《存储器系统》PPT课件.ppt

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1、第3章 存储器系统本章重点：理解存储器的分类理解存储器的分类存储器的层次结构：存储器的层次结构：cache、内存、外存。、内存、外存。掌握掌握8086存储器的结构：存储器的物理地址，存储器的结构：存储器的物理地址，逻辑段概念，物理地址的计算。逻辑段概念，物理地址的计算。掌握堆栈与堆栈操作。了解存储器与掌握堆栈与堆栈操作。了解存储器与CPU的的连接及存储芯片的扩展。连接及存储芯片的扩展。3.1 存储器概述3.1.1 存储器的分类存储器的分类 1按存储介质分类按存储介质分类v（1）半导体存储器v（2）磁表面存储器v（3）光存储器 2按存取方式分类按存取方式分类v（1）随机存取存储器RAM（Rand

2、om Access Memory）静态随机存取存储器SRAM 动态随机存取存储器DRAMv（2）只读存储器ROM(Read Only Memory)3.1 存储器概述3按存储器在计算机系统中的作用分类按存储器在计算机系统中的作用分类v（1）主存储器v（2）外存储器v（3）高速缓冲存储器v（4）CMOS存储器4内存条（内存条（DRAM）（1）内存条的分类v SIMM(单列直插内存模块)：分30线和72线两种。v DIMM(双列直插内存模块)：分72线和168线。v RIMM(高速率直插内存模块)：采用184线结构。3.1 存储器概述 （2）主流内存条的类型）主流内存条的类型v SDRAM内存条

3、v DDRSDRAM内存条 v RDRAM内存条 3.1.2 存储器的主要性能指标v存储器的主要性能指标包括：存储容量、存取速度、可靠性及性能价格比。3.1 存储器概述3.1.3 存储系统的层次结构存储系统的层次结构v为了解决存储容量、存取速度和价格之间的矛盾，通常把各种不同存储容量、不同存取速度的存储器，按一定的体系结构组织起来，形成一个统一整体的存储系统。v由高速缓冲存储器、内存储器、外存储器构成的三级存储系统可以分为两个层次，其中高速缓冲存储器和内存间称为Cache-内存层次，内存和外存间称为内存-外存层次。v三级存储系统总的效果是：存取速度接近于Cache水平，存储容量非常之大，整个价

4、格也比较合理。其中快存主要为获取速度，使存取速度能和中央处理器的速度相匹配；辅存追求大容量，以满足对计算机的容量要求；内存则介于两者之间，要求其具有适当的容量，能容纳较多的核心软件和用户程序，还要满足系统对速度的要求。3.2 8086存储器结构3.2.1 存储器的组织存储器的组织v8086/8088系统的存储器空间以字节为单位储存信息。v每个存储单元地址由每个存储单元地址由20位二进制数组成，地址从位二进制数组成，地址从0开始编号，依次增开始编号，依次增1，为了书写方便，用，为了书写方便，用5位十六进位十六进制数表示，其物理地址范围是制数表示，其物理地址范围是00000HFFFFFH，且地址码

5、为无符号数。且地址码为无符号数。v存储器的容量是指存储器所具有的字节数，通常以存储器的容量是指存储器所具有的字节数，通常以210=1024B为基本单位，称为为基本单位，称为1KB。为了表示更大。为了表示更大的容量，也使用的容量，也使用MB(兆字节兆字节)，GB(吉字节吉字节)等为单等为单位，其中：位，其中：v1KB=210B=1024Bv1MB=220B=1024KBv1GB=230B=1024MB存储器存储器的内容的内容存存储储器器的的地地址址物理地址物理地址：取指令：物理地址取指令：物理地址=CS*24+IP 取取OP数：物理地址数：物理地址=DS（ES）*24+偏移量偏移量 堆栈堆栈OP

6、：物理地址：物理地址=SS*24+SP逻辑地址与物理地址逻辑地址与物理地址逻辑地址：逻辑地址：段地址：偏移地址段地址：偏移地址如：如：DS：DAT1返回本章首页返回本章首页v计算机中信息的单位计算机中信息的单位二进制位二进制位BitBit：存储一位二进制数：存储一位二进制数：0 0或或1 1字节字节ByteByte：8 8个二进制位，个二进制位，D D7 7D D0 0字字WordWord：1616位，位，2 2个字节，个字节，D D1515D D0 0双字双字DWordDWord：3232位，位，4 4个字节个字节，D D3131D D0 0v最低有效位最低有效位LSBLSB：数据的最低位，

7、：数据的最低位，D D0 0位位v最高有效位最高有效位MSBMSB：数据的最高位，对应字节、：数据的最高位，对应字节、字、双字分别指字、双字分别指D D7 7、D D1515、D D3131位位数据的存储格式数据的存储格式D7 D000000H78H00001H56H00002H12H00003H34H00004H00005H00006H低地址低地址D7D0字节字节D15D0字字D31D0双字双字每个存储单元都有一个编号；被称每个存储单元都有一个编号；被称为存储器地址为存储器地址每个存储单元存放一个字节的内容每个存储单元存放一个字节的内容0002H0002H单元存放有一个数据单元存放有一个数据

8、34H34H表达为表达为 0002H0002H34H34H多字节数据存放方式多字节数据存放方式v多字节数据在存储器中占多字节数据在存储器中占连续的多个存储单连续的多个存储单元元：存放时，存放时，低字节存入低地址，高字节存入高地低字节存入低地址，高字节存入高地址址；表达时，用它的表达时，用它的低地址表示低地址表示多字节数据占据的多字节数据占据的地址空间。地址空间。图中图中2 2号号“字字”单元的内容为：单元的内容为：0002H=1234H0002H=1234H2 2号号“双字双字”单元的内容为：单元的内容为：0002H=78561234H0002H=78561234H 80 x86处处理理器器采

9、采用用“低低对对低低、高高对对高高”的的存存储储形形式式，被被称称为为“小小端端方方式式Little Endian”。相相 对对 应应 还还 存存 在在“大大 端端 方方 式式 Big Endian”。3.2 8086存储器结构v计算机通过存储单元的地址来访问其内容的。计算机通过存储单元的地址来访问其内容的。80868088CPU是是16位的微处理器，访问时既可以按字位的微处理器，访问时既可以按字节来操作，也可以按字来处理。一个字（即节来操作，也可以按字来处理。一个字（即16位）位）占据连续的两个存储单元。占据连续的两个存储单元。v若将一个字存入存储器，需要遵循若将一个字存入存储器，需要遵循“

10、小端方式小端方式”的的规则，即：规则，即：v 一个字占据两个相邻的存储单元。一个字占据两个相邻的存储单元。v 低位字节存入低地址，高位字节存入高地址。低位字节存入低地址，高位字节存入高地址。v 字的地址由低字节地址来表示，如字字的地址由低字节地址来表示，如字3456H的地的地址号为址号为20000H。v同样，将一个双字存入存储器时，也需要遵循同样，将一个双字存入存储器时，也需要遵循“小小端方式端方式”的规则的规则 3.2 8086存储器结构3.2.2 存储器分段和物理地址的形成存储器分段和物理地址的形成v1分段方法v存储器是计算机的重要组成部分，当要访问某个存储单元时，首先必须获得该单元的物理

11、地址。v于于8086地址总线为地址总线为20条，可寻址的最大内存空间为条，可寻址的最大内存空间为220（1M）字节，其物理地址范围是）字节，其物理地址范围是00000HFFFFFH。在在8086中，中，CPU内部寄存器都是内部寄存器都是16位，直接寻址能力为位，直接寻址能力为216（64KB），地址范围是），地址范围是0000HFFFFH。v80868088又把又把1MB的存储空间划分成若干个逻辑段，逻的存储空间划分成若干个逻辑段，逻辑地址由段基址和偏移地址两部分组成。段的起始单元地址辑地址由段基址和偏移地址两部分组成。段的起始单元地址叫做段基地址叫做段基地址(简称段基址简称段基址)，它为，它

12、为16的整数倍。段基址存放的整数倍。段基址存放于段寄存器于段寄存器CS，DS，SS，ES中。中。v每个逻辑段有相应的每个逻辑段有相应的逻辑地址LA(Logical Address)，表示，表示为：逻辑地址（为：逻辑地址（LA）=段地址：偏移地址（段地址：偏移地址（EA）。）。存储器的分段管理存储器的分段管理v8086CPU8086CPU有有2020条地址线条地址线最大可寻址空间为最大可寻址空间为2 220201MB1MB物理地址范围从物理地址范围从00000H00000HFFFFFHFFFFFHv8086CPU8086CPU将将1MB1MB空间分成许多空间分成许多逻辑段逻辑段（SegmentS

13、egment）每个段最大限制为每个段最大限制为64KB64KB段地址的低段地址的低4 4位为位为0000B0000Bv这样，一个存储单元除具有一个唯一的这样，一个存储单元除具有一个唯一的物理物理地址地址外，还具有多个外，还具有多个逻辑地址逻辑地址物理地址和逻辑地址物理地址和逻辑地址v对应每个物理存储单元都有一个唯一对应每个物理存储单元都有一个唯一的的20位编号，就是物理地址，从位编号，就是物理地址，从00000HFFFFFH。v分段后在用户编程时，采用逻辑地址，分段后在用户编程时，采用逻辑地址，形式为形式为段基地址段基地址:段内偏移地址段内偏移地址分隔符分隔符逻辑地址逻辑地址v段地址说明逻辑段

14、在主存中的起始位置段地址说明逻辑段在主存中的起始位置v8086规定段地址必须是模规定段地址必须是模16地址：地址：xxxx0Hv省略低省略低4位位0000B，段地址就可以用，段地址就可以用16位数据表位数据表示，就能用示，就能用16位段寄存器表达段地址位段寄存器表达段地址v偏移地址说明主存单元距离段起始位置的偏移量偏移地址说明主存单元距离段起始位置的偏移量v每段不超过每段不超过64KB，偏移地址也可用，偏移地址也可用16位数据表位数据表示示物理地址和逻辑地址的转换物理地址和逻辑地址的转换v将逻辑地址中的段地址左移将逻辑地址中的段地址左移4 4位，加上位，加上偏移地址就得到偏移地址就得到2020

15、位物理地址位物理地址v一个物理地址可以有多个逻辑地址一个物理地址可以有多个逻辑地址逻辑地址逻辑地址 1460:1001460:100、1380:F001380:F00物理地址物理地址 14700H 14700H14700H 14700H146014600 0H H 100H 100H14700H14700H138013800 0H H F00H F00H14700H14700H段地址左移段地址左移4 4位位加上偏移地址加上偏移地址得到物理地址得到物理地址段寄存器和逻辑段段寄存器和逻辑段v8086有有4个个16位段寄存器位段寄存器CS（代码段）指明（代码段）指明代码段代码段的起始地址的起始地址S

16、S（堆栈段）指明（堆栈段）指明堆栈段堆栈段的起始地址的起始地址DS（数据段）指明（数据段）指明数据段数据段的起始地址的起始地址ES（附加段）指明（附加段）指明附加段附加段的起始地址的起始地址v每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址，每种逻辑段均有各自的用途址，每种逻辑段均有各自的用途3.2 8086存储器结构v2物理地址的计算v80868088CPU中有一个地址加法器，它将段寄存器提供的段地址自动乘以10H（即左移4位），然后与16位的偏移地址相加，并锁存在物理地址锁存器中，如图所示。如逻辑地址0001H：0010H生成物理地址时，将段地址0001H左移

17、4位为00010H，再与偏移地址0010H相加即可得到物理地址00020H。v20位的物理地址由16位段地址和16位偏移地址合成。3.2 8086存储器结构v物理地址的计算方法如下：物理地址的计算方法如下：v物理地址（物理地址（PA）=段地址段地址10H偏移地址（偏移地址（EA）v也就是说，将段地址左移也就是说，将段地址左移4位再加上偏移地址就形成物理地位再加上偏移地址就形成物理地址。址。v说明：说明：图图v 存储器中的存储单元地址可以使用存储器中的存储单元地址可以使用20位的物理地址表示，位的物理地址表示，也可以使用逻辑地址表示，即使用也可以使用逻辑地址表示，即使用“段地址：偏移地址段地址：

18、偏移地址”的的方式表示。逻辑地址是在程序中使用的，物理地址是由系统方式表示。逻辑地址是在程序中使用的，物理地址是由系统转换自动生成的。转换自动生成的。v 每个内存单元具有惟一的物理地址，但可以使用不同的逻每个内存单元具有惟一的物理地址，但可以使用不同的逻辑地址来描述，例如辑地址来描述，例如0001H：0010H对应唯一的物理地址对应唯一的物理地址00020H，但该物理地址又可以由逻辑地址，但该物理地址又可以由逻辑地址0002：0000H，等来描述。等来描述。v 除非专门指定，一般情况下，各段在存储器中的分配由操除非专门指定，一般情况下，各段在存储器中的分配由操作系统负责。作系统负责。v 段的大

19、小由程序决定，因为使用段的大小由程序决定，因为使用16位偏移地址，所以每位偏移地址，所以每个段不能超过个段不能超过64KB，当然也不一定必须等于，当然也不一定必须等于64KB。16位段位段地址存放在某个段寄存器中。地址存放在某个段寄存器中。3.2 8086存储器结构v例3.2.3：计算下列逻辑地址对应的物理地址。计算下列逻辑地址对应的物理地址。v 2017：000AHv 2010：007AHv 2410：0031Hv分析：逻辑地址是以分析：逻辑地址是以“段地址：偏移地址段地址：偏移地址”的形式表达存储的形式表达存储器地址的，而物理地址由如下公式计算得出：物理地址器地址的，而物理地址由如下公式计

20、算得出：物理地址（PA）=段地址段地址16偏移地址（偏移地址（EA）v解：解：v 物理地址（物理地址（PA）=2017H10H+000AH=2017AHv 物理地址（物理地址（PA）=2010H10H+007AH=2017AHv 物理地址（物理地址（PA）=2410H10H+0021H=24121H3.2 8086存储器结构v3段的种类v8086/088采用分段内存管理机制，允许程序员将程序划分为采用分段内存管理机制，允许程序员将程序划分为相对独立的多个段，这些段各有各的用途。相对独立的多个段，这些段各有各的用途。80868088主主要包括下列要包括下列4种类型的段：种类型的段：v 代码段用来

21、存放正在运行的程序的指令序列。代码段用来存放正在运行的程序的指令序列。v 数据段用来存放当前运行程序所用到的数据。数据段用来存放当前运行程序所用到的数据。v 堆栈段定义作为堆栈使用的内存区域。堆栈是一种数据结堆栈段定义作为堆栈使用的内存区域。堆栈是一种数据结构，它开辟了一个以构，它开辟了一个以后进先出后进先出方式访问的存储区。方式访问的存储区。v 附加段是附加的数据段，它是一个辅助的数据区。附加段是附加的数据段，它是一个辅助的数据区。v例如：取指令时例如：取指令时(CS)=2000H，(IP)=3500H，则被取指令的物，则被取指令的物理地址理地址=(CS)10H+(IP)=20000H+35

22、00H=23500H。v又如：取数时又如：取数时(DS)=1000H，段内偏移地址，段内偏移地址=1000H，则被取，则被取数据的物理地址数据的物理地址=(DS)10H+1000H=10000H+1000H=11000H。3.2 8086存储器结构v3.2.3 堆栈和堆栈操作v1堆栈的概念v堆栈是在存储器中开辟的一个特殊的存储区域，该区域的一端固定(称为固定端)，另一端活动(称为活动端)，且只允许数据从活动端进出。v堆栈中数据的存取也遵循堆栈中数据的存取也遵循“先进后出先进后出”的原则。我的原则。我们把堆栈的活动端称为栈顶，固定端称为栈底。堆们把堆栈的活动端称为栈顶，固定端称为栈底。堆栈是按栈

23、是按先进后出先进后出的原则在内存中组织的。的原则在内存中组织的。v80868088的堆栈的伸展方向是从高地址向低地址。的堆栈的伸展方向是从高地址向低地址。80868088的堆栈操作都是字操作。将一个数据压的堆栈操作都是字操作。将一个数据压入堆栈称为进栈，进栈时入堆栈称为进栈，进栈时SP自动减自动减2，进栈的字就，进栈的字就存放在新增加的两个单元内。把一个数从栈顶弹出存放在新增加的两个单元内。把一个数从栈顶弹出称为出栈，出栈时称为出栈，出栈时SP自动加自动加2，弹出的字是，弹出的字是SP让出让出的两个单元的内容的两个单元的内容.3.2 8086存储器结构v2堆栈操作v它可分为两类操作，分别为进栈

24、和出栈。进栈时是它可分为两类操作，分别为进栈和出栈。进栈时是从高地址到低地址，出栈时是从低地址到高地址。从高地址到低地址，出栈时是从低地址到高地址。进栈操作指令为进栈操作指令为PUSH，出栈操作为，出栈操作为POP，后面章，后面章节会详细介绍。节会详细介绍。v（1）进栈）进栈v把一个数据压入堆栈，称为进栈。将一个数据压入把一个数据压入堆栈，称为进栈。将一个数据压入堆栈的过程是：堆栈的过程是：SP先自动减先自动减2，指出新的栈顶，然，指出新的栈顶，然后再将数据入栈。后再将数据入栈。v例3.2.5：设设AX=1234H，SS=1000H，SP=0040H，将寄存器，将寄存器AX的内容压入堆栈。的内

25、容压入堆栈。v首先首先SP-1，将高字节数据，将高字节数据12H压入压入1000FH单元，单元，然后然后SP再减再减1，将低字节数据，将低字节数据34H压入压入1000EH单元，单元，操作后操作后SP=100EH。3.2 8086存储器结构v（2）出栈）出栈v将一个数据从栈中弹出，称为出栈。弹出的过程是：将一个数据从栈中弹出，称为出栈。弹出的过程是：将数据从栈顶弹出送相应的寄存器单元，再将将数据从栈顶弹出送相应的寄存器单元，再将SP加加2，指示新的栈顶。，指示新的栈顶。v例3.2.6：将堆栈中字单元数据从堆栈中弹出送寄将堆栈中字单元数据从堆栈中弹出送寄存器存器AX中。中。v首先从首先从1000

26、EH单元弹出低字节数据单元弹出低字节数据34H到到AL，把，把SP加加1指向当前栈顶；然后从指向当前栈顶；然后从1000FH单元弹出高字单元弹出高字节数据节数据12H到到AH中，再把中，再把SP加加1指向新的栈顶，操指向新的栈顶，操作后作后SP=10040H。v栈的位置由堆栈段寄存器栈的位置由堆栈段寄存器SS和堆栈指示器和堆栈指示器SP规定。规定。SS负责给出当前堆栈段的基址，负责给出当前堆栈段的基址，SP指示当前堆栈指示当前堆栈段的栈顶的偏移地址。注意这里的基址，是指段的栈顶的偏移地址。注意这里的基址，是指SS的的内容，而非堆栈的栈底。内容，而非堆栈的栈底。8086规定：堆栈的操作数规定：堆

27、栈的操作数字长是字长是16位位.3.2 8086存储器结构v3.2.4 特殊的内存区域v8088/8086系统中，有些内存区域的作用是固定的，系统中，有些内存区域的作用是固定的，用户不能随便使用，如：用户不能随便使用，如：v中断矢量区：00000H003FFH共共1K字节，用以存字节，用以存放放256种中断类型的中断矢量，每个中断矢量占用种中断类型的中断矢量，每个中断矢量占用4个字节，共个字节，共2564=1024=1Kv显示缓冲区：B0000HB0F9FH约约4000（25802）字节，是单色显示器的显示缓冲）字节，是单色显示器的显示缓冲区，存放文本方式下，所显示字符的区，存放文本方式下，所

28、显示字符的ASC码及属码及属性码；性码；B8000HBBF3FH约约16K字节，是彩色显示字节，是彩色显示器的显示缓冲区，存放图形方式下，屏幕显示象素器的显示缓冲区，存放图形方式下，屏幕显示象素的代码。的代码。v启动区：FFFF0HFFFFFH共共16个单元，用以存个单元，用以存放一条无条件转移指令的代码，转移到系统的初始放一条无条件转移指令的代码，转移到系统的初始化部分。化部分。3.3 存储器与CPU的接口v3.3.1 存储器芯片的连接与扩展v1.存储器芯片与CPU的连接v(1)地址线的连接v一般将CPU地址线的低位地址与存储器芯片对应的低位地址相连接。CPU的高位地址线用作存储器芯片扩展，

29、或者其他用途。v(2)数据线的连接v(3)读/写命令线的连接v一般情况下，存储器的读/写命令线可以直接连接到CPU的读/写控制端，通常高电平为读，低电平为写。v注意：v 当CPU和存储器的读、写控制端是分开的，需要单独连接；v 当CPU和存储器的读、写控制端有一个是分开的，另一个是复用的，则需要设计相应的逻辑电路来连接。v(4)片选信号线的连接3.3 存储器与CPU的接口v2.存储器芯片的扩展v存储器芯片扩展的方法有以下两种：存储器芯片扩展的方法有以下两种：v（1）存储器芯片的位扩充v适用场合：存储器芯片的容量满足存储器系统的要求，但其字长小于存适用场合：存储器芯片的容量满足存储器系统的要求，

30、但其字长小于存储器系统的要求。储器系统的要求。例3.3.1：用用1K4的的2114芯片构成芯片构成lK8的存储器系的存储器系统。统。v分析：由于每个芯片的容量为分析：由于每个芯片的容量为1K，故满足存储器系统的容量要求。但由，故满足存储器系统的容量要求。但由于每个芯片只能提供于每个芯片只能提供4位数据，故需用位数据，故需用2片这样的芯片，它们分别提供片这样的芯片，它们分别提供4位数据至系统的数据总线，以满足存储器系统的字长要求。位数据至系统的数据总线，以满足存储器系统的字长要求。v设计要点：设计要点：v 将每个芯片的将每个芯片的10位地址线按引脚名称一一并联，按次序逐根接至系统位地址线按引脚名

31、称一一并联，按次序逐根接至系统地址总线的低地址总线的低10位。位。v 数据线则按芯片编号连接，数据线则按芯片编号连接，1号芯片的号芯片的4位数据线依次接至系统数据总位数据线依次接至系统数据总线的线的D0-D3，2号芯片的号芯片的4位数据线依次接至系统数据总线的位数据线依次接至系统数据总线的D4-D7。v 两个芯片的端并在一起后接至系统控制总线的存储器写信号（如两个芯片的端并在一起后接至系统控制总线的存储器写信号（如CPU为为8086/8088，也可由和，也可由和M或或IO/的组合来承担）。的组合来承担）。v 引脚也分别并联后接至地址译码器的输出，而地址译码器的输入则由引脚也分别并联后接至地址译

32、码器的输出，而地址译码器的输入则由系统地址总线的高位来承担。系统地址总线的高位来承担。3.3 存储器与CPU的接口v（2）存储器芯片的字扩充v适用场合：存储器芯片的字长符合存储器系统的要求，但其适用场合：存储器芯片的字长符合存储器系统的要求，但其容量太小。容量太小。v例3.3.2：用用2K8的的2716存储器芯片组成存储器芯片组成8K8的存储器的存储器系统。系统。v分析：由于每个芯片的字长为分析：由于每个芯片的字长为8位，故满足存储器系统的字位，故满足存储器系统的字长要求。但由于每个芯片只能提供长要求。但由于每个芯片只能提供2K个存储单元，故需用个存储单元，故需用4片这样的芯片，以满足存储器系

33、统的容量要求。片这样的芯片，以满足存储器系统的容量要求。v设计要点：同位扩充方式相似。设计要点：同位扩充方式相似。v 先将每个芯片的先将每个芯片的11位地址线按引脚名称一一并联，然后按位地址线按引脚名称一一并联，然后按次序逐根接至系统地址总线的低次序逐根接至系统地址总线的低11位。位。v 将每个芯片的将每个芯片的8位数据线依次接至系统数据总线的位数据线依次接至系统数据总线的D0-D7。v 两个芯片的端并在一起后接至系统控制总线的存储器读信两个芯片的端并在一起后接至系统控制总线的存储器读信号（这样连接的原因同位扩充方式），号（这样连接的原因同位扩充方式），v 它们的引脚分别接至地址译码器的不同输

34、出，地址译码器它们的引脚分别接至地址译码器的不同输出，地址译码器的输入则由系统地址总线的高位来承担。的输入则由系统地址总线的高位来承担。3.3 存储器与CPU的接口v3.3.2 存储器与CPU的连接v1.8086CPU的最小模式与静态RAM的连接v存储器芯片选用静态RAM6116，这是一个2K8位的存储器芯片。在最小方式连接下，用两片6116构成了2KB的16位数据存储器，8086可以通过软件读取字节、字和双字数据。v2、ROM与8086CPU的连接v只读存储器与8086系统总线连接，可以实现程序存储器。3.3 存储器与CPU的接口v3、在连接中需要注意的问题v（1）CPU总线的负载能力v在设

35、计在设计CPU芯片时，一般考虑其输出线的直流负载能力，为芯片时，一般考虑其输出线的直流负载能力，为带一个带一个TTL负载。现在的存储器一般都为负载。现在的存储器一般都为MOS电路，直流负电路，直流负载很小载很小.v（2）CPU的时序和存储器的存取速度之间的配合问题vCPU在取指和存储器读或写操作时，是有固定时序的，用户在取指和存储器读或写操作时，是有固定时序的，用户要根据这些来确定对存储器存取速度的要求，或在存储器已要根据这些来确定对存储器存取速度的要求，或在存储器已经确定的情况下，考虑是否需要经确定的情况下，考虑是否需要Tw周期，以及如何实现。周期，以及如何实现。v（3）存储器的地址分配和片

36、选问题v内存通常分为内存通常分为RAM和和ROM两大部分，而两大部分，而RAM又分为系统区又分为系统区(即机器的监控程序或操作系统占用的区域即机器的监控程序或操作系统占用的区域)和用户区，用户和用户区，用户区又分成数据区和程序区，区又分成数据区和程序区，ROM的分配也类似，所以内存的分配也类似，所以内存的地址分配是一个重要的问题。的地址分配是一个重要的问题。v（4）控制信号的连接vCPU在与存储器交换信息时，通常有以下几个控制信号在与存储器交换信息时，通常有以下几个控制信号(对对8086来说来说)：/M（IO/），），,以及以及WAIT信号。这些信号如何与信号。这些信号如何与存储器要求的控制信

37、号相连，以实现所需的控制功能。存储器要求的控制信号相连，以实现所需的控制功能。习题v四、简答题四、简答题v1微型计算机中常用的存储器有哪些类型？它们各微型计算机中常用的存储器有哪些类型？它们各有何特点？有何特点？v2试说明存储器系统的主要性能指标。试说明存储器系统的主要性能指标。v3什么是虚拟存储系统什么是虚拟存储系统?什么是虚存容量和实存容什么是虚存容量和实存容量量?v4什么是物理地址？什么是逻辑地址？如何计算物什么是物理地址？什么是逻辑地址？如何计算物理地址？理地址？v5设一个由设一个由20个字组成的存储区，段起始地址为个字组成的存储区，段起始地址为4701H，偏移地址，偏移地址EA为为2

38、012H。分别计算该存储区。分别计算该存储区的首单元的物理地址及末单元的物理地址是多少？的首单元的物理地址及末单元的物理地址是多少？v6堆栈的意义为何？简述堆栈的基本操作？堆栈的意义为何？简述堆栈的基本操作？习题v7某程序数据段中存有两个数据字某程序数据段中存有两个数据字1234H和和5A6BH，若已知，若已知DS=5AA0H，它们的偏移地址分别，它们的偏移地址分别为为245AH和和3245H，试画出它们在储存器中的存放，试画出它们在储存器中的存放情况情况v8一个存储器系统包括一个存储器系统包括2K RAM和和8K ROM，分别，分别用用1K4的的2114芯片和芯片和2K8的的2716芯片组成。要求芯片组成。要求ROM的地址从的地址从1000H开始，开始，RAM的地址从的地址从3000H开开始。完成硬件连线及相应的地址分配表。始。完成硬件连线及相应的地址分配表。v9设有一个设有一个14位地址和位地址和8位字长的存储器，问：位字长的存储器，问：v存储器能存储多少信息？存储器能存储多少信息？v如果存储器由位芯片组成，需要多少片？如果存储器由位芯片组成，需要多少片？v需用哪几位高位地址来做片选译码产生芯片选择需用哪几位高位地址来做片选译码产生芯片选择信号？信号？