字扩展方式：构建64K存储系统的方法与原理

在计算机组成原理的存储系统章节中，字扩展方式是一个关键概念，它涉及到将低容量存储器升级到高容量存储器的过程。例如，从16K*8位的内存扩展到64K*8位，这通常通过组合多个m1K*8位的存储器芯片来实现。为了达到64K容量，需要（64K / 16K = 4）片这样的存储器芯片。 连接这些芯片时，地址、数据、读写控制线（如A0, A13, CS, WE, I/O）会被并联，以共享存取功能，而片选信号（CS）则单独引出，确保每一片存储器芯片都能被独立选中。在设计时，需要精心配置这些控制信号，以便正确选择和控制存储器的读写操作。 选择芯片时，依据的是芯片的片选信号，通过这些信号可以指定特定的芯片被激活。比如，如果有多组CS、WE、I/O和地址线，每组对应一块存储器，通过不同的地址和片选信号组合，可以访问不同的存储区域。 存储器的性能对于计算机系统至关重要，因为它直接影响了CPU的工作效率。主存储器（主存）如RAM，是CPU可以直接访问的快速设备，对程序执行速度影响巨大。而辅助存储器（外存）如硬盘或闪存，虽然速度较慢但容量大，主要用于长期存储和备份。 高速缓冲存储器（Cache）和虚拟存储器（Virtual Memory）是提升存储系统性能的两种策略。Cache通过靠近CPU的位置提供快速的数据缓存，减少对主存的访问次数；虚拟存储器则通过将部分数据暂存于外存，模拟出更大的有效内存空间，使得程序看起来像拥有更多的主存。 存储器的基本概念包括存储元、存储单元、存储体和存储字，这些都是构成存储器的基本单元。存储容量是衡量存储器大小的关键指标，通过存储单元的数量和每个单元的字长计算得出。存储器带宽则是衡量数据传输速度的参数，它反映了存储器在单位时间内能传输多少数据。 存取时间和存储周期是评价存储器性能的重要参数。存取时间是指从发起读写请求到数据准备好的时间，包括读出时间和写入时间。存储周期则是指连续两次独立操作之间的最短间隔，这个间隔会影响系统处理能力。 字扩展方式是通过硬件级的集成和控制技术，优化存储系统性能，以满足计算机在处理大量数据时的需求。理解和掌握这些概念对于理解计算机内部工作原理以及优化存储系统设计至关重要。