ewch4存儲器PPT課件

1、ewch4存儲器 第四章第四章 存儲器存儲器 4.1 4.1 存儲器概述存儲器概述 4.2 4.2 主存儲器主存儲器 4.3 4.3 存儲器的應用存儲器的應用 4.4 4.4 外存儲器外存儲器 ewch4存儲器 4.1 存儲器概述存儲器概述 存儲器是計算機的記憶部件，用于存儲程序和存儲器是計算機的記憶部件，用于存儲程序和 被處理的數據以及運算的結果。被處理的數據以及運算的結果。 數據在存儲器中的存儲都以二進制形式存在。數據在存儲器中的存儲都以二進制形式存在。 ewch4存儲器 1 1、存儲器的分類、存儲器的分類 （1 1）按存儲器在微機中的不同地位，可以分為：）按存儲器在微機中的不同地位，可以

2、分為： v主存：主存：或稱內存，它用來存放當前正在使用的或經常要或稱內存，它用來存放當前正在使用的或經常要 使用的程序和數據，使用的程序和數據，CPUCPU可以直接對其進行訪問。程序只可以直接對其進行訪問。程序只 有被放入內存，才能被有被放入內存，才能被CPUCPU執(zhí)行。執(zhí)行。 v高速緩存：高速緩存：或稱或稱cachecache，介于，介于CPUCPU與主存之間的容量更小、與主存之間的容量更小、 而速度更快的存儲器。而速度更快的存儲器。 v輔存：輔存：或稱外存，它用來永久存放各種信息。或稱外存，它用來永久存放各種信息。 4.1 存儲器概述存儲器概述 ewch4存儲器 1 1、存儲器的分類、存儲

3、器的分類 （2 2）按存儲介質（紀錄）按存儲介質（紀錄0 0、1 1信息的物質）分類：信息的物質）分類： 4.1 存儲器概述存儲器概述 v 半導體存儲器：半導體存儲器：用半導體材料制成的存儲器，大多用用半導體材料制成的存儲器，大多用 作主存。作主存。 v 磁表面存儲器：磁表面存儲器：利用磁層來紀錄信息，工作時由磁頭利用磁層來紀錄信息，工作時由磁頭 在磁層上的移動，來進行讀或寫操作。磁表面存儲器常在磁層上的移動，來進行讀或寫操作。磁表面存儲器常 用作輔存，如硬盤、軟磁盤、磁帶等。用作輔存，如硬盤、軟磁盤、磁帶等。 （磁介質通常要避免粉塵、高溫、煙霧的影響。磁介質（磁介質通常要避免粉塵、高溫、煙霧

4、的影響。磁介質 的磁性會隨著時間的流逝而慢慢降低，最終導致數據丟的磁性會隨著時間的流逝而慢慢降低，最終導致數據丟 失。失。) ) ewch4存儲器 在存儲數據前，在存儲數據前， 磁表面上的顆粒磁表面上的顆粒 磁向是隨機的磁向是隨機的 讀寫磁頭磁化磁表面讀寫磁頭磁化磁表面 的顆粒。顆粒的正極的顆粒。顆粒的正極 指向磁頭負極指向磁頭負極 讀寫磁頭可以翻轉磁表面顆粒的磁向。讀寫磁頭可以翻轉磁表面顆粒的磁向。 磁表面顆粒的磁向排列記錄了數據磁表面顆粒的磁向排列記錄了數據 ewch4存儲器 v光存儲器：光存儲器：使用激光在存儲介質表面上燒蝕出使用激光在存儲介質表面上燒蝕出 數據。燒蝕在介質表面微小的凸凹

5、模式表示了數數據。燒蝕在介質表面微小的凸凹模式表示了數 據。光學介質上的數據可以永久保存。但是，使據。光學介質上的數據可以永久保存。但是，使 用光學介質不像使用磁介質那樣可以容易地改變用光學介質不像使用磁介質那樣可以容易地改變 它存儲的數據。光驅使用激光從光盤上讀數據。它存儲的數據。光驅使用激光從光盤上讀數據。 ewch4存儲器 當燒灼光盤時，激當燒灼光盤時，激 光將反射層上刻出光將反射層上刻出 凹坑。這些凹坑是凹坑。這些凹坑是 黑色的，不能反射黑色的，不能反射 激光激光 當光驅讀取當光驅讀取 數據的時候，數據的時候， 它使用較弱它使用較弱 的激光。激的激光。激 光射在凹坑光射在凹坑 上，沒有

6、反上，沒有反 射光射光 當激光射在反射當激光射在反射 層上，就會有激層上，就會有激 光反射回讀頭。光反射回讀頭。 黑點和反射點的黑點和反射點的 排列模式就可以排列模式就可以 表示數據表示數據 ewch4存儲器 （3）按存取方式分類：）按存取方式分類： 4.1 存儲器概述存儲器概述 雙極型雙極型 RAM 靜態(tài)靜態(tài)SRAM MOS 動態(tài)動態(tài)DRAM ROM 半導體存儲器半導體存儲器 掩模掩模ROM 電可擦除電可擦除(E2PROM) 可編程可編程ROM(PROM) 光可擦除光可擦除(EPROM) 閃存閃存FLASH ewch4存儲器 RAM隨機存儲器隨機存儲器: 按工藝分為晶體管雙極型和按工藝分為晶

7、體管雙極型和MOS型（金屬氧化型（金屬氧化 物半導體）。物半導體）。 w雙極型雙極型RAM：用晶體管組成基本存儲電路，特點是存：用晶體管組成基本存儲電路，特點是存 取速度快，但與取速度快，但與MOS型相比，集成度低、功耗大、成型相比，集成度低、功耗大、成 本高，常用來制造本高，常用來制造cache； wMOS型型RAM：功耗小、集成度高、成本低，但速度比：功耗小、集成度高、成本低，但速度比 雙極型雙極型RAM低。低。 讀寫速度快，通常用來做讀寫速度快，通常用來做Cache 需要刷新需要刷新 存取速度慢存取速度慢 通常用來做內存通常用來做內存 MOS型型RAM 靜態(tài)存儲器（靜態(tài)存儲器（SRAM）

8、 動態(tài)存儲器（動態(tài)存儲器（DRAM） ewch4存儲器 SIMMSingle Inline Memory Module單列直插式內存模塊單列直插式內存模塊 72線：線：32位數據位數據 在在Pentium微型機中必須成對使用微型機中必須成對使用 FPM/EDO DRAM內存條的種類內存條的種類 ewch4存儲器 DIMMDual Inline Memory Module雙列直插式內存模塊雙列直插式內存模塊 168線：線：64位數據位數據 SDRAM/DDR SDRAM DRAM內存條的種類內存條的種類 ewch4存儲器 ROM只讀存貯器只讀存貯器 CPU正常操作時，只能讀取正常操作時，只能讀取

9、ROM中的內容，中的內容， 但對它的訪問也是隨機的。但對它的訪問也是隨機的。 一般在一般在ROM中存放固定的程序和數據，如中存放固定的程序和數據，如 計算機系統的引導程序、監(jiān)控程序、基本輸入計算機系統的引導程序、監(jiān)控程序、基本輸入 輸出（輸出（BIOS）程序等，使計算機能夠開機運行。）程序等，使計算機能夠開機運行。 計算機系統在加電以后，馬上就運行計算機系統在加電以后，馬上就運行ROM 中的引導程序，將系統程序從輔存中引入主存。中的引導程序，將系統程序從輔存中引入主存。 ewch4存儲器 掩模掩模ROM、PROM、EPROM、 E2PROM v掩模掩模ROM是由廠家按用戶要求制作的，制成后，只

10、能是由廠家按用戶要求制作的，制成后，只能 讀不能改寫；讀不能改寫； v PROM稱為可編程的只讀存儲器，稱為可編程的只讀存儲器， PROM允許用戶寫允許用戶寫 一次，寫完后就無法再改動，應用于高速計算機的微程一次，寫完后就無法再改動，應用于高速計算機的微程 序存儲器；序存儲器； v EPROM稱為可擦寫的只讀存儲器，稱為可擦寫的只讀存儲器， EPROM允許用允許用 戶將寫入的內容整個擦除掉，擦掉后還可以重寫，這樣戶將寫入的內容整個擦除掉，擦掉后還可以重寫，這樣 可以反復多次。最后一次寫成后仍是一個只讀存儲器；可以反復多次。最后一次寫成后仍是一個只讀存儲器； vE2PROM稱為可在線擦寫只讀存儲

11、器，它和稱為可在線擦寫只讀存儲器，它和RAM的讀、的讀、 寫方式完全類似，只是寫操作時，需等待寫方式完全類似，只是寫操作時，需等待E2PROM內部內部 操作完成后再寫入下一個字節(jié)，常用作計算機的操作完成后再寫入下一個字節(jié)，常用作計算機的BIOS 芯片。芯片。 ewch4存儲器 FLASHFLASH閃存閃存 vFLASHFLASH是一種非易失性的內存，是是一種非易失性的內存，是E E2 2PROMPROM的一種，的一種， 與普通與普通E E2 2PROMPROM存儲單元的物理結構基本相同。其存儲單元的物理結構基本相同。其 不同點在于不同點在于FLASHFLASH是按數據塊進行擦寫，因此其擦是按數

12、據塊進行擦寫，因此其擦 寫速度遠高于普通寫速度遠高于普通E E2 2PROM PROM 。FLASHFLASH具有速度快、具有速度快、 容量大和價格低等優(yōu)點。因為它體積小，所以閃容量大和價格低等優(yōu)點。因為它體積小，所以閃 存卡在手機存卡在手機/ /數碼相機數碼相機/ /掌上電腦掌上電腦/MP3/MP3等設備上獲等設備上獲 得了廣泛的應用。得了廣泛的應用。 ewch4存儲器 2、存儲器的層次結構、存儲器的層次結構 （1）多級存儲結構的形成）多級存儲結構的形成: vCPU不斷的訪問存儲器，存儲器的存取速度將直接影響計不斷的訪問存儲器，存儲器的存取速度將直接影響計 算機的工作效率。算機的工作效率。

13、v在某一段時間內，在某一段時間內，CPU只運行存儲器中部分程序和訪問部只運行存儲器中部分程序和訪問部 分數據，其中大部分是暫時不用的。分數據，其中大部分是暫時不用的。 增加增加Cache的目的是為了的目的是為了 提高提高CPU運行速度，提運行速度，提 高運行效率。高運行效率。 CPU 輔輔 存存 Cache 主主 存存 CPU 輔輔 存存 主主 存存 4.1 存儲器概述存儲器概述 ewch4存儲器 速度速度 成本成本 低低 磁帶磁帶 磁盤磁盤 半導體主存儲器半導體主存儲器 Cache 寄存器寄存器 外存平均訪問時間外存平均訪問時間ms級級 硬盤硬盤910ms 光盤光盤80120ms 內存平均訪

14、問時間內存平均訪問時間ns級級 SRAM Cache15ns SDRAM內存內存610ns ewch4存儲器 4.1 存儲器概述存儲器概述 CacheCache的訪問機制的訪問機制 主存先將某一小數據塊移入主存先將某一小數據塊移入CacheCache中，當中，當CPUCPU對主存某地對主存某地 址進行訪問時，先通過地址映像變換機制判斷該地址所址進行訪問時，先通過地址映像變換機制判斷該地址所 在的數據塊是否已經在在的數據塊是否已經在CacheCache中，若在則訪問中，若在則訪問CacheCache，稱，稱 為為“命中命中”，若不在則，若不在則CPUCPU直接訪問主存，并同時將主直接訪問主存，并

15、同時將主 存中包含該地址的數據塊調入存中包含該地址的數據塊調入CacheCache中，以備中，以備CPUCPU的進一的進一 步訪問。步訪問。 動態(tài)演示動態(tài)演示CacheCache訪問過程訪問過程 動畫演示動畫演示CacheCache機制機制 ewch4存儲器 4.1 存儲器概述存儲器概述 主存地址主存地址 地址映像變換地址映像變換 Cache主存主存 CPU 譯碼譯碼 命中命中未命中未命中 動態(tài)演示過程動態(tài)演示過程 ewch4存儲器 （1）存儲容量）存儲容量 存儲器能夠存放信息的總數量，以字節(jié)為單位。存儲器能夠存放信息的總數量，以字節(jié)為單位。CPU地址地址 總線的位數決定可支持的主存儲器的最大

16、容量?？偩€的位數決定可支持的主存儲器的最大容量。 （2）最大存取時間）最大存取時間 存儲器從接收到某一存儲單元的地址碼開始，到取出或存存儲器從接收到某一存儲單元的地址碼開始，到取出或存 入數據為止所需要的時間。入數據為止所需要的時間。 （3）存取周期）存取周期 CPU連續(xù)兩次訪問存儲器所需要的最短時間間隔，它總連續(xù)兩次訪問存儲器所需要的最短時間間隔，它總 是大于最大存取時間。因為在數據寫入或讀出后，存儲器的是大于最大存取時間。因為在數據寫入或讀出后，存儲器的 讀寫電路和存儲體及連線都需要有一段穩(wěn)定和恢復時間。讀寫電路和存儲體及連線都需要有一段穩(wěn)定和恢復時間。 4.1 存儲器概述存儲器概述 3、

17、存儲器的主要參數指標、存儲器的主要參數指標 ewch4存儲器 存儲器的計量單位存儲器的計量單位 v位：一個位：一個cell，記做，記做bit v字節(jié)：字節(jié)：8bit，記做，記做byte v1KB=1024byte 1MB=1024KB v1GB=1024MB 1TB=1024GB v1PB=1024TB 4.1 存儲器概述存儲器概述 ewch4存儲器 + 段寄存器值段寄存器值 偏移量偏移量 物理地址物理地址 IP CS SI、DI、BX DS SP、BP SS 代碼段代碼段 數據段數據段 堆棧段堆棧段 存儲單元物理地址的計算存儲單元物理地址的計算 物理地址物理地址=段地址段地址+偏移量偏移量

18、v8086運行過程中，運行過程中，取指令時：取指令時： CPU就會就會選取選取CS和和IP中內容，形中內容，形 成指令所在的成指令所在的20位物理地址；位物理地址； v堆棧操作時：堆棧操作時：CPU會會選擇選擇SS和和SP 或或BP形成形成20位堆棧地址；位堆棧地址； v進行內存操作時：進行內存操作時：CPU會會選擇選擇 DS和和SI、DI或或BX形成操作數所形成操作數所 在的在的20位物理地址。位物理地址。 4.1 存儲器概述存儲器概述 ewch4存儲器 存儲器地址空間存儲器地址空間 8086地址總線有 地址總線有20位，可以尋址位，可以尋址220 = 1M字節(jié)的存儲字節(jié)的存儲 器地址空間器

19、地址空間 ，按照，按照00000HFFFFFH來編址來編址。 v 編址的單位為字節(jié)編址的單位為字節(jié) 00001H 00000H FFFFFH 4.1 存儲器概述存儲器概述 存儲字時，一個字的存儲字時，一個字的 低位字節(jié)放在較低的低位字節(jié)放在較低的 地址單元地址單元 ewch4存儲器 CPU 時序/控制 MAR 地址 譯碼 器 存儲體 讀寫 驅動 器 MBR 數據線 地址線 控制信號 地址碼 MAR 讀信號 地址碼地址碼 地址 譯碼 器 某存儲單元 數 據 讀寫 驅動 器 數據 地址 譯碼 器 4.2 主存儲器主存儲器 1、主存儲器的基本組成、主存儲器的基本組成 譯碼 MBR 數據 ewch4存

20、儲器 CPUCPU訪問存儲器時，通常都通過地址寄存器訪問存儲器時，通常都通過地址寄存器MARMAR和和 存儲器緩沖寄存器存儲器緩沖寄存器MBRMBR進行。進行。 當當CPUCPU需要從某一存儲單元中讀取數據時，首先將該單元需要從某一存儲單元中讀取數據時，首先將該單元 地址送入地址送入MARMAR，并向存儲器發(fā)讀控制信號。存儲器此時開始，并向存儲器發(fā)讀控制信號。存儲器此時開始 進行讀操作，將進行讀操作，將MARMAR經過地址譯碼器選中的存儲單元中的內經過地址譯碼器選中的存儲單元中的內 容經讀寫驅動器送入容經讀寫驅動器送入MBRMBR，CPUCPU通過數據總線將數據讀入。通過數據總線將數據讀入。

21、當當CPUCPU要向某單元中寫入信息時，首先將該單元的地址送要向某單元中寫入信息時，首先將該單元的地址送 入入MARMAR，要寫入的數據送入，要寫入的數據送入MBRMBR。然后通過控制信號線發(fā)出。然后通過控制信號線發(fā)出 寫信號，將寫信號，將MBRMBR的內容寫入由的內容寫入由MARMAR經地址譯碼器選中的存儲經地址譯碼器選中的存儲 單元。單元。 2 2、主存儲器的操作過程、主存儲器的操作過程 4.2 主存儲器主存儲器 ewch4存儲器 （1）集成度）集成度 集成度指在一片芯片上能夠集成多少個基本存儲電路。每集成度指在一片芯片上能夠集成多少個基本存儲電路。每 一個基本存儲電路存儲一個二進制位，所

22、以集成度通常表示一個基本存儲電路存儲一個二進制位，所以集成度通常表示 為位為位/片，如片，如64K位位/片、片、256K位位/片等。片等。 （2）存取速度）存取速度 常用存取時間和存儲周期表示。指訪問一次存儲器所需要常用存取時間和存儲周期表示。指訪問一次存儲器所需要 的時間。的時間。 （3）性價比）性價比 性能價格比常以每位價格來描述。性能價格比常以每位價格來描述。 4.2 主存儲器主存儲器 3、主存儲器的主要參數指標、主存儲器的主要參數指標 ewch4存儲器 (1) (1) 位擴展：位擴展：進行存儲器位數的擴充進行存儲器位數的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制連接方式：將

23、多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制 端并聯，數據端單獨引出。端并聯，數據端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 ewch4存儲器 (1) (1) 位擴展：位擴展：進行存儲器位數的擴充進行存儲器位數的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制 端并聯，數據端單獨引出。端并聯，數據端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 例：將例：將16K*1位位 的存儲芯片擴展的存儲芯片擴展 為為16K*8位的存位的存 儲器儲器 CSCS WEWE I/OI/O C

24、S WE A0 A13 D0 A A0 0 A A1313 ewch4存儲器 (1)(1)位擴展：位擴展：進行存儲器位數的擴充進行存儲器位數的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制 端并聯，數據端單獨引出。端并聯，數據端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 I/OI/O CS WE D0 D1 A0 A13 例：將例：將16K*1位位 的存儲芯片擴展的存儲芯片擴

25、展 為為16K*8位的存位的存 儲器儲器 ewch4存儲器 (1)(1)位擴展：位擴展：進行存儲器位數的擴充進行存儲器位數的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制 端并聯，數據端單獨引出。端并聯，數據端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O CS WE A0 A13 D0 D1 D2 A A0 0 A A1313 例：將例：將16

26、K*1位位 的存儲芯片擴展的存儲芯片擴展 為為16K*8位的存位的存 儲器儲器 ewch4存儲器 (1)(1)位擴展：位擴展：進行存儲器位數的擴充進行存儲器位數的擴充 連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制連接方式：將多片存儲器芯片的地址、片選、讀寫控制 端并聯，數據端單獨引出。端并聯，數據端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I

27、/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CS A0 A13 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6D7 WE 例：將例：將16K*1位位 的存儲芯片擴展的存儲芯片擴展 為為16K*8位的存位的存 儲器儲器 m位位n位，需位，需n/m片片 ewch4存儲器 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數達不到地址范圍要求，則增加

28、字數 連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端 并聯，片選端單獨引出。并聯，片選端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 ewch4存儲器 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數達不到地址范圍要求，則增加字數 連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端 并聯，片選端單獨引出。并聯，片選端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A13

29、13 例：由例：由16K*8位位 擴充成擴充成64K*8位位 的存儲器的存儲器 ewch4存儲器 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數達不到地址范圍要求，則增加字數 連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端 并聯，片選端單獨引出。并聯，片選端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 例：由例：由16K*8位位 擴充成擴充成64K*8位位 的存儲器的存儲

30、器 ewch4存儲器 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數達不到地址范圍要求，則增加字數 連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端 并聯，片選端單獨引出。并聯，片選端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 例：由例：由16K*8位位 擴充成擴充成64K*8位位 的存儲器的存儲器 ewch

31、4存儲器 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數達不到地址范圍要求，則增加字數 連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端 并聯，片選端單獨引出。并聯，片選端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 WE A0-A13 D0 D7

32、 例：由例：由16K*8位位 擴充成擴充成64K*8位位 的存儲器的存儲器 ewch4存儲器 (2)(2)字擴展：字擴展：達不到地址范圍要求，則增加字數達不到地址范圍要求，則增加字數 連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端連接方式：將各個芯片的地址線、數據線、讀寫控制端 并聯，片選端單獨引出。并聯，片選端單獨引出。 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量擴充、主存儲器的容量擴充 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 CSCS

33、WEWE I/OI/O A A0 0 A A1313 WE A0-A13 D0 D7 譯碼譯碼 器器 A14 A15 例：由例：由16K*8位位 擴充成擴充成64K*8位位 的存儲器的存儲器 mknk，需，需n/m組芯片，組芯片， 每組一片每組一片 ewch4存儲器 (3)(3)字位擴展：字位擴展：字向和位向同時進行擴展。字向和位向同時進行擴展。 使用使用L L字字K K位芯片擴充成位芯片擴充成M M字字N N位存儲器位存儲器, ,需需 (M/L)(M/L)(N/k)(N/k)片芯片，分片芯片，分M/LM/L組，每組組，每組N/KN/K片芯片片芯片 4.2 主存儲器主存儲器 4、主存儲器的容量

34、擴充、主存儲器的容量擴充 ewch4存儲器 CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 |

35、| A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE CSCS A A0 0 | | A A9 9 I/OI/O1 1- -4 4 WEWE G G2A2A G G2B2B Y Y3 3 G G1 1 Y Y2 2 C C Y Y1 1 B B Y Y0 0 A A 7 4 1 3 8 D D0 0 D D7 7 A A0 0-A-A9 9 A A1414 A A1313 A A1212 A A1111 A A1010 MREQMREQ A A1515 WRWR C P U 1K4擴展為擴展為4K8 ewch4存儲器 4.2 主存儲器主存儲器 5、主存儲器芯片的外特性、主存儲器芯片的外特

36、性 ewch4存儲器 4.2 主存儲器主存儲器 主存儲器與主存儲器與CPU總線相關的信號線總線相關的信號線 （1）地址線）地址線(A19A0) 用來輸入選擇存儲器中一個存儲單元的地址信號。用來輸入選擇存儲器中一個存儲單元的地址信號。 （2）數據線）數據線(D7D0) 用來存取數據，一個存儲單元存放用來存取數據，一個存儲單元存放8位數據。位數據。 （3）控制線）控制線 ROM：芯片允許：芯片允許CE，輸出允許，輸出允許OE。 RAM：芯片允許：芯片允許CE，輸出允許，輸出允許OE，寫允許，寫允許WR。 5、主存儲器芯片的外特性、主存儲器芯片的外特性 ewch4存儲器 數據線數據線 IO/M 高位

37、地址高位地址 CPU （子系統）（子系統） WR 低位地址低位地址 RAM CS WE 芯片地址芯片地址 ROM CS 芯片地址芯片地址 譯譯 碼碼 器器 AB DB ewch4存儲器 4.3 存儲器應用存儲器應用 ewch4存儲器 4.3 存儲器應用存儲器應用 2764的的CE接接8086/8088 CPU的的A19; A0A12接接CPU地址總線的地址總線的A0A12; D0D7接數據總線的接數據總線的AD0AD7 ； OE=RDIO/M(或運算或運算) CPU 訪問訪問2764芯片，須滿足如下條件：芯片，須滿足如下條件： (1)OE=0，即，即RD和和IO/M 必須同時為必須同時為0，則

38、，則CPU執(zhí)行對存儲器執(zhí)行對存儲器 的讀操作。的讀操作。 (2)CE=0，即，即A19 =0。 (3) CPU的的A0A12引腳為引腳為0000H1FFFH。 解：解： ewch4存儲器 4.3 存儲器應用存儲器應用 從以上條件可以得出，從以上條件可以得出，2764的地址范圍是：的地址范圍是： A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0 首單元地址首單元地址 0 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 尾單元地址尾單元地址 0 X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

39、 其中其中X可以是低電平，也可以是高電平?？梢允堑碗娖?，也可以是高電平。 因此因此2764可以有可以有64種不同的地址范圍。存儲器地址范圍不唯一，種不同的地址范圍。存儲器地址范圍不唯一， 浪費了浪費了CPU的尋址空間。的尋址空間。 例如，例如，00000H01FFFH,02000H03FFFH,04000H05FFFH 06000H07FFFH都是都是2764的地址范圍。的地址范圍。 ewch4存儲器 4.3 存儲器應用存儲器應用 CPU的的A19經過非門接經過非門接6264的的CE; OE=RD IO/M(或運算或運算) ; WE=WR IO/M； 地址線和數據線的連接同地址線和數據線的連接

40、同2764 CPU對對6264進行操作必須滿足以下條件：進行操作必須滿足以下條件： (1)OE=0,即即RD和和IO/M 同時為同時為0，CPU對存儲器執(zhí)行讀操作對存儲器執(zhí)行讀操作; 或或WE=0,即即WR和和IO/M 同時為同時為0，CPU對存儲器執(zhí)行寫操作。對存儲器執(zhí)行寫操作。 (2)CE=0,即即A19 =1。 (3)CPU的的 A0A12為為0000H1FFFH。 ewch4存儲器 4.3 存儲器應用存儲器應用 從以上條件可以得出，從以上條件可以得出，6264的地址范圍：的地址范圍： A19A18A17A16A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

41、首單元地址首單元地址 1 X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 尾單元地址尾單元地址 1 X X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 其中其中X可以是低電平，也可以是高電平?？梢允堑碗娖剑部梢允歉唠娖?。 6264也有也有64種不同的地址：種不同的地址：80000H81FFFH，82000H83FFFH， 84000H85FFFH，86000H87FFFH等等 ewch4存儲器 4.3 存儲器應用存儲器應用 假設我們選用假設我們選用6264的地址范圍為的地址范圍為80000H81FFFH。6264的單元個數為的單元個數為 8

42、K，即，即213。由于。由于6264地址范圍為地址范圍為80000H81FFFH，不妨設其段地址為，不妨設其段地址為 8000H，則，則6264首地址的偏移地址為首地址的偏移地址為0000H，尾地址的偏移地址為，尾地址的偏移地址為1FFFH。 對存儲器清對存儲器清0編程如下：編程如下： MOV AX,8000H ;6264首地址的段地址首地址的段地址 MOV DS,AX ;把段地址存入數據段寄存器把段地址存入數據段寄存器 MOV CX,1FFFH ; 6264的單元個數的單元個數213-1 MOV BX,0000H ; 6264首地址的偏移地址首地址的偏移地址 MOV AL,00H ;對累加器

43、清對累加器清0 P1: MOV BX,AL ;把把0存儲到存儲器單元中存儲到存儲器單元中 INC BX ;存儲器指針加存儲器指針加1 LOOP P1 ;循環(huán)循環(huán)1FFFH次次 ewch4存儲器 格式化過的格式化過的 磁盤被分成很磁盤被分成很 多圓形的磁道多圓形的磁道 磁道上的一個扇區(qū)可以存儲磁道上的一個扇區(qū)可以存儲512字節(jié)的字節(jié)的 數據。小于或等于數據。小于或等于512字節(jié)的文件存儲字節(jié)的文件存儲 在一個扇區(qū)中。大的文件分割存儲在在一個扇區(qū)中。大的文件分割存儲在 多個扇區(qū)中多個扇區(qū)中 磁道被分成磁道被分成 楔形的扇區(qū)楔形的扇區(qū) 磁盤的外部磁盤的外部 邊緣和內部邊緣和內部 邊緣不存儲邊緣不存儲

44、 數據數據 4.4 外存儲器外存儲器 1、磁道和扇區(qū)的概念、磁道和扇區(qū)的概念 ewch4存儲器 4.4 外存儲器外存儲器 每個數據存儲表面每個數據存儲表面 都有自己的都有自己的讀寫磁讀寫磁 頭頭。磁頭沿著徑向。磁頭沿著徑向 移動定位磁道。磁移動定位磁道。磁 頭距離磁盤表面大頭距離磁盤表面大 約是約是5微英寸。因此，微英寸。因此， 在硬盤盤片上，可在硬盤盤片上，可 以存放更多的數據以存放更多的數據 盤片表面被格式化成盤片表面被格式化成柱面柱面和和扇區(qū)扇區(qū)。柱面就是在磁盤組中，與盤組旋轉軸保持。柱面就是在磁盤組中，與盤組旋轉軸保持 相同額定距離的全部磁道的集合。要尋找文件，計算機必須知道柱面、扇區(qū)

45、相同額定距離的全部磁道的集合。要尋找文件，計算機必須知道柱面、扇區(qū) 和文件所在的磁盤盤片和文件所在的磁盤盤片 驅動器的驅動器的軸軸上可以裝上可以裝 有一個或多個盤片。有一個或多個盤片。 盤片的每個表面都可盤片的每個表面都可 以存儲數據。盤片越以存儲數據。盤片越 多就意味著存儲的數多就意味著存儲的數 據越多。軸上的盤片據越多。軸上的盤片 在一起旋轉定位扇區(qū)。在一起旋轉定位扇區(qū)。 每分鐘可以旋轉幾千每分鐘可以旋轉幾千 轉轉 2、硬盤驅動器的工作原理、硬盤驅動器的工作原理 ewch4存儲器 3 3、簇和文件分配表（、簇和文件分配表（FATFAT） v簇就是一組扇區(qū)，它是計算機可以訪問的最小存儲單元。

46、一簇中簇就是一組扇區(qū)，它是計算機可以訪問的最小存儲單元。一簇中 扇區(qū)的數量依賴于計算機的類型和磁盤的容量。文件實際是存儲扇區(qū)的數量依賴于計算機的類型和磁盤的容量。文件實際是存儲 在簇中。在簇中。 u每個簇都有編號，操作系統記錄表用來記錄扇區(qū)對應哪個簇每個簇都有編號，操作系統記錄表用來記錄扇區(qū)對應哪個簇 v而文件分配表（而文件分配表（FATFAT）用來記錄磁盤上的文件和它們在硬盤上物）用來記錄磁盤上的文件和它們在硬盤上物 理位置所對應的簇的編號，理位置所對應的簇的編號，FATFAT是一個操作系統文件。是一個操作系統文件。 u當計算機在磁盤上讀取文件時，都要通過當計算機在磁盤上讀取文件時，都要通過

47、FATFAT表來完成相應操表來完成相應操 作作 4.4 外存儲器外存儲器 ewch4存儲器 （1 1）操作系統存儲文件的過程描述：）操作系統存儲文件的過程描述： 如下頁所示如下頁所示 v當存儲一個文件時，操作系統首先查看當存儲一個文件時，操作系統首先查看FATFAT表表尋找空簇尋找空簇 v找到后，操作系統就將找到后，操作系統就將數據存放數據存放在空簇中，在在空簇中，在FATFAT表中表中 記錄下該簇的編號記錄下該簇的編號。新文件的名字和包含該文件數據的。新文件的名字和包含該文件數據的 首簇編號記錄在目錄中。首簇編號記錄在目錄中。 v如果一簇如果一簇放不下放不下一個文件，就將該一個文件，就將該文

48、件分割文件分割，存放在相，存放在相 鄰的空簇中。鄰的空簇中。 v如果相鄰的簇有數據，操作系統就會將該文件如果相鄰的簇有數據，操作系統就會將該文件存放在不存放在不 連續(xù)的簇中連續(xù)的簇中，并建立指針用來連接并建立指針用來連接。指針指向文件的每。指針指向文件的每 一片。一片。 4.4 外存儲器外存儲器 ewch4存儲器 目錄目錄 文件名文件名起始簇起始簇 Bio.txt3 Jord.doc6 Pick.wps8 FAT 簇簇狀態(tài)狀態(tài)注釋注釋 11操作系統保留操作系統保留 21操作系統保留操作系統保留 34Bio.txt的起始簇，指向第的起始簇，指向第4簇存儲簇存儲 Bio.txt的其他數據的其他數據

49、 4999Bio.txt的最后一簇的最后一簇 50空空 67Jord.doc的起始簇，指向第的起始簇，指向第7簇存儲簇存儲 Jord.doc的其他數據的其他數據 79指向第指向第9簇存儲簇存儲Jord.doc的其他數據的其他數據 8999Pick.wps的起始簇和最后一簇的起始簇和最后一簇 9999Jord.doc的最后一簇的最后一簇 1. 目錄是一個操作系統創(chuàng)建的文件，包含了磁盤上的文目錄是一個操作系統創(chuàng)建的文件，包含了磁盤上的文 件列表以及每個文件起始簇的編號。目錄和件列表以及每個文件起始簇的編號。目錄和FAT表一起表一起 可確定文件的位置可確定文件的位置 2. 目錄中顯示一個名為目錄中顯示一個名為“Jord.doc”的文件從第的文件從第6簇開始簇開始 3. 文件分配表是操作系統管理的文件，用于明確磁盤上文件分配表是操作系統管理的文件，用于明確磁盤上 文件的物理位置文件的物理位置 4. FAT中每一簇都有個數字指示中每一簇都有個數字指示 該簇的狀態(tài)。如果狀態(tài)是該簇的狀態(tài)。如果狀態(tài)是“1”， 那么該簇被保