第五章存储器 51存储器的分类(P207) 存储器就是用来存储程序和数据的,程序和数据都是信息 的表现形式 存储器是计算机(包括微机)硬件系统的重要组成部分,有了 存储器,计算机才具有“记忆”功能,才能把程序及数据的代 码保存起来,才能使计算机系统脱离人的干预,而自动完成信 息处理的功能。 存储器的容量越大,记忆的信息也就越多,计算机的功能 也就越强
第五章 存储器 5.1 存储器的分类（P207） 存储器就是用来存储程序和数据的，程序和数据都是信息 的表现形式。 存储器是计算机(包括微机)硬件系统的重要组成部分，有了 存储器，计算机才具有“记忆”功能，才能把程序及数据的代 码保存起来，才能使计算机系统脱离人的干预，而自动完成信 息处理的功能。 存储器的容量越大，记忆的信息也就越多，计算机的功能 也就越强
存储器系统的三项主要性能 存储容量:是存储器系统的首要性能指标,因为存储容量越大 则系统能够保存的信息量就越多,相应计算机系统的功能就越 强 存储器的存取速度:直接决定了整个微机系统的运行速度,因 此,存取速度也是存储器系统的重要的性能指标; 存储器的成本:也是存储器系统的重要性能指标。 为了在存储器系统中兼顾以上三个方面的指标,目前在计 算机系统中通常采用三级存储器结构,即使用高速缓冲存储器 主存储器和辅助存储器,由这三者构成一个统一的存储系统。 从整体看,其速度接近高速缓存的速度,其容量接近辅存的容 量,而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格
存储器系统的三项主要性能 存储容量：是存储器系统的首要性能指标，因为存储容量越大， 则系统能够保存的信息量就越多，相应计算机系统的功能就越 强； 存储器的存取速度：直接决定了整个微机系统的运行速度，因 此，存取速度也是存储器系统的重要的性能指标； 存储器的成本：也是存储器系统的重要性能指标。 为了在存储器系统中兼顾以上三个方面的指标，目前在计 算机系统中通常采用三级存储器结构，即使用高速缓冲存储器、 主存储器和辅助存储器，由这三者构成一个统一的存储系统。 从整体看，其速度接近高速缓存的速度，其容量接近辅存的容 量，而其成本则接近廉价慢速的辅存平均价格
存储器分类(P207) 1.按照存取速度和用途分类 按照存取速度和用途可把存储器分为两大类:内部存储器(简 称内存,又称主存储器)和外部存储器(简称外存)。 内存:主存储器,位于计算机主机内部,用于存放当前正在使用或 经常使用的程序或数据。其特点是,CPU可以直接对它进行访问 速度较快,容量较小,价格较贵,一般由半导体存储器构成。内存 的容量受CPU地址总线位数的限制。 外存:辅助存储器,位于计算机主机外部,用于存放程序或数据。 其特点是,CPU不能直接对它进行访问,由专用的设备来管理,速 度较慢,容量较大,价格较便宜,一般由磁存储器或光存储器构成。 外存与CPU之间没有直接通路,外存中的信息在需要时先调 到主存,然后由CPU执行
存储器分类（P207） 1. 按照存取速度和用途分类 按照存取速度和用途可把存储器分为两大类：内部存储器（简 称内存，又称主存储器）和外部存储器（简称外存）。 内存：主存储器，位于计算机主机内部，用于存放当前正在使用或 经常使用的程序或数据。其特点是，CPU可以直接对它进行访问， 速度较快，容量较小，价格较贵，一般由半导体存储器构成。内存 的容量受CPU地址总线位数的限制。 外存：辅助存储器，位于计算机主机外部，用于存放程序或数据。 其特点是，CPU不能直接对它进行访问，由专用的设备来管理，速 度较慢，容量较大，价格较便宜，一般由磁存储器或光存储器构成。 外存与CPU之间没有直接通路，外存中的信息在需要时先调 到主存，然后由CPU 执行
2.按构成存储器的器件和存储介质分类 按构成存储器的器件和存储介质主要可分为:磁芯存储器、半 导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光 盘存储器等。 3.按存取方式分类 可将存储器分为随机存取存储器、只读存储器两种形式 (1)随机存储器RAM( Random Access memory) 又称读写存储器,指能够通过指令随机地、个别地对其中各个 单元进行读/写操作的一类存储器 按照存放信息原理的不同,随机存储器又可分为静态和动态两 种。静态RAM(SRAM)是以双稳态元件作为基本的存储单元来 保存信息的,因此,其保存的信息在不断电的情况下,是不会被破 坏的;而动态RAM(DRAM)是靠电容的充、放电原理来存放信 息的,由于保存在电容上的电荷,会随着时间而泄露,因而会使得 这种器件中存放的信息丢失,必须定时进行刷新
2. 按构成存储器的器件和存储介质分类 按构成存储器的器件和存储介质主要可分为：磁芯存储器、半 导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光 盘存储器等。 3．按存取方式分类 可将存储器分为随机存取存储器、只读存储器两种形式。 （1）随机存储器RAM(RandomAccess Memory) 又称读写存储器，指能够通过指令随机地、个别地对其中各个 单元进行读/写操作的一类存储器。 按照存放信息原理的不同，随机存储器又可分为静态和动态两 种。静态RAM（SRAM）是以双稳态元件作为基本的存储单元来 保存信息的，因此，其保存的信息在不断电的情况下，是不会被破 坏的；而动态RAM（DRAM）是靠电容的充、放电原理来存放信 息的，由于保存在电容上的电荷，会随着时间而泄露，因而会使得 这种器件中存放的信息丢失，必须定时进行刷新
(2)只读存储器ROM(Read- Only Memory) 在微机系统的运行过程中,只能对其进行读操作,而不能 进行写操作的一类存储器。ROM通常用来存放固定不变的程序 汉字字型库、字符及图形符号等。 随着半导体技术的发展,只读存储器也出现了不同的种类, 如可编程的只读存储器PROM( Programmable ROM),可擦除的 可编程的只读存储器 EPROM( Erasible programmable ROm)和 EZPROM( Electric^ Erasible programmable rom以及掩膜型只 读存储器MROM( Masked rom)等,近年来发展起来的快擦型 存储器(F1 ash Memory)具有 EZPROM( EEPROM)的特点
（2）只读存储器ROM(Read-Only Memory) 在微机系统的运行过程中，只能对其进行读操作，而不能 进行写操作的一类存储器。ROM通常用来存放固定不变的程序、 汉字字型库、字符及图形符号等。 随着半导体技术的发展，只读存储器也出现了不同的种类， 如可编程的只读存储器PROM(Programmable ROM)，可擦除的 可编程的只读存储器EPROM(Erasible Programmable ROM)和 E2PROM(Electric Erasible Programmable ROM)以及掩膜型只 读存储器MROM(Masked ROM)等，近年来发展起来的快擦型 存储器(F1ash Memory)具有E2PROM （ EEPROM ）的特点
3.按在微机系统中位置分类 分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、缓冲存储器等,主 存储器又称为系统的主存或者内存,位于系统主机的内部,CPU可 以直接对其中的单元进行读/写操作;辅存存储器又称外存,位于 系统主机的外部,CPU对其进行的存/取操作,必须通过内存才能 进行;缓冲存储器位于主存与CPU之间,其存取速度非常快,但存 储容量更小,可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾,提高整 个系统的运行速度。 另外,还可根据所存信息是否容易丢失,而把存储器分成易失 性存储器和非易失性存储器。如半导体随机存储器(DRAM, SRAM),停电后信息会丢失,属易失性;而半导体只读存储器 (ROM),磁带和磁盘等磁表面存储器,属非易失性存储器
3．按在微机系统中位置分类 分为主存储器(内存)、辅助存储器(外存)、缓冲存储器等，主 存储器又称为系统的主存或者内存，位于系统主机的内部，CPU可 以直接对其中的单元进行读/写操作；辅存存储器又称外存，位于 系统主机的外部，CPU对其进行的存/取操作，必须通过内存才能 进行；缓冲存储器位于主存与CPU之间，其存取速度非常快，但存 储容量更小，可用来解决存取速度与存储容量之间的矛盾，提高整 个系统的运行速度。 另外，还可根据所存信息是否容易丢失，而把存储器分成易失 性存储器和非易失性存储器。如半导体随机存储器（DRAM， SRAM），停电后信息会丢失，属易失性；而半导体只读存储器 （ROM），磁带和磁盘等磁表面存储器，属非易失性存储器
存储器分类: 缓冲存储器 Cache 双极型半导体存储器 随机存储器(RAM) MOS存储器(静态、动态) 存储器 掩膜型只读存储器ROM 可编程只读存储器PROM 只读存储器(ROM)紫外线可擦除只读存储器 EPROM 电可擦除只读存储器 EEPROM 磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器 外部存储器{磁带存储器 光盘存储器
缓冲存储器(Cache) 双极型半导体存储器 随机存储器(RAM) MOS存储器（静态、动态） 存储器 掩膜型只读存储器ROM 可编程只读存储器PROM 只读存储器(ROM) 紫外线可擦除只读存储器EPROM 电可擦除只读存储器EEPROM 磁盘(软盘、硬盘、盘组)存储器 外部存储器 磁带存储器 光盘存储器 存储器分类 ：
存储器选择的原则 1.选取存储器芯片的原则 只读存储器常用于固化程序和常数,以便系统一开机就可 按预定的程序工作。若所设计的系统是小批量生产或开发产品, 则建议使用 EPROM和 E2PROM;若为成熟的大批量产品,则 应采用PROM或掩膜ROM,以降低生产成本和提高系统的可 靠性。 随机存储器常用来存取实时数据、变量和运算结果。若所 用的RAM容量较小或要求较高的存取速度,则宜采用SRAM; 若所用的RAM容量较大或要求低功耗,则应采用DRAM,以 降低成本
存储器选择的原则 1. 选取存储器芯片的原则 只读存储器常用于固化程序和常数，以便系统一开机就可 按预定的程序工作。若所设计的系统是小批量生产或开发产品， 则建议使用EPROM和E2PROM；若为成熟的大批量产品，则 应采用PROM或掩膜ROM，以降低生产成本和提高系统的可 靠性。 随机存储器常用来存取实时数据、变量和运算结果。若所 用的RAM容量较小或要求较高的存取速度，则宜采用SRAM； 若所用的RAM容量较大或要求低功耗，则应采用DRAM，以 降低成本
2.工作速度匹配 CPU对外部存储器进行读写所需要的时间称为CPU的访存时 间,是指CPU向外部存储器发出地址码和读/写完数据所需要的时 间。存储器的最大存取时间是存储器固有的时间(可查阅相关的 手册或实际测量获得)。为了使CPU和外部存储器同步而可靠工 作,CPU的访存时间必须大于所用外部存储器的最大存取时间。 3.对存储容量的要求 微机所需的存储容量与存储器芯片本身的存储容量不是同 个概念。微机所需的存储容量是由实际应用系统的应用程序和实 时数据的数量决定的,而存储器芯片的存储容量是存储器固有的 参数,不同型号的存储器的存储容量也不同。一般说来,在应用 系统所需存储容量不变的前提下,若所选存储器本身存储容量越 大,则所用芯片数量就越小,所需的地址译码电路就越简单
2. 工作速度匹配 CPU对外部存储器进行读写所需要的时间称为CPU的访存时 间，是指CPU向外部存储器发出地址码和读/写完数据所需要的时 间。存储器的最大存取时间是存储器固有的时间（可查阅相关的 手册或实际测量获得）。为了使CPU和外部存储器同步而可靠工 作， CPU的访存时间必须大于所用外部存储器的最大存取时间。 3. 对存储容量的要求 微机所需的存储容量与存储器芯片本身的存储容量不是同一 个概念。微机所需的存储容量是由实际应用系统的应用程序和实 时数据的数量决定的，而存储器芯片的存储容量是存储器固有的 参数，不同型号的存储器的存储容量也不同。一般说来，在应用 系统所需存储容量不变的前提下，若所选存储器本身存储容量越 大，则所用芯片数量就越小，所需的地址译码电路就越简单
4.对存储器地址空间的分配 在确定RAM和ROM的容量和所选存储器的型号和数量之后, 还必须给每个芯片划定一个地址范围,无论怎样划定存储器的地 址范围,都必须满足存储器本身的存储容量,否则会造成存储器 硬件资源的浪费。 5.合理地选择地址译码方式 可根据实际应用系统的具体情况,按线选法、全地址译码法、 部分地地址译码法等地址译码方式的优缺点选择合理的地址译码 方式。 6.功耗要求 在应用系统要求低功耗时,应尽量选择CMOS器件,但 CMoS器件容量小、速度慢,HMOS器件在功耗、速度方面具有 较好的特性。 总之,要从易失性、只读性、位容量、功耗、速度、价格、 可靠性等方面选择存储器
4. 对存储器地址空间的分配 在确定RAM和ROM的容量和所选存储器的型号和数量之后， 还必须给每个芯片划定一个地址范围，无论怎样划定存储器的地 址范围，都必须满足存储器本身的存储容量，否则会造成存储器 硬件资源的浪费。 5. 合理地选择地址译码方式 可根据实际应用系统的具体情况，按线选法、全地址译码法、 部分地地址译码法等地址译码方式的优缺点选择合理的地址译码 方式。 6. 功耗要求 在应用系统要求低功耗时，应尽量选择CMOS器件，但 CMOS器件容量小、速度慢，HMOS器件在功耗、速度方面具有 较好的特性。 总之，要从易失性 、只读性、位容量 、 功耗、速度、价格、 可靠性等方面选择存储器
