《编码》读书笔记 —— 存储器组织

在讲存储器之前最好理解一下这两张图,这个构成存储器的核心:
R-S触发器(构成锁存器的核心):


D型锁存器(构成存储器的核心)

上一篇讲到过触发器具备保存信息的能力,但是只能保存1位信息。后来讲到了锁存器,可以根据时钟改变保存的状态,其电路图如下:
如上图。我们简写如下:



把多个一位锁存器组织在一起成为多位锁存器,需要把写端信号连接到系统中。这样就构成了一个8位锁存器,可以保存8位信息。



电学符号:

现在这个8位锁存器只能一次性存储8个二进制数。但是我们想能否只存储8个单独的比特。

假如现在还有一个灯泡,用一个灯泡来表示8位锁存器中每一位是什么状态。总的来说,一个有8位,则需要3个开关。先把图给了


之前讲到过2-1选择器,这里是8-1选择器,也就是一次只选择一条线路的电流输出。目前可以通过三个开关来控制输出8位锁存器具体哪一位了。

具体输出对应到下表:


其实8-1选择器实现非常简单,也就是利用了与门的特性,只能全为1才输出1。这样就能确定是哪个的输入。


暂时解决了输出端,还有输入端。输入端也要满足一次可以针对八位锁存器某一位进行输入。可以通过译码器实现,之前讲过译码器就是一次只有一个线路输出1,在任何时刻,译码器只会有一个锁存器的输出为1其余为0。同样通过三个开关控制。
3-8译码器原理图和8-1选择器类似,8-1译码器最后输出连到同一个开关,3-8译码器是各个输出分开。

下面是8个锁存器完整电路图如下:



三个开关对译码器的输出影响



译码器和选择器具有相同的信号,都是通过地址线连接的(也就是开关),合在一起叫做地址端口。长度为3位的地址决定了8位锁存器哪一个锁存器被引用。

像这种锁存器、译码器、选择器合在一起的器件叫做读写存储器,依旧是随机访问存储器(RAM)。电学符号如下:


上面的电路可以保存信息,并且可以检查每个锁存器里面保持的什么数据(读),也可以像每个锁存器里面存入数据(写),只需要改变地址及相关的输入就可以了。

RAM阵列的组合形式很多,可以通过共享地址的方式把两个8x1的RAM连接起来,如下



则每次输入输出可以有两个了。可以存储二进制依然是8个,但是每个数的位宽为2。简称8-2RAM阵列。2代表位宽,8代表锁存器保存的位数,也就是2的地址线数量次方。

另一种连接方式如下:


选择端之所以连接到译码器和选择器,作用是在两个RAM阵列中选择一个,本质上起到了第四根地址线的作用。实质上是16x1的RAM阵列。

RAM阵列存储的容量和地址输入端的数量有直接关系,通过上面发现时成2的幂次方变化。特别注意上面两个8位锁存器不同连接方式代表的意思不同之处。

根据上面的规律可以扩展到下图


一共10根地址线,共10个输入端口,和8个(8x1的存储器)组成。每8个比特位一组,一共1024(2的十次方)组。此外包含了8位的输入端和8位的输出端。这个RAM阵列容量为1024字节(一个字节8比特)

注意一下:地址线的个数决定了容量的大小范围,多少个存储器决定了保存数据的大小范围比如上面这个1024x8的存储器表示,能够保存1024个数据,每个数据最多8位也就是0到255。

再把存储的容量扩大:


这个是能存储65536个字节的存储器。为什么用64KB的RAM阵列,因为65536是2的16次方,具备16位的寻址端。也就是地址恰好可以用2个字节表示,地址转为为16进制的访问就是0000h到FFFFh

下面用更加形象的控制面板来说明


  • 控制端:用于控制是外部的电路控制存储器还是控制面板控制
  • 写操作端:控制保存

简化的电路图(只关心输入输出):


到此为止已经把存储器介绍完。从上面可以看出,存储器依赖于锁存器,锁存器依赖于触发器,触发器又依赖于继电器。最终都会化简到继电器这个器件。

©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 204,445评论 6 478
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 85,889评论 2 381
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 151,047评论 0 337
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 54,760评论 1 276
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 63,745评论 5 367
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 48,638评论 1 281
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 38,011评论 3 398
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 36,669评论 0 258
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 40,923评论 1 299
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 35,655评论 2 321
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 37,740评论 1 330
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 33,406评论 4 320
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 38,995评论 3 307
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,961评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 31,197评论 1 260
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 45,023评论 2 350
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 42,483评论 2 342

推荐阅读更多精彩内容