微机原理课件第三章存储器.pptx

微机原理课件第三章存储器目录CONTENTS存储器概述随机存取存储器（RAM）只读存储器（ROM）存储器的扩展存储器的应用01存储器概述存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的硬件设备。定义按照存储介质，存储器可以分为半导体存储器、磁表面存储器和光盘存储器等；按照工作方式，存储器可以分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。分类存储器的定义和分类存储器的容量是指它所能存储的数据量，通常以字节为单位。容量速度可靠性存储器的速度是指它访问数据的快慢程度，通常以存取时间或数据传输率来衡量。存储器的可靠性是指它能够长期稳定地存储数据的能力。030201存储器的技术指标 存储器的发展历程磁芯存储器早期的存储器采用磁芯作为存储介质，具有容量大、可靠性高的优点，但制造成本高、速度慢。半导体存储器随着半导体技术的发展，半导体存储器逐渐取代了磁芯存储器，具有速度快、体积小、功耗低等优点。光盘和磁表面存储器随着数据量的不断增加，光盘和磁表面存储器得到了广泛应用，它们具有容量大、可靠性高、价格低等优点。02随机存取存储器（RAM）速度快，但集成度低，功耗较大，价格高。SRAM（静态随机存取存储器）集成度高，功耗小，价格低，但速度较慢。DRAM（动态随机存取存储器）存储的数据只能读取，不能写入，断电后数据不会丢失。ROM（只读存储器）非易失性存储器，可快速读取和写入数据，但写入次数有限。Flash Memory（闪存）RAM的分类利用双稳态触发器和6个晶体管组成存储单元来存储数据。每个存储单元可以存储1位数据，数据以二进制形式表示。读取数据时，触发器状态发生变化，输出端电平随之变化；写入数据时，通过控制触发器状态来存储数据。SRAM的工作原理利用一个晶体管和一个电容器的组合来存储数据。每个存储单元可以存储1位数据，数据以电荷形式保存在电容器中。读取数据时，通过晶体管控制读取电容器中的电荷，输出端电平随之变化；写入数据时，通过控制电荷的充放电来存储数据。DRAM的工作原理 高速缓冲存储器（Cache）位于CPU和主存之间的高速小容量存储器。由静态随机存取存储器构成，用于存放CPU近期访问过的指令和数据。当CPU需要访问内存时，首先检查所需数据是否在Cache中，若在Cache中则直接从Cache中读取，提高了访问速度。03只读存储器（ROM）掩膜ROM：在制造过程中，将需要的程序以掩膜形式印在ROM上，生产出固定内容的ROM芯片。可编程ROM（PROM）：用户可用编程器将需要的程序写入，但只能写入一次，不能修改。可擦除可编程ROM（EPROM）：通过紫外线照射擦除已写入内容，然后重新写入。电可擦除可编程ROM（EEPROM）：通过电子方式擦除已写入内容，然后重新写入。01020304ROM的分类0102PROM工作原理由于只能写入一次，因此使用前需要预先确定所需程序。PROM使用熔丝作为存储单元，通过电流将熔丝熔断以实现信息的写入。EPROM使用浮栅晶体管作为存储单元，通过紫外线照射擦除已写入内容。写入时，通过编程器提供高电压将电荷注入浮栅，从而实现信息的写入。EPROM工作原理写入和擦除操作都需要通过电子方式实现，因此操作速度较慢。EEPROM具有较高的集成度和可靠性，因此广泛应用于各种嵌入式系统中。EEPROM使用浮栅晶体管作为存储单元，通过电子方式擦除已写入内容。EEPROM工作原理04存储器的扩展总结词位扩展法是通过增加存储器芯片的位数来扩展存储容量的方法。详细描述位扩展法是在原有存储器芯片的基础上，通过增加一个或多个芯片来增加位数，从而实现存储容量的扩展。例如，将两个8位存储器芯片连接在一起，可以形成一个16位存储器。位扩展法总结词字扩展法是通过增加存储器芯片的数量来扩展存储容量的方法。详细描述字扩展法是在原有存储器芯片的基础上，通过增加相同容量的存储器芯片来扩展存储容量。例如，将两个16位存储器芯片连接在一起，可以形成一个32位存储器。字扩展法字位同时扩展法是通过同时增加存储器芯片的位数和数量来扩展存储容量的方法。总结词字位同时扩展法是在原有存储器芯片的基础上，通过增加相同容量的存储器芯片并增加位数来扩展存储容量。例如，将四个8位存储器芯片连接在一起，可以形成一个32位存储器。详细描述字位同时扩展法05存储器的应用010204计算机的内存系统内存是计算机中重要的组成部分，用于存储程序和数据，以便CPU能够快速访问。内存系统通常包括RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）。RAM用于存储当前正在使用的程序和数据，而ROM则用于存储固件、启动程序等。内存系统的性能对计算机的运行速度和效率具有重要影响。03外存储器是计算机中用于长期存储数据的设备，如硬盘、光盘、U盘等。外存储器的访问速度较慢，但它们可以在断电或计算机关闭后保持数据。外存储器的容量通常较大，可以存储大量的数据和程序。外存储器在计算机中的重要性在于它们可以扩展计算机的存储容量，并保护数据的安全。外存储器高速缓冲存储器（Cache）是一种位于CPU和主存之间的存储器，用于提高计算机系统的性能。Cache的作用是存储CPU经常访问的数据，以便CPU可以更快地访问这些数据。当CPU需要访问数据时，它首先会检查Cache中是否包含所需的数据。如果数据在Cache中，CPU可以直接从Cache中读取数据，而不需要访问主存。这样可以大大减少CPU等待数据的时间，提高计算机系统的性能。高速缓冲存储器在CPU和主存之间起什么作用？THANKS感谢您的观看