講——存儲器

1、計(jì)算機(jī)組成原理課程教案（第6次課）尸片 早節(jié) 名稱第4章存儲器(4.2.34.2.4)課時(shí) 安排第3周2學(xué)時(shí)授課 方式理論課教學(xué)環(huán)境及 教具準(zhǔn)備有投影儀的教室PPT多媒體教學(xué)課件教學(xué) 目的熟練掌握靜態(tài)和動態(tài)隨機(jī)存儲器的工作原理及技術(shù)指標(biāo)，了解只讀存儲器工作原理教學(xué) 重點(diǎn)從本質(zhì)上理解RAM和ROM存儲芯片單元電路讀/寫原理；動態(tài)RAM 刷新原理教學(xué) 難點(diǎn)RAM讀寫時(shí)序、動態(tài)存儲器的刷新教學(xué)基本內(nèi)容是否重、難點(diǎn)方法及手段423隨機(jī)存取存儲器424只讀存儲器重點(diǎn)&難點(diǎn) 了解舉例講解 多媒體講解教學(xué)過程與設(shè)計(jì)復(fù)習(xí)舊課：計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)存儲在“記憶裝置”存儲器中，其他部件是怎樣與 它交互的呢？引入新課：存

2、儲器中的數(shù)據(jù)為什么有的穩(wěn)定，有的容易丟失呢？423隨機(jī)存取存儲器隨機(jī)存取存儲器按其存儲信息的原理不同， 可分為靜態(tài)RAM和動態(tài)RAM 兩大類。（1）靜態(tài)RAM1）靜態(tài)RAM基本單元電路存儲器中用于寄存“0和 “ 1代碼的電路稱為存儲器的基本單元電路。 動畫演示P77圖4.11是一個由6個MOS管組成的基本單元電路。靜態(tài)RAM是用觸發(fā)器工作原理存儲信息，因此即使信息讀出后，它仍 保存其原狀態(tài)，不需要再生。但電源掉電時(shí)，原存信息丟失，故它屬易 失性半導(dǎo)體存儲器。2）靜態(tài)RAM芯片舉例Intel2114芯片的基本單元電路由6個MOS管組成。 P77圖4.12是一個容量為1KX4位2114外特性示意圖

3、。FLASH動畫演示P78圖4.13是2114RAM芯片結(jié)構(gòu)示意圖。問題4: Intel2114芯片如何進(jìn)行列地址選擇？3）靜態(tài)RAM讀/寫時(shí)序動畫演示P79圖4.14是2114RAM矩陣結(jié)構(gòu)示意圖。讀周期時(shí)序：P79圖4.15是2114RAM芯片讀周期時(shí)序，在整個讀周期 中WE始終為高電平。寫周期時(shí)序：P80圖4.16是2114RAM寫周期時(shí)序。（2）動態(tài)RAM1）動態(tài)RAM的基本單元電路常見的動態(tài)RAM基本單元電路有三管式和單管式兩種，它們的共同特 點(diǎn)是靠電容存儲電路的原理來寄存信息。動畫演示圖4.17示意了 T1、T2、T3這3個MOS管組成的三管MOS 動態(tài)RAM基本單元電路。動畫演示

4、圖4.18示意了 T這1個MOS管組成的單管 MOS動態(tài)RAM 基本單元電路。FLASH動畫演示動態(tài)單元電路。2）動態(tài)RAM芯片舉例三管動態(tài)RAM 芯片（Intel 1103）三管動態(tài)RAM芯片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4.19所示，采用重合法選擇基 本單元電路，動畫演示其讀寫過程。單管動態(tài)RAM 芯片（Intel 4116）單管動態(tài)RAM芯片結(jié)構(gòu)的示意圖如圖4.20所示，動畫演示其讀寫過 程。問題5: Intel4116動態(tài)RAM芯片中讀出放大器的工作原理怎樣？3）動態(tài)RAM時(shí)序行、列地址分開傳送讀時(shí)序：行地址#RAS有效、寫允許#WE有效（高）、列地址#CAS有效、 數(shù)據(jù)Dout有效。寫時(shí)序：行地址

5、#RAS有效、寫允許#WE有效（低）、數(shù)據(jù)Din有效、列 地址#CAS有效。4）動態(tài)RAM的刷新刷新的過程實(shí)質(zhì)上是先將原存信息讀出、再由刷新放大器形成原信息并重 新寫入的再生過程。問題6:刷新放大器工作原理是怎樣的？集中刷新集中刷新是在規(guī)定的一個刷新周期內(nèi)，對全部存儲單元集中一段時(shí)間逐行 進(jìn)行刷新，此刻必須停止讀/寫操作。分散刷新分散刷新是指對每行存儲單元的刷新分散到每個存儲周期內(nèi)完成。異步刷新異步刷新是前兩種方式的結(jié)合，它既可縮短死時(shí)間”又充分利用最大刷新間隔2ms的特點(diǎn)。例題：一個8KX8位的動態(tài)RAM芯片，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列成256X256形式， 存取周期為0.1 a。試問米用集中刷新、分散

6、刷新和異步刷新三種方式的刷新 間隔各為多少？(3)動態(tài)RAM與靜態(tài)RAM的比較4.2.4只讀存儲器(1) 掩模ROM行列選擇線交叉處有 MOS管為“ 1；行列選擇線交叉處無 MOS管為 “0”用戶是無法改變原始狀態(tài)的。書中圖 4.27示意一個1K X 1位的MOS管掩膜ROM ”(2) PROMPROM是可以實(shí)現(xiàn)一次性編程的只讀存儲器。書中圖4.28示意一個由雙極型電路和熔絲構(gòu)成的基本單元電路。(3) EPROMEPROM是一種光可擦除可編程只讀存儲器。(4) EEPROMEEPROM可多次性編程，是電可擦除可編程只讀存儲器。(5) Flash Memory (快擦型存儲器)實(shí)驗(yàn) 內(nèi)容實(shí)驗(yàn)五掌

7、握靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器RAM工作特性及數(shù)據(jù)的讀寫方法內(nèi)習(xí) 課練PPT多媒體教學(xué)課件后的 課堂練習(xí)題課外 作業(yè)P150151頁教材課后練習(xí)題4.13、4.14考核 要求1. 本章考試題型主要有：選擇題、填空題、簡答題、設(shè)計(jì)應(yīng)用題2. 本章主要考核存儲器的層次結(jié)構(gòu)和半導(dǎo)體隨機(jī)存取存儲器的工作 原理、動態(tài)RAM刷新和存儲器的校驗(yàn)、Cache和虛存概念、存儲器 與CPU的連接和Cache-主存地址映射參考 資料1 白中英計(jì)算機(jī)組成原理(第四版.立體化教材)科學(xué)出版社，20122 唐朔飛計(jì)算機(jī)組成原理學(xué)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題解答.高等教育出版社,20103 李淑芝計(jì)算機(jī)組成原理考研指定教材習(xí)題解答自編,20134 李淑芝，歐陽城添,