计组原理(三)——存储系统

存储器

存储器中的最小单位——存储位元
若干个存储位元组成一个存储单元,许多存储单元组成一个存储器。
访问信息的最小单元——存储单元。
存取时间(访问时间):一次发出读\写命令到数据传输操作完成所经历的时间

存储器分类:

按存储介质分:半导体存储器 、磁表面存储器
按存储方式分:随机存储器、顺寻存储器
按存储器读写功能分:ROM、RAM
按信息的可保存性分:非永久记忆、永久记忆
按在计算机系统中的作用分:主存、辅存、高速缓存、控制存储器

存储器分级:

寄存器、主存储器、磁盘光盘、磁带
CPU能直接访问的是内存储器
高速缓冲存储器简称cache


分层存储器之前的连接关系
存储器分级

主存(内部存储器)是半导体存储器,根据信息存储的机理不同可以分两类:

  • SRAM(静态RAM)
  • DRAM(动态RAM)

SRAM存储器

静态RAM以触发器威为基本单元,不需要额外的刷新电路,速度快但集成度低,功耗和价格较高。

这里提到了触发器,数电渣渣在这里说一下什么是触发器:触发器的电路图由逻辑门组合而成,它是一个具有记忆功能的,具有两个稳定状态的信息存储器件,在各种复杂的数字电路中不但需要对1和0信号进行数值和逻辑运算,还经常需要将运算结果保存下来,为此需要具有记功能的基本逻辑单元。
触发器特点:
1.具有两个能自行保持的稳定状态,用来表示逻辑状态的0和1,或二进制数的0和1。
2.根据不同的输入信号可以把输出置成1或O状态。
3.当输入信号消失后,能保持其状态不变(具有记忆功能)。

DRAM存储位元

SRAM写入

DRAM存储器

以单个MOS管为基本存储单元要不断进行刷新(Refresh)操作集成度高、价格低、功耗小,但速度较SRAM慢


DRAM存储位元的记忆原理

在这里需要熟悉的存储元操作原理

  • 写1到存储位元


    写1到存储位元
  • 写0到存储位元


    写0到存储位元
  • 从存储位元读出1


    从存储位元读出1
  • 从存储位元重写1(刷新)


    刷新

存储器的扩充

1.字长位数扩展

给定的芯片字长位数较短,不满足设计要求的存储器字长,此时需要用多片给定芯片扩展字长位数。三组信号线中,地址线和控制线公用而数据线单独分开连接。
所需芯片公式:
d=设计要求的存储器容量/选择芯片存储器容量

例题

image.png

2.字存储容量扩展

给定的芯片存储容量较小(字数少),不满足设计要求的总存储容量,此时需要用多片给定芯片来扩展字数。
三组信号组中给定芯片的地址总线和数据总线公用,控制总线中R/W公用,使能端EN不能公用,它由地址总线的高位段译码来决定片选信号。
所需芯片数仍由(d=设计要求的存储器容量/选择芯片存储器容量)决定。

例题

image.png

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