内部存储器——①静态存储器

最新推荐文章于 2025-11-15 12:03:32 发布

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在现代计算机中,存储器处于全机中心地位,其原因是:

(1) 当前计算机正在执行的程序和数据(除了暂存于CPU寄存器的)均存放在存储器中。CPU直接从存储器取指令或存取数据。

(2) 计算机系统中输入输出设备数量增多，数据传送速度加快，因此采用了直接存储器存取(DMA)技术和I/O通道技术，在存储器与输入输出系统之间直接传送数据。

(3) 共享存储器的多处理机的出现，利用存储器存放共享数据，并实现处理机之间的通信，更加强了存储器作为全机中心的地位。

由于中央处理器都是由高速器件组成，不少指令的执行速度基本上取决于主存储器的速度。所以，计算机解题能力的提高、应用范围的日益广泛和系统软件的日益丰富，无一不与主存储器的技术发展密切相关。

一、存储器概述

存储器是一个记忆装置，用来存放程序和数据。它是计算机五大功能部件中的重要部件，是计算机能够实现“存储程序控制”的基础。

通常，将两个或两个以上速度、容量和价格各不相同的存储器用硬件、软件或者软件和硬件相结合的方法连接起来就组成了存储系统。

（一）几个基本概念

1、存储器：是计算机系统中的记忆设备，用来存放程序和数据。

2、存储元：存储器的最小组成单位，用以存储1位二进制代码。

3、存储单元：是CPU访问存储器基本单位，由若干个具有相同操作属性的存储元组成。

4、单元地址：在存储器中用以表识存储单元的唯一编号，CPU通过该编号访问相应的存储单元。

5、字存储单元：存放一个字的存储单元，相应的单元地址叫字地址。

6、字节存储单元：存放一个字节的存储单元，相应的单元地址叫字节地址

7、按字寻址计算机：可编址的最小单位是字存储单元的计算机。

8、按字节寻址计算机：可编址的最小单位是字节的计算机。

9、存储体：存储单元的集合，是存放二进制信息的地方

存储器各个概念之间的关系

（二）存储器功能

(1)存取方式:随机存储器与存取时间和存储单元的物理位置无关。

(2)存储介质:目前主要采用半导体器件和磁性材料。

(3) 系统中的作用一 -可分为外部存储器、内部存储器;又可分为主存储器、高速缓冲存储器、控制存储器、辅助存储器。

(4) 信息易失性:断电后信息消失的存储器,称为易失性存储器。

（三）主存储器概述：

CPU通过使用AR (地址寄存器)、DR (数据寄存器)和总线与主存进行数据传送。为了从存储器中取一个信息字，CPU必须指定存储器字地址并进行“读’操作。

CPU需要把信息率的地址送到AR，经地址总线送往主存储器、同时，CPU应用控制线(read) 发一个“读”请求。此后，CPU等待从主存储器发来的回答信号通知CPU“读”操作完成。

主存储器通过ready线做出回答，若ready信号为“1”，说明存储器的内容已经读出，并放在数据总线上，送人DR，这时“取”数操作完成。

为了"存”一个字到主存，CPU先将信息在主存中的地址经AR送地址总线，并将信息字送DR、同时发出“写”命令，CPU等待写操作完成信号;

主存储器从数据总线接收到信息字并按地址总线指定的地址存储，然后经ready控制线发回存储器操作完成信号、这时“存”数操作完成。

（四）主存和高速缓存之间的关系：

在CPU和主存之间插入的由高速电子器件组成的容量不大，但速度很高的存储器作为缓冲区

为解决CPU和主存之间的速度差距，提高整机的运算速度

存取速度最快，容量小，存储控制和，管理由硬件实现

缓存----主存层次和主存----辅存层次

（五）存储器分类

构成存储器的存储介质，目前主要采用的是半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位，我们成为是存储位元，即存放一位二进制代码。由若干个存储位元可以组成一个存储单元。由许多存储单元就可以组成一个存储器。

1. 按存储介质分　

半导体存储器：用半导体器件组成的存储器。
磁表面存储器：用磁性材料做成的存储器。
磁表面存储器:在金属或者塑料基体上，涂覆一层磁性材料。常见的有磁盘、磁带等。多做辅助存储器。
光存储器:采用激光技术控制访问的存储器，存储容量大，多做辅助存储器。

2. 按存储方式分　

随机存储器：任何存储单元的内容都能被随机存取，且存取时间和存储单元的物理位置无关。半导体存储器都是随机存储器。
顺序存储器：只能按某种顺序来存取，存取时间和存储单元的物理位置有关。

3. 按存储器的读写功能分

只读存储器(ROM)：存储的内容是固定不变的，只能读出而不能写入的半导体存储器。只读存储器(ROM)所存储的内容是固定不变的，只能读出而不能写入的半导体存储器。它通常用于存放固定不变的程序、字符、汉字字型库及图形符号等。由于它和读写存储器共享主存储器的相同地址空间，因此仍属于主存储器的一部分。

(1) MASK ROM (掩模型只读存储器)

(2) PROM ( Programmable ROM，可编程只读存储器)

(3) EPROM ( Erasable Programmable,可擦可编程只读存储器)

(4) EEPROM ( Electrically ErasableProgrammable，电可擦除可编程只读存储器)

(5) Flash Memory (快闪存储器)
随机读写存储器(RAM)：既能读出又能写入的半导体存储器。既能读出又能写入的半导体存储器。随机存储器(又称读写存储器)指通过指令可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问，访问所需时间一般基本固定，与存储单元地址无关。在计算机系统中，不论是大、中、小型及微型计算机的主存储器主要都采用随机存储器。

4. 按信息的可保存性分　