微机原理与接口技术：存储器系统解析

"微机原理第五章的课件PPT，宋志平主编的教材配套课件，内容涵盖存储器分类及其特点、主存储器结构及原理、主存储器扩展技术" 微机原理与接口技术是计算机科学中的核心课程，本章节主要探讨的是存储器系统，包括存储器的分类、主存储器的结构和工作原理，以及相关的扩展技术。存储器在计算机系统中扮演着至关重要的角色，它负责存储程序和数据，是CPU与外部世界交互的关键环节。 首先，存储器分为两大类：主存储器（内存）和辅助存储器（外存）。主存储器，也称为RAM（随机访问存储器），是CPU可以直接访问的内存，通常包括静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）。SRAM速度快但成本高，常用于高速缓存；而DRAM则集成度高、功耗低，是构成主存的主要部分，但需要定期刷新以保持数据。 SRAM的基本存储单元由六个晶体管组成，通过行地址和列地址译码器进行定位，并由读写控制电路进行数据读取和写入。SRAM不需要刷新，但因为其高功耗和低集成度，主要用于高速应用，如CPU的高速缓存。常见的SRAM芯片有6116、6264、62256和628128等。 相比之下，DRAM的每个存储单元只有一个电容器，需要通过刷新机制来防止电荷泄露导致的数据丢失。DRAM的集成度更高，功耗更低，适用于大规模存储，但其读写速度较慢，如Intel2164和Intel21256等是常见的DRAM芯片。 辅助存储器，或称外存，包括硬盘、软盘、U盘等，它们存储容量大但访问速度慢。外存通常采用非易失性存储技术，如ROM（只读存储器）。ROM中的数据在制造时写入，一旦写入后就不能更改，常用于存储固定程序如BIOS或监控程序。 在存储系统的多级层次结构中，CPU通常配备高速缓存以提高性能，主存作为次一级的存储层，而外存则用于长期大量数据的存储。随着技术的发展，存储器的容量和速度都在不断提升，形成了一个复杂而高效的存储体系。 总结来说，微机原理第五章涵盖了存储器的多样性和工作原理，强调了不同类型的存储器在计算机系统中的作用和相互配合，这对于理解计算机的工作原理至关重要。通过学习这一章，可以深入了解存储器在微机系统中的地位，以及如何优化存储系统的性能。