第六章存储器.ppt

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1、第六章第六章 存储器存储器本章内容本章内容n存储器概述存储器概述n随机存取存储器随机存取存储器n只读存储器只读存储器nCPU与存储器的连接与存储器的连接n存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用存储器概述存储器概述n计算机中用来存储程序和数据的部件计算机中用来存储程序和数据的部件n表征计算机的记忆能力表征计算机的记忆能力n存储器用途可分为存储器用途可分为n内存储器内存储器n外存储器外存储器存储器概述存储器概述nRAMnSRAMnDRAMnROMnMROMnPROMnEPROMnEEPROM存储器概述存储器概述n存储器的引脚特征存储器的引脚特征n地址线地址线n数据线数据线n片选片选n输出允许

2、输出允许n读读/写控制写控制随机存取存储器随机存取存储器RAMn在正常环境下可根据需要进行数据的读在正常环境下可根据需要进行数据的读出和写入出和写入n易失性存储器，需要易失性存储器，需要DC的支持的支持nSRAM/DRAMSRAMn内部结构内部结构SRAMn例：例：SRAM2114（1K4位）位）n1K个存储单元，每单元个存储单元，每单元4位位n需要需要10条地址线，条地址线，4条数据线条数据线n直接与地址、数据线相连直接与地址、数据线相连DRAMn内部结构内部结构Intel2164(64K1)DRAMnIntel2164(64K1位位)n行、列地址复用，只有一半的地址引脚行、列地址复用，只有

3、一半的地址引脚n利用利用RAS、CAS进行控制进行控制n需要刷新（典型为需要刷新（典型为2ms4ms）n可通过双路复用器电路（可通过双路复用器电路（74LS157）与地址与地址线相连线相连DRAMnS=0：A路路nS=1：B路路ROMn非易失性存储器，主要存放不经常修改非易失性存储器，主要存放不经常修改的数据、程序等的数据、程序等n往往以字节为基本单元往往以字节为基本单元EPROM2716（2K8）存储器与存储器与CPU的连接的连接n数据线数据线根据单元宽度连接根据单元宽度连接n地址线地址线n片内地址片内地址选择片内的单元选择片内的单元n片外地址片外地址参与地址译码，确定被选中参与地址译码，确

4、定被选中的存储芯片的存储芯片n地址选择地址选择n全译码全译码n部分译码部分译码n线选线选存储器与存储器与CPU的连接的连接n全译码全译码n所有的片外地址均参与译码，地址空间无所有的片外地址均参与译码，地址空间无浪费浪费n74LS138/74LS139存储器与存储器与CPU的连接的连接存储器与存储器与CPU的连接的连接存储器与存储器与CPU的连接的连接n部分译码部分译码n部分片外地址参与译码部分片外地址参与译码n线路较简单线路较简单n地址有重叠地址有重叠存储器与存储器与CPU的连接的连接n线选线选n个别片外地址线直接连至存储芯片的片选个别片外地址线直接连至存储芯片的片选输入端输入端n有大量的地址

5、重叠有大量的地址重叠n只适用于小存储容量需求的场合只适用于小存储容量需求的场合n书，书，page234存储器与存储器与CPU的连接的连接n16位系统的连接位系统的连接存储器与存储器与CPU的连接的连接存储器与存储器与CPU的连接的连接存储器与存储器与CPU的连接的连接n#1#8，SRAM6116(2K8)n#9#16,EPROM2732(4K8)存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用nMSDOS支持支持640KB主存储器，成为阻碍主存储器，成为阻碍计算机发展的瓶颈计算机发展的瓶颈n引入存储管理的理念引入存储管理的理念n三大模式三大模式n实模式实模式n保护模式保护模式nV86模式模式存储器

6、空间的分配和使用存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用n实模式实模式n8086的工作模式，的工作模式，20条地址线能寻址条地址线能寻址1MB的空间的空间n逻辑地址逻辑地址段地址：偏移地址段地址：偏移地址n实际地址实际地址段地址段地址16+偏移地址偏移地址n所有的系统开机后首先进入实模式所有的系统开机后首先进入实模式存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用n保护模式保护模式n80286以上的以上的CPU具有具有20位以上的地址总线位以上的地址总线（超过（超过1MB的寻址能力）的寻址能力）n保护模式下，能访问整个存储区域保护模式下，能访问整个存储区域n支持分页（支持

7、分页（4KB/页），适于多线程环境页），适于多线程环境n逻辑地址逻辑地址选择子：偏移地址选择子：偏移地址n实际地址实际地址线性地址或物理地址，二级线性地址或物理地址，二级转换转换存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用n分段：最大为分段：最大为4GB的段，共的段，共64TBn分页：页号：页内地址分页：页号：页内地址n物理地址：页帧号：页内地址物理地址：页帧号：页内地址存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用n保护机制保护机制n给每个任务分配不同的虚拟地址空间，进给每个任务分配不同的虚拟地址空间，进行隔离行隔离n任务内部的保护机制，保护操作系统存储任务内部的保护机制，保护操作系统存储段及

8、特别的寄存器，不被其他应用程序所段及特别的寄存器，不被其他应用程序所破坏破坏存储器空间的分配和使用存储器空间的分配和使用nV86模式模式n80386以上的以上的CPU，是保护模式的子模式是保护模式的子模式n提供多个独立的提供多个独立的8086实模式存储空间实模式存储空间n多空间之间相互隔离多空间之间相互隔离IBM PC/XT机中的存储空间分配机中的存储空间分配nCPU：8088n寻址范围：寻址范围：1MBnDOS：640KBn充分利用剩余的充分利用剩余的384KBIBM PC/XT机中的存储空间分配机中的存储空间分配nVRAM供显示卡之用供显示卡之用nROM BASICnBIOSn总称为总称为

9、UMB，上位上位存储器存储器IBM PC/AT机中的存储空间分配机中的存储空间分配nCPU：80286n640KB1024KB之之间是间是UMBn超过超过1MB部分有部分有64KB的的HMA（高高位存储器）位存储器）n具有具有1MB以上的存以上的存储器区域储器区域XMSIBM PC/AT机中的存储空间分配机中的存储空间分配n实模式只能访问实模式只能访问1MB及以上及以上HMA(64KB)n保护模式下可以访问整个空间保护模式下可以访问整个空间PC机中存储器的使用机中存储器的使用主存主存n主存储器主存储器n640KBn常规内存常规内存PC机中存储器的使用机中存储器的使用UMBPC机中存储器的使用机

10、中存储器的使用UMBPC机中存储器的使用机中存储器的使用XMSnXMS，扩展存储器扩展存储器n除了常规内存、除了常规内存、UMB之外的所有存储区域之外的所有存储区域nHIMEM.SYS使使HMA可用可用PC机中存储器的使用机中存储器的使用XMSPC机中存储器的使用机中存储器的使用EMSnXMS，扩充存储器扩充存储器n将扩充存储器分为若干个将扩充存储器分为若干个16KB的数据页，的数据页，同一时刻可将四页同一时刻可将四页COPY至至UMB中的页框内中的页框内进行处理进行处理n利用利用EMM386.EXE，将扩展存储器模拟成将扩展存储器模拟成扩充存储器使用扩充存储器使用n速度相对较慢速度相对较慢PC机中存储器的使用机中存储器的使用EMSPC机中存储器的使用机中存储器的使用小结小结PC机中存储器的使用机中存储器的使用小结小结