第7章 內存儲器及其管理

主講教師：XXX系部：XXXXXXXX微型計算機原理及應用第7章

內存儲器及其管理7.1存儲器概述

7.1.1存儲器的分類

1、按存取速度和在計算機系統中的地位分類主存儲器（簡稱主存）和輔助存儲器（簡稱輔存）2、

按存儲介質和作用機理分類存儲器可分為磁存儲器、光學存儲器、半導體存儲器。3、按存取方式分類分為可讀寫存儲器RAM和只讀存儲器ROM

7.1.2存儲器的性能指標7.1存儲器概述（續(xù)）1、存儲器容量：是存儲器可以容納的二進制信息總量，即存儲信息的總位（Bit）數。2、存取速度：存儲器芯片的存取速度可用存取時間和存儲周期這兩個時間參數來衡量。

7.2半導體存儲器

雙極型RAM可讀寫存儲器RAM

靜態(tài)RAM（SRAM）

MOS型RAM

動態(tài)RAM（DRAM）

只讀存儲器ROM半導體存儲器掩膜ROM可編程ROM（PROM）可擦除可編程ROM（EPROM）電可擦除可編程ROM（E2PROM）7.2.1可讀寫存儲器RAM1、靜態(tài)RAM（SRAM）

常用的靜態(tài)RAM芯片主要有2114、6116、6264、62128、62256等等，下面以6116芯片為例加以介紹。6116芯片是2K×8位的高速靜態(tài)CMOS可讀寫存儲器，片內共有2048個字節(jié)存儲單元（16384個基本位存儲單元）。6116的工作方式讀寫未選通10×01×001工作方式WEOECE圖7.26116芯片引腳圖

2、動態(tài)RAM（DRAM）動態(tài)RAM的基本存儲單元是單管動態(tài)存儲電路。其引腳圖見圖7.3。7.3動態(tài)RAM4164外部引腳

7.2.2只讀存儲器ROM1、掩膜式ROM

掩膜式ROM有如下特點：存儲的內容一經寫入便不能修改，靈活性差；存儲內容固定不變，可靠性高；少量生產時造價昂貴，因而只適應于定型批量生產。

2、可編程只讀存儲器PROM（ProgrammableROM）可編程只讀存儲器PROM便于用戶根據自己的需要來寫入存儲信息。PROM中的存儲內容一旦寫入就無法更改，是一種一次性寫入的只讀存儲器。3、可擦可編程只讀存儲器EPROM（ErasablePROM）

EPROM作為一種可以多次擦除和重寫的ROM，克服了掩膜式ROM和PROM靈活性差的缺點，但對EPROM編程時是在專門的編程器上進行的。而且信息的擦除也需要專門的設備。如Intel2716（2K×8）、2732A（4K×8）、2764（8K×8）、27128（16K×8）、27256（32K×8）、27512（64K×8）7.2.2只讀存儲器ROM（續(xù)）4、電可擦除可編程只讀存儲器E2PROM（ElectricallyEPROM）

E2PROM能以字節(jié)為單位擦除和改寫，在用戶系統下即可完成，使用起來就象RAM一樣方便，而且，掉電后內容不丟失。7.3半導體存儲器在微機系統中的應用

7.3.1存儲器在微機系統中的連接

1、關于地址線的連接不同容量的存儲器芯片，其地址線的位數不同。1K個單元的存儲器有10條地址線（A9~A0），2K個單元的存儲器有11條地址線（A10~A0），以此類推。2、關于數據線的連接若一片存儲器不夠8位數據，則需要用多片共同構成存儲單元；若CPU系統只有8條數據線，則存儲器的數據線與其一一對應相接即可。若有16條或32條數據線，則將內存分為兩個以上存儲體，每個存儲體對應一個8位數據線，分別進行尋址。3、關于控制線的連接不同的存儲器芯片，引腳功能的區(qū)別主要體現在控制線7.3.1存儲器在微機系統中的連接

(續(xù))7.3.2存儲器的選址

1、線選法所謂線選法，是指用某一條高位地址線直接作為存儲器芯片的片選信號。

特點：1）對應的存儲器尋址空間可能不唯一，2）若有多片存儲器均使用線選法選址，則可能出現地址不連續(xù)或交叉、重疊、覆蓋等現象。

例：試計算圖10.7中3片EPROM2764的尋址空間：設系統有16位地址線A15~A0，而存儲器本身使用的地址為A12~A0。我們用三條高位地址線A15，A14，A13分別做三片2764的片選信號。

圖7.7線選法舉例7.3.2存儲器的選址（續(xù)）

存儲器

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

尋址空間

2764（1）

0××

00000000000000

××0000000000001┇0

××1111111111111

0000H~1FFFH或2000H~3FFFH或4000H~5FFFH或6000H~7FFFH2764（2）

×0×0000000000000×0

×

0000000000001┇×0

×1111111111111

0000H~1FFFH或2000H~3FFFH或8000H~9FFFH或A000H~BFFFH2764（3）××0

0000000000000××0

0000000000001┇××0

1111111111111

0000H~1FFFH或4000H~5FFFH或8000H~9FFFH或C000H~DFFFH尋址空間的地址計算如下表所示

部分譯碼：存儲器本身不使用的高位地址有一部分參與譯碼，另一部分不參與譯碼。例：

2、譯碼法:是指通過譯碼電路或譯碼器產生存儲器的片選信號。譯碼法又可分為兩種，即部分譯碼和完全譯碼。圖7.8部分譯碼舉例7.3.2存儲器的選址（續(xù)）

存儲器

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

尋址空間

2764（1）

×

000000000000000×

000000000000001┇×

0011111111111110000H~7FFFH

或8000H~9FFFH2764（2）

×

010000000000000×

010000000000001┇×

011111111111111

2000H~3FFFH

或A000H~BFFFH各存儲器的尋址空間計算

7.3.2存儲器的選址（續(xù)）

完全譯碼法：存儲器本身不使用的高位地址線全部參與譯碼。如前例中若使用3-8譯碼器74LS138產生三片2764的片選信號，且讓A15，A14，A13都參與譯碼，連接方法見圖10.9。

圖7.9完全譯碼舉例

7.3.2存儲器的選址（續(xù)）

存儲器

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

尋址空間

2764（1）

00000000000000000

000000000000001┇0

001111111111111

0000H~1FFFH

2764（2）

00100000000000000

010000000000001┇0

0111111111111112000H~3FFFH

2764（3）

0

1000000000000000

100000000000001┇0

1011111111111114000H~5FFFH三片2764的尋址空間如下表所示

7.3.3存儲矩陣和存儲模塊

在微機系統中，常用存儲矩陣和存儲模塊來組織內存，它是指由若干片存儲器通過適當連接構成的一個存儲區(qū)域。動態(tài)RAM4164是64K×1的存儲芯片，假如用這種芯片構成128K×8的存儲模塊，就需要16片，如下頁圖7.10所示。

RAM的組織圖7.10存儲矩陣和存儲模塊舉例

7.3.3存儲矩陣和存儲模塊（續(xù)）

7.4.1PC微機存儲器空間分布

地址范圍存儲區(qū)空間大小00000H—003FFHBIOS中斷向量表1KB00400H—004FFHBIOS數據區(qū)0.5KB00500H—9FFFFH用戶程序區(qū)638.5KBA0000H—BFFFFH顯示緩沖區(qū)128KBC0000H—F5FFFH附加ROM區(qū)216KBF6000H—FFFFFH基本ROM區(qū)40KB

8086/8088微機系統中地址總線有20條，可尋址1MB的存儲