存储器
分类
内存储器
- 存取速度和CPU处理速度相当
- 存储器容量受到地址总线的限制
- CPU可通过三总线（地址、数据、控制）直接对它进行访问
- 主要采用半导体存储器
外存储器
- 存取速度比CPU处理速度慢
- 存储器容量不受地址总线的限制
- CPU必须通过专用的I/O接口进行访问
- 主要采用光、磁介质存储器
选择存储器的考虑因素
- 易失性 电源断开后，存储器的内容是否丢失
- 只读性 数据写入后，只能读/可读写/随机存取
- 存储容量 指存储器能够记忆的信息总量，它常用存储有多少个存储单元，每个存储单元又有多少个二进制位来表示 存储容量 = 存储单元数 * 每单元位数
- 访问时间 指存储器接收到稳定的地址信号到完成操作的时间，主要与制作工艺有关
- 功耗 功耗和速度成正比
半导体存储器分类
- RAM 读写存储器
- ROM 只读存储器
- Flash Memory 断电长期保存，快擦，多次重复擦/写
半导体存储器的组成
- 存储体
- 地址译码器
- 读写控制电路
静态RAM（SRAM）
特点
- 只要电源接通所存储的信息就不会丢失
- 不要刷新电路
- 容量较动态RAM为小
动态RAM（DRAM）
特点
- 每隔大约2ms必须对数据进行刷新，否则所存储的信息就会丢失
- 要有刷新电路
- 容量较静态RAM为大
DRAM控制器
- 掩膜ROM 厂家一次写入数据
- PROM 用户可一次写入数据
- EPROM 用户可多次写入数据
存储器容量扩充
- 数据宽度扩充 即每个存储单元的位扩展
- 字节的扩充 即字节数扩展
存储器与CPU连接
连接时要考虑
- 总线的负载能力
- CPU与存储器的速度配合
- 存储器容量、地址的分配和片选
- 数据线和控制线的连接
存储器地址的分配
- 线选法：直接将地址线高位接往某存贮芯片的片选端，低位地址接芯片内地址线；特点：线路简单，可用于较小的微机系统中；不能充分利用系统的存贮器空间，地址空间不连续，给编程带来了一定的困难
- 全译码法：N条低位地址线接存贮器芯片的地址端，进行片内存贮单元寻址；CPU地址总线中剩下的高位地址线全部接往地址译码器的输入端，译码后作为各芯片的片选信号，实现对存贮芯片的片选；特点：需用译码器，电路复杂，应用于存贮芯片较多时；地址空间连续
- 部分译码法：地址线高位进行译码产生片选信号时，有的地址线未参加译码，这些地址线在需要时可直接与芯片片选信号相连，以对芯片进行线选；常用典型译码器为3-8译码器
微机中存储器体系
层次化体系结构
CPU-寄存器组-Cache-内存-外存
内部分区结构
内存容量与地址总线关系：
- 8086最大内存容量1MB，地址总线20，2^20
- 80386/486最大内存容量4GB，地址总线32，2^32
- Pentium Pro最大内存容量64GB，地址总线36，2^36
- 现代64位处理器 最大内存容量17179869184GB，2^64
Cache
Cache与主存映射方式
- 命中 CPU要访问的数据在缓存中则直接访问Cache
- 不命中 不在Cache中，需要将该数所在主存整个字块一次调用Cache
- 命中率 CPU要访问的信息已在Cache中的概率