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1、第五章 存储器,5.1 存储器概述 5.2 存储器芯片 5.3 存储器的应用，功能： 存储程序、处理数据和操作结果。 1.主存、辅存、高速缓存 可分为： 主存：或内存，用于存储当前或经常使用的程序和数据，CPU可直接访问。程序只有在内存中才能被放置CPU执行。 辅存：或外存，用于永久存储各种信息。 高速缓冲存储器：介于：CPU存储器与主存容量较小，速度较快。,5.1 2.多级存储结构 形成多级存储结构： CPU存储器的存取速度将直接影响计算机的工作效率。 在一段时间内，CPU只运行存储。
2.部分程序和访问数据暂时不使用。,增加高速缓冲存储器(Cache)目的：提高CPU运行速度，提高运行效率。 位置：CPU在主存之间，5.1 存储器概述，5.1 存储器概述，主存先将小数据块移入Cache中，当CPU访问主存地址时，首先通过地址图像变换机制判断地址所在的数据块是否存在Cache如果是，访问Cache，被称为命中CPU直接访问主存，同时，将主存中包含地址的数据块转移到主存中Cache中，以备CPU进一步访问。,主存地址，地址图像变换，Cache,主存,CPU,3.计量单位 位：一个cell，记做bit 字节：8bit，。
3、记做Byte，简写B 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1PB=1024TB ,00001H,00000H,FFFFFH,4.存储地址空间 8086地址总线有20个，可以找到220个地址 = 1M字节存储器地址空间 ，按照00000HFFFFFH来编址。 编址单位为字节，5.1 存储器概述,存储单元物理地址的计算 物理地址=段地址 偏移量，在8086运行过程中，取指令时，CPU就会选择CS和IP指令所在指令所在的20个物理地址；内存操作是， CPU会选择DS和SI、DI或BX形成操作数所在的20位物理地址。 编址单位为字节，5.1 存储器概述、存储单元物理地址的计算 物理地址=段地址 偏移量，在8086运行过程中，取指令时，CPU就会选择CS和IP指令所在指令所在的20个物理地址；内存操作是， CPU会选择DS和SI、DI或BX根据存储介质(记录0、1信息的对象)，形成操作数所在的20位物理地址。
4、质量)分类，5.1 存储器概述，半导体存储器：由半导体材料制成的存储器主要用作主存储器。 磁表面存储器：利用磁层记录信息，磁头在磁层上移动，读写操作。常用作辅存，如硬盘、软磁盘、磁带等。 注：磁介质通常应避免粉尘、高温和烟雾的影响。随着时间的推移，磁介质的磁性会逐渐下降，最终导致数据丢失。一般，存储在磁介质上的数据可靠的生命是三年。,光存储器：用激光在存储介质表面烧蚀数据。介质表面微小的烧蚀凸凹模式表示数据。光学介质上的数据可以永久保存。但是，使用光学介质不像使用磁介质那样可以容易地改变它存储的数据。光驱使用激光从光盘读取数据。,按存取方式分类：,5.1 存储器概述。
5、,RAM随机存储器有两个含义： 1. 访问存储器是随机的，即可以以任何顺序访问存储单元。 2. 可读可写存储器。 RAM主要用于主存储器和高速缓冲存储器。,RAM按工艺分为晶体管双极和晶体管双极MOS类型(金属氧化物半导体)。MOS可分为静态存储器(SRAM)和动态存储器(DRAM)。,MOS型示意图 (MOSFET金属氧化物半导体场效应晶体管)，Substrate material 基底材料,Current channel 电流沟道,Source 源极,Drain漏极,Gate 门电极,Metal-oxide layer,MOS(金属氧化物半导体)集成电路技术，金属门电极和半导体通道。
6.二氧化硅作为绝缘层之间的场效应晶体管(FET)。 MOSFET: Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor,ROM只读存贮器 CPU正常操作时，只能读取ROM内容，但对它的访问也是随机的。 一般在ROM存储计算机系统的指导程序、监控程序、基本输入输出等固定程序和数据(BIOS)程序等，使计算机能够启动运行。 计算机系统加电后立即运行ROM中的引导程序，将复杂的系统程序从辅存中引入主存。,掩模ROM、PROM、EPROM、 E2PROM 掩模ROM是厂家按用户要求制作的，制作后只能读不能改写； PROM称为可。
只读存储器，编程， PROM高速计算机的微程序存储器允许用户写一次，写完后不能更改； EPROM只读存储器称为可擦写， EPROM允许用户擦掉整个内容，擦掉后可以重写，可以重复很多次。最后一次写作仍然是一个只读存储器； E2PROM它被称为在线擦写只读存储器RAM读写方式完全相似，但写作时需要等待E2PROM内部操作完成后，写下一个字节，通常用作计算机BIOS芯片。,5.2 存储芯片，5.2.1 主存储器的基本组成，CPU通常通过地址寄存器访问存储器MAR和存储器缓冲寄存器MBR进行。 当CPU当需要从存储单元中读取数据时，首先发送单元地址。
8、入MAR，并向存储器发读控制信号。此时，存储器将开始读取操作MAR经过地址译码器选中的存储单元中的内容经读写驱动器送入MBR，CPU数据读入通过数据总线。 当CPU将信息写入单元时，首先将单元地址发送到单元MAR，发送要写入的数据MBR。然后通过控制信号线发出信号MBR内容写入由MAR存储单元由地址译码器选择。,5.2.2 1.存储容量 以字节为单位的存储信息总数。CPU地址总线的位数决定了支持主存储器的最大容量。 2、存取速度 常用的存储时间和存储周期表示.指访问存储器所需的时间。最快存取周期可达100个ns以下。 3、价格 性能价格比常。
9.描述每个价格。,5.2.3 1.地址线(A19A0) 用于输入存储器中存储单元的地址信号。 2、数据线(D7D0) 用于存储数据，存储单元存储8位数据。 3、控制线 ROM:芯片允许CE,输出允许OE. RAM:芯片允许CE,输出允许OE，写允许WR.,5.2.4 主存储器与CPU与总线相关的信号线，5.2.5 操作系统读取和删除主存储芯片的外部特性： 如果您想读取文件，操作系统可以通过目录找到包含文件数据的文件名和第一簇编号。FAT表中包含文件的数据给出了哪些簇。操作系统将磁头移动到文件第一簇，读取数据。 删除文件时，操作系统。
10、改变FAT表中相应的簇状态。例如，如果文件存储在簇3、4、5和7中，当您删除它时，操作系统将这四个簇的状态改为0。物理上没有清除这些数据。 删除文件后，我们仍然可以通过操作系统的恢复工具恢复文件。只有在您没有写入新数据时才能恢复。一旦发现文件被误删，应立即恢复。,5.2.6 外部存储知识、碎片和碎片分类 当使用随机存取存储器时，文件变成片断。每个文件都存储在不连续的簇中。 当驱动器很难定位包含文件数据的簇时，驱动器的性能就会变得很差。 为了获得驱动器的最佳性能，可以使用磁盘碎片整理程序重新组织文件，使其连续存储。 如下图所示。,5.2.6 外部存储器知识，。
11、5.3 内容：计算地址范围 通过给定的存储电路，通过分析找出存储电路中的每个存储芯片CPU系统中的地址范围。 例： 指出图中2764和6264的地址范围，并编程6264.(如下图所示。),5.3 存储器应用，5.3 解:2764CE接8086/8088 CPU的A19; 2764的A0A12接CPU地址总线的A0A12; OE=RDVIO/M(或操作)。RD和IO/M由CPU 提供。2764的D0D7接数据总线AD0AD7. 8086/8088 CPU 操作2764时，必须满足以下条件： (1)OE=0,即RD和IO/M 必须同时为0，CP。
12、U对存储器取操作必须执行。,5.3 (2)存储器应用CE=0,即A19 =0。 (3) A0A12可以为0000H1FFFH。 从以上条件可以得出，2764地址范围： A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 首单元地址 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 尾单元地址 0 X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X可以是低电平，也可以是高电平。 由于A18A13可以是低电平或高电平，所以2764可以有64个不同的地址。 由于A18A13可以是低电平，也可以是高电平，所以2764可以有64个不同的地址。在存储器应用中。
13.地址范围不是唯一的，浪费了存储空间。例如，00000H01FFFH,02000H03FFFH,04000H05FFFH 06000H07FFFH地址范围为2764。,5.3 和2764一样，存储器应用，CPU的A19经过非门接6264CE; OE=RDVIO/M(或运算) ;WE=WRVIO/M.与2764相连的地址线和数据线. WR、RD和IO/M由CPU提供。CPU6264操作必须满足以下条件： (1) OE=0,即RD和IO/M 必须同时为0，CPU必须执行对存储器读操作;或WE=0,即WR和IO/M 必须同时为0，CPU必须对存储器进行写作。 (2)CE=0,即A19 =1。
14、。 (3) A0A12可以为0000H1FFFH。,5.3 从上述条件可以得出存储器应用，6264地址范围： A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 首单元地址 1 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 尾单元地址 1 X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 X可以是低电平，也可以是高电平。 由于A18A13可以是低电平或高电平，所以6264可以有64个不同的地址。 由于A18A13可以是低电平或高电平，所以6264可以有64个不同的地址。例如，8万H81FFFH,82000H83FFFH,84000H85FFF。
15、H 86000H87FFFH地址范围为6264。 假设我们选择的6264地址范围为8万H81FFFH。6264单元数为8K，即1FFFH个。因为6264的地址范围是8万H81FFFH，设置其段地址为8000H，则6264,5.3 存储应用程序，首个地址的偏移地址为00000H，尾部地址的偏移地址为1FFFH。内存清0编程如下： MOV AX,8000H ;6264首地址段地址 MOV DS,AX ;将段地址存储在数据段寄存器中 MOV CX,1FFFH ; 6264的单元个数 MOV BX,0000H ; 6264首地址偏移地址 MOV AL,00H ;对累加器清0 P1: MOV BX,AL ;将0存储在存储单元中 INC BX ;加1存储指针 LOOP P1 ;循环1FFFH次。