存储系统详解：字扩展与存储芯片组设计

本篇内容主要介绍了计算机组成原理中的存储系统基础知识，特别是针对字扩展方式（字串联方式）的实现。当主存储器的字长与单个存储芯片的字长相同时，但字节数不匹配，需要通过这种方式来构建具有不同容量的存储器。具体案例是，假设主存容量为64K x 8位，而可用的存储芯片是8K x 8位，可以通过以下步骤进行扩展： 1. 计算所需芯片数量：通过将主存总容量除以单个芯片的容量得到所需芯片数，即（64K x 8）/ (8K x 8) = 8片。 2. 地址分配和片选逻辑：由于CPU提供的地址线共有16根（A15~A0），而每个芯片只有13根地址线（A12~A0），所以前13根地址线直接连接到芯片，剩下的3根（A15~A13）作为片选信号。这些信号作为3-8译码器的输入，译码器的输出分别连接到8个芯片，确保每个芯片都能唯一被选中。 3. 逻辑设计：整体逻辑设计包括了如何通过译码器和地址线组合实现精确的地址映射，以及如何控制各个芯片的读写操作。 此外，文章还涵盖了存储系统的分类，包括按照在系统中的作用（主存、辅存、高速缓存）、存储介质（半导体存储器如RAM和ROM，以及光盘和磁表面存储器）、和存取方式（随机存取、顺序存取和直接存取）进行区分。在半导体存储器部分，讨论了不同类型的工艺（双极型、MOS型、TTL型和ECL型）的特点，以及静态MOS、动态MOS等工作方式。静态MOS存储器因其速度快但功耗较大，而动态MOS则以其低功耗和大容量受到青睐。 通过学习这些内容，读者可以理解存储系统的基本构成、容量扩展方法以及不同类型存储器的工作原理，这对于理解和设计计算机硬件系统至关重要。