微机原理：I/O端口编址方式与半导体存储器

“三I/O端口的编址方式-微机原理课件” 在微机原理中，I/O端口的编址方式是计算机硬件系统设计的重要部分，它决定了CPU如何与外部设备进行通信。主要有两种编址方式：独立编址和存储器映象编址。 1. **独立编址**，也称为专用的I/O端口编址，特点是将内存空间和I/O空间分开处理。在这种方式下： - **空间独立**：CPU使用不同的地址空间来区分内存和I/O设备，通常通过M/IO信号来区别。内存地址和I/O地址是相互独立的，不会重叠。 - **指令独立**：CPU使用专门的指令来访问内存和I/O端口。例如，使用`MOV`指令来操作内存，而使用`IN`和`OUT`指令来读写I/O端口。这样使得指令集更加清晰，易于理解和编程。 - **I/O地址空间最大64K**：这意味着系统可以为最多64K个不同的I/O端口分配地址。 2. **存储器映象编址**，也称为外设与存储器统一编址，这种编址方式将I/O端口映射到内存空间的一部分。 - **空间统一**：外设的端口地址直接占据内存地址的一部分，使得内存空间被占用，但同时也允许更大的地址空间用于I/O设备，不过这可能会减少可用的内存地址。 - **指令统一**：使用常规的内存访问指令来读写I/O端口，这增加了指令的通用性，但也可能导致代码阅读困难，因为无法直观地分辨出操作的是内存还是I/O设备。 这两种编址方式各有优缺点。独立编址提供了清晰的指令和地址空间，但可能需要更多的硬件支持；存储器映象编址简化了指令集，但可能导致地址空间的混乱。 此外，课件中还提到了微机存储系统的层次结构，包括CPU寄存器、内部和外部Cache、主存储器以及辅助存储器。存储器按照制造工艺分为双极型和MOS型，按工作方式分为随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），其中RAM又分为静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM），ROM则有多种类型如掩膜ROM、PROM、EPROM和EEPROM。这些不同类型的存储器具有不同的速度、功耗、集成度和价格特性，适用于不同的应用场景。 半导体存储器的结构通常包含地址寄存器、译码驱动电路、读/写电路以及存储元。地址寄存器用于存储地址，译码驱动电路根据地址选择特定的存储单元，读/写电路负责数据的读取和写入。存储器的主要技术指标包括存储容量和存取时间，前者定义了存储器能存储的信息量，后者则表示访问存储单元所需的时间，是衡量存储器性能的关键参数之一。