势，而储存器的发展似乎即将到达瓶颈。现今储存器中信息传输速度的瓶颈成为了该体系计算机的瓶颈。本文将讨论这种瓶颈的原因以及对未来计算机发展的思考。 1 冯·诺依曼体系计算机的储存器体系 冯·诺依曼体系计算机中的储存器最粗略的可分为两种，即只读存储器(Read-only Memory，ROM)和随机存取存储器(Random-access Memory, RAM)。ROM属于非易失性存储器，即使电源断电，ROM中存储的数据也不会消失。而RAM属于易失性存储器,一旦电 源断电，RAM中存储的数据就会随之消失。其中RAM的速度快，但容量小，可跟随处理器实时运算。而ROM速度慢，但容量大，用于大量储存数据。 更加详细地，存储器可分为下图中的七种，由上至下速度更慢，容量更大，价格更便宜。寄存器（Register）是最接近运算器的储存器，由触发器和锁存器及其他门电路构成，其响应速度可达1ns，相应的，容量只有几百比特（如8086寄存器包含14个16位寄存器，仅有224bit的容量）。主存（DRAM）即我们生活中所说的内存，它的作用主要是用来暂时存放需要在CPU中进行运算的数据，以及与各种外部存储设备交换数据。在计算机运行中，CPU把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后再将结果传送出来。其容量有 几GB，响应速度则超出了100ns。为了弥补主存与寄存器间的巨大差异，高速缓冲存储器（Cache）诞生了。它是存在于主存与CPU之间的一级存储器，由静态存储芯片(SRAM)组成，容量比较小但速度比主存高得多，在计算机存储系统的层次结构中，是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。为了提升效率，现今多数CPU拥有三级高速缓存， 如intel的i7-7700HQ有着256KB L1缓存，1MB L2缓存以及6MB L3缓存）。CPU会首先在L1高速缓存中寻找数据，若未找到，则在L2中寻找，之后在L3中寻找，只有高速缓冲存 储器不含有所需数据时，CPU才会访问主存。这极大的提升了CPU的运行效率。剩余的两种存储器都属于非易失性存储器，本地存储有硬盘，光盘，U盘等，可以储存多达TB级量的数据，速度相比RAM极大的下降，目前最快的固态硬盘也只能达到3-4GB/s的读写速度，
ROM存储器内涵EPROM2716存储器的介绍
课 堂 教 学 实 施 方 案 课 题：只读存储器ROM 、主存储器的设计 5.3 只读存储器ROM 指在微机系统的在线运行过程中，只能对其进行读操作，而不能进行写操作的一类存储器，在不断发展变化的过程中，ROM 器件也产生了掩模ROM 、PROM 、EPROM 、EEPROM 等各种不同类型。 一、掩模ROM 如图4-11所示，是一个简单的4×4位的MOS ROM 存储阵列，采用单译码方式。这时，有两位地址输入，经译码后，输出四条字选择线，每条字选择线选中一个字，此时位线的输出即为这个字的每一位。 此时，若有管子与其相连（如位线1和位线4），则相应的MOS 管就导通，这些位线的输出就是低电表平，表示逻辑“0”；而没有管子与其相连的位线（如位线2和位线3），则输出就是高电平，表示逻辑“1”。 二、可编程的ROM 掩模ROM 的存储单元在生产完成之后，其所保存的信息就已经固定下来了， 这给使用者带来了不便。为了解决这个矛盾，设计制造了一种可由用户通过简易设备写入信息 的ROM 器件，即可编程的ROM ，又称为PROM 。 PROM 的类型有多种，我们以二极管破坏型PROM 为例来说明其存储原理。 这种PROM 存储器在出厂时，存储体中每条字线和位线的交叉处都是两个反向串联的二极管的PN 结，字线与位线之间不导通，此时，意味着该存储器中所有的存储内容均为“1”。如果用户需要写入程序，则要通过专门的PROM 写入电路，产生足够大的电流把要写入“1”的那个存储位上的二极管击穿，造成这个PN 结短路，只剩下顺向的二极管跨连字线和位线，这时，此位就意味着写入了“1”。读出的操作同掩模ROM 。 除此之外，还有一种熔丝式PROM ，用户编程时，靠专用写入电路产生脉冲电流，来烧断 P + P + A l S i O 2S D 浮空多 晶硅栅 N 基体 字线 EPROM (a) (b) 位线
计算机理论基础试题
计算机基础知识试题 1、CPU的主要功能是进行（）。 A、算术运算 B、逻辑运算 C、算术逻辑运算 D、算术逻辑运算与全机的控制 答：D 分析：中央处理器（CPU），它包括运算器和控制器，其中运算器完成各种运算任务（包括算术运算与逻辑运算两大类），控制器根据指令的内容产生指挥其他硬件部件直辖市工作的控制信号。所以正确答D。 2、CPU能直接访问的存储部件是（）。 A、软盘 B、硬盘 C、内存 D、光盘 答：C 分析：内存与外存有一个重要区别：内存能够被CPU直接访问，而外存的信息只能由CPU 通过输入输出操作来存取，不能与CPU直接交换信息。所以，当前CPU正在执行的程序、正在处理的数据都存在内存里，外存上保存的程序、数据只有先调入内存，才能再被CPU 访问。换句话说，内存是工作存储器，外存是后备性的存储器，是内存的扩充与备份。内、外存组成这样一种层次结构，在存取速度、容量、价革几方面实现了合理的配合。本题正确答是C。 3、如果一个存储单元存放一个字节，那么一个64KB的存储单元共有（）个存储单元，用十六进制的地址码则编号为0000~（）。 A、64000 B、65536 C、10000H D、0FFFFH 答：依次为B和D 分析：存储器的容量是指它能存放多少个字节的二进制信息，1KB代表1024个字节，64KB 就是65536个字节。内存储器是由若个存储单元组成的，每个单元有一个唯一的序号以便识别，这个序号称为地址。通常一个存储单元存放一个字节，那么总共就有65536个存储单元。要有65536个地址，从0号编起，最末一个地址号为65536-1=65535，即十六进制FFFF。所以本题的两个正确答依次为B和D。注意地址的编号都从0开始，因此最高地址等于总个数减1。 4、计算机中访问速度最快的存储器是（）。 A、RAM B、Cache C、光盘 D、硬盘 答：B 分析：在微机存储器的层次结构里，内存、外存是两大层次，而内存又可分为高速缓冲存储器（Cache）和主存。主存是内存的主体，Cache也用半导体电路构成，访问速度很高，但容量很小，有的甚至就做在CPU芯片内，所以严格地说，Cache只起一个缓冲器的作用，其中保存着最近一段时间内刚刚从内存读来的信息。每当CPU要访问内存时，将先到Cache 中查找，如果没有再到主存中去做实际的访问操作。所以，存取速度最高的是Cache，其次是主存（如果没有Cache则最高的就是主存）。所以本题的正确答是B。 5、通常所说的CPU芯片包括（）。 A、控制器、运算器和寄存器组 B、控制器、运算器和内存储器 C、内存储器和运算器 D、控制器和内存储器 答：A 分析：CPU芯片是微机硬件系统的核心，又称微处理器芯片，其中包括控制器、运算器和寄存器组。注意：CPU不仅包括控制器和运算器，而且包括寄存器组。寄存器组是CPU内部的一些存储单元，例如，存储程序运行状态的状态寄存器，存储正在运行指令的指令寄存器，存储将要执行的下一条指令地址的程序计数器，存储参与运算的数据及运算结果的累加
51单片机存储器结构介绍
MCS-51单片机存储器结构 从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间： 1、片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间（MOVC） 2、256B的片内数据存储器的地址空间（MOV） 3、以及64K片外数据存储器的地址空间（MOVX） 在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令，以产生不同的存储器空间的选通信号。 【程序内存ROM】 寻址范围：0000H ~ FFFFH 容量64KB EA = 1，寻址内部ROM； EA = 0，寻址外部ROM 地址长度：16位 作用：存放程序及程序运行时所需的常数。 七个具有特殊含义的单元是： 0000H ——系统复位，PC指向此处； 0003H ——外部中断0入口 000BH —— T0溢出中断入口 0013H ——外中断1入口 001BH —— T1溢出中断入口 0023H ——串口中断入口 002BH —— T2溢出中断入口 【内部数据存储器RAM】 物理上分为两大区：00H ~ 7FH（低128单元用户RAM 和高128单元SFR区） 作用：作数据缓冲器用。
一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器（ROM）。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。 MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，它是用于存放用户程序、数据和表格等信息。（对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB，此时单片机的EA端必须接地。强制CPU从外部程序存储器读取程序。）对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的程序存储中读取程序，当PC 值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。 当=1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。 当=0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 8051片内有4kB的程序存储单元，其地址为0000H—0FFFH，单片机启动复位后，程序计数器的内容为0000H，所以系统将从0000H单元开始执行程序。但在程序存储中有些特殊的单元，这在使用中应加以注意： 其中一组特殊是0000H—0002H单元，系统复位后，PC为0000H，单片机从0000H 单元开始执行程序，如果程序不是从0000H单元开始，则应在这三个单元中存放一条无条件转移指令，让CPU直接去执行用户指定的程序。 另一组特殊单元是0003H—002AH，这40个单元各有用途，它们被均匀地分为五段，它们的定义如下： 0003H—000AH 外部中断0中断地址区。 000BH—0012H 定时/计数器0中断地址区。 0013H—001AH 外部中断1中断地址区。 001BH—0022H 定时/计数器1中断地址区。 0023H—002AH 串行中断地址区。 可见以上的40个单元是专门用于存放中断处理程序 的地址单元，中断响应后，按中断的类型，自动转到各 自的中断区去执行程序。从上面可以看出，每个中断服 务程序只有8个字节单元，用8个字节来存放一个中断 服务程序显然是不可能的。因此以上地址单元不能用于 存放程序的其他内容，只能存放中断服务程序。但是通 常情况下，我们是在中断响应的地址区安放一条无条件 转移指令，指向程序存储器的其它真正存放中断服务程 序的空间去执行,这样中断响应后，CPU读到这条转移指 令，便转向其他地方去继续执行中断服务程序。 右图是ROM的地址分配图： 从图中大家可以看到，0000H-0002H，只有三个存储单 元，3个存储单元在我们的程序存放时是存放不了实际意义的程序的，通常我们在实际编写程序时是在这里安排一条ORG指令，通过ORG指令跳转到从0033H开始的用户ROM区域，再来安排我们的程序语言。从0033开始的用户ROM区域用户可以通过ORG指令任意安排，但在应用中应注意，不要超过了实际的存储空间，不然程序就会找不到。