ROM详解:计算机组成原理中的重要角色——MROM与PROM

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在《计算机组成原理》一书中,作者唐朔飞探讨了计算机系统的核心组成部分之一——只读存储器(ROM)。ROM是计算机硬件中的关键部分,它在计算机启动时提供固定的程序代码,确保系统初始化和基本功能的执行。 1. 掩模ROM (MROM):这种类型的ROM在制造时就已经固化了数据,其特点是行列选择线交叉处的MOS管状态固定为"1"或"0",不可更改,提供了一种高度可靠且不易篡改的数据存储方式。 2. PROM(一次性编程只读存储器):与MROM不同,PROM允许用户在生产过程中一次性写入数据,但一旦写入后就不能修改。一旦熔丝被烧毁,相应的位就会变为"0",即不可变。 ROM在计算机组成原理中的作用至关重要,它是存储器层次结构的一部分,通常用于存储固定的程序代码,如操作系统引导程序和BIOS。冯·诺依曼计算机架构中,ROM作为五大部分之一(存储器、输入/输出设备、运算器、控制器和中央处理器),存储着指令集和一些固化配置数据。 存储程序的概念在这一章节中被深入讨论,冯·诺依曼计算机的特点就是存储程序,这意味着所有的计算任务都预先以二进制形式存储在内存中,通过控制器的控制,按照指令的顺序执行。运算器负责执行算术和逻辑运算,而数据和指令以平等地位存储在存储器中,可以通过地址寻址来访问。 在指令系统方面,每条指令通常由操作码和地址码组成,用于指示计算机执行特定的操作。例如,有无乘法指令以及这些指令的实现方式(如使用硬件电路或软件模拟)反映了计算机体系结构的不同特性和性能。 理解计算机组成原理不仅限于硬件层面,还包括软件与硬件的交互。比如,高级语言经过编译程序转化为汇编语言,再进一步转为机器语言,最终由微指令解释并执行。这样的层次结构体现了计算机系统从概念到实际执行的逐步细化过程。 总结来说,只读存储器ROM是计算机组成原理中不可或缺的部分,它决定了系统的稳定性和可靠性,同时也展示了计算机系统设计中的指令执行机制和存储结构。学习这些知识对于理解计算机如何执行任务和设计高效硬件系统至关重要。