微机系统与接口：存储器管理与IBM PC内存组织

"微机系统与接口：第5章 数字量输入输出1 总线与IO.ppt" 本文档主要介绍了微机系统与接口中关于数字量输入输出、总线与IO的相关知识，同时也涉及到了半导体存储器的分类、特性和在IBM PC/XT中的内存组织以及高级微机系统中的存储器管理。 首先，讨论了存储介质的类别和特点，重点关注了半导体存储器。半导体存储器包括ROM（只读存储器）、RAM（随机存取存储器）和FLASH，它们各有不同的功能和用途。ROM通常用于存储固定不变的数据或程序，如BIOS；RAM则用于临时存储正在运行的程序和数据，断电后数据会丢失；而FLASH作为一种非易失性存储，常用于固态硬盘和系统配置存储。 接着，介绍了IBM PC/XT的内存分配情况。其中，0000:0~03FFH存储中断矢量，0F0000H~0FFFFFH为64KB的系统ROM，包括BASIC解释程序、BIOS等。此外，还有用于图形显示的单色和彩色显存，控制ROM，硬盘加载程序/数据的用户扩展区，以及E0000~EFFFFH的高级微机系统内存区域。 进一步，文档讲解了多级存储器管理，特别是高速缓存（Cache）的作用。高速缓存是为了加速CPU与内存之间的数据交换，将频繁访问的数据存储在速度更快的Cache中，以减少对慢速主存的访问。在微处理器如MPU中，通常包含片内一级Cache和板上二级Cache。 然后，讨论了微机系统的两种地址工作方式：实地址方式和虚地址保护方式。实地址方式是80X86处理器的基本工作模式，适用于运行DOS及基于DOS的应用软件，但其寻址范围仅限于1MB，无法直接管理和使用扩展存储。而虚地址保护方式则通过分段和分页机制实现了更大的虚拟地址空间，支持多任务和多用户的操作系统，例如Windows。 在虚地址保护方式中，虚拟地址首先经过分段转换为线性地址，再通过分页机制转化为实际物理地址，以实现存储器的保护和效率提升。这种方式使得不同任务能够拥有独立的地址空间，提高了系统的安全性和性能。 这篇文档详细阐述了微机系统中的存储结构和管理策略，为理解微机硬件基础和操作系统原理提供了重要信息。