存儲器的分類

存儲器的功能：

存儲器是計算機系統中的記憶設備，用來存放程序（指令）和數據（二進制代碼形式存放）。

存儲器中最小單位就是存儲元，可以存儲一個二進制代碼（0或1），即1個 bit

(1)構成存儲器的存儲介質：目前主要采用半導體器件和磁性材料

(2)按存儲方式分：

? ??隨機存儲器（任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間和存儲單元的物理位置無關）

? ??順序存儲器（只能按某種順序來存取，存取時間和存儲單元的物理位置有關，如磁盤、磁帶）

(3)按信息的可保存性分：

? ??非永久記憶存儲器（斷電后信息即消失的存儲器，如主存）

? ??永久記憶性存儲器（斷電后仍能保存信息的存儲器，如磁盤）

(4)按存儲器的讀寫功能：

? ??只讀存儲器（ROM）：存儲器的內容是滾定不變的，只能讀出而不能寫入的半導體存儲器

? ??隨機讀寫存儲器（RAM）：技能讀出又能寫入的半導體存儲器

(5)按在計算機系統中的作用分（課程設計的方式）：

存儲器（主存）、輔助存儲器（磁盤）、高速緩沖存儲器、控制存儲器

存儲器的容量：

存儲單元?*?存儲元 ；例如：地址從000000 ~ ?111111 可得到有2^6個存儲單元，假定每個存儲單元存儲8位（即8個存儲元），

則存儲器的容量 = 2^6 * 8 ?(單位為bit)

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地址線、數據線數量的確定

存儲容量為?2^r * m位（存儲單元數量為2^r，每個存儲單元有m個bit位）

則需要：地址線?r?根，數據線 m 根

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例：存儲容量 32M * 16位需要多少根數據線？多少根地址線？

2^5 * 2^20 *16=2^25 * 16 即需要地址線25根，數據線16根；（1M=2^10K ,1K=2^10B）

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SRAM：靜態隨機存儲器（static random access memory）

SRAM特點：容量小、功耗高、速度快（常用做緩存cache）

存儲元：存儲元是組成存儲器的基礎和核心；用來存儲一位二進制信息0或1

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DRAM：動態隨機存儲器（dynamic random access memory）

DRAM只能將數據保持很短時間，為了保持數據，DRAM使用電容存儲，所以必須隔一段時間刷新一次，如果存儲單元沒有被刷新，存儲的信息就會丟失（關機就會丟失），常用作系統內存（只有DRAM需要刷新）

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只讀存儲器和閃速存儲器

只讀存儲器：

1.ROM的分類

只讀存儲器簡稱ROM，它只能讀出，不能寫入。最大的優點是具有不易失性

2.閃速存儲器

閃速存儲器是一種高密度、非易失性的讀/寫半導體存儲器。

特點：固有的非易失性、廉價的高密度、可直接執行、固態性能

閃存比EEPROM快、具有RAM功能

注：RAM是易失性存儲器，ROM是非易失性存儲器；RAM和ROM都是采用隨機存取方式進行信息訪問

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存儲器容量擴展

例如：1G x 8位的存儲芯片需要構成4G x 32位的存儲芯片需要的芯片數量為16片：

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主要擴展方法：字擴展、位擴展、字位擴展

設存儲空間為M?*?N位，現有存儲芯片是m?*?n位。

若M=m ，N>n，需要對芯片進行位擴展。

若M>M，N=n，需要對芯片進行字擴展。

若M>m，N>n，需要對芯片進行字位擴展。

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例1（位擴展法：針對數據線）：

位擴展：每個芯片具有相同的地址線，不同的數據線

解析：觀察得知字相同，位不同所以需要進行位擴展的方式；對于1K x 4位的存儲芯片需要組成1K x 8位的存儲器由計算公式需要2片1K x 4位的存儲芯片；其中：

1K x 4位：有10根地址線，4個數據線

1K x 8位：有10根地址線，8個數據線

那么很明顯我們需要2個芯片組合（各提供一個4位數據線）才能提供8位數據線，所以由上圖可知地址線一樣，那么我們的連接方式是一樣的即兩個芯片都直接連接地址線A0~A9；而對于數據線我們每個芯片都只能連接4根（因為每個芯片只有4根數據線），即第一個芯片數據線連接D0~D3，第二個芯片數據線連接D4~D7，兩個芯片組合起來提供8位數據線

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例2（字擴展法：針對地址線）

字擴展：每個芯片具有不同的地址線（不同的片選地址，相同的片內地址），相同的數據線

解析：1K x 8位的存儲芯片組成2K x 8位的存儲器，由計算可知共需要2片1K x 8位的芯片，由觀察可知字不同，位相同，所以需要進行字擴展；其中：

1K x 8位：有10根地址線（1K=2^10），8根數據線

2K x 8位：有11根地址線（2*2^10），8根數據線

由于系統提供了11根地址線，而我們的芯片只有10跟地址線，所以我們把11根地址線分成2部分，低10位位片內地址，最高1位為片選地址，

所以每個芯片的 低10位（片內地址）地址線連接是一樣的（A0 ~ A9），片選地址為A10，由于每個芯片都有8根數據線，而系統一次只需要8位數據，所以可想而知，每次只需要一個芯片工作即可；所以每個芯片的數據線連接是一樣的（D0 ~ D7）

注：由于最高一位為片選地址，即第一個芯片的片選地址0，第二個芯片的片選地址為1，所以片選地址信號經過非門[1]確定具體連接哪個芯片，字擴展由地址線的高位即片選地址來決定片選信號，即把低位的片內地址去掉，剩下的即為高位的片選地址；所以對于字擴展每個芯片具有不同的地址線（即片選地址不同，但片內地址是相同的），相同的數據線

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例3：字位同時擴展

字位同時擴展：每個芯片具有不同的地址線，不同的數據線

解析：由計算公式可得我們需要8片1K x 4位的存儲芯片來組成4K x 8位的存儲器，由觀察可知字不同、位也不同，因此我們需要進行字位同時擴展；其中：

1K x 4位：地址線10根，數據線4根

4K x 8位：地址線 12根（4*2^10），數據線8根

由于系統提供了12根地址線，而我們的芯片只有10跟地址線，所以我們把12根地址線分成2部分，低10位位片內地址，最高2位為片選地址，

所以每個芯片的 低10位（片內地址）地址線連接是一樣的（A0 ~ A9），片選地址為A10-A11，另外由于每個芯片都只有4根數據線，而系統一次需要8位數據，所以我們每次需要2個芯片同時工作（即我們可以將2個芯片看成一組），第一個芯片連接前4位數據地址（D0~D3），第二個 芯片連接后四位數據地址（D3-D7）即可一次性提供8個數據地址；

所以我們最終可將8個芯片分成4組，每組2個芯片同時工作，即可一次提供4K x 8位的存儲器工作

總結

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