計算機組成原理 課件 4 存儲器

Date:02十一月2023第四章存儲器2典型的微機硬件系統(tǒng)結構圖4.1常用存儲器分類

主存和CPU的聯(lián)系DRARCPU主存讀數(shù)據(jù)總線地址總線寫圖4.1CPU與存儲器的連接結構示意圖

存儲器系統(tǒng)的分層結構中央處理器主存M2輔存M3CacheM1三級存儲器的結構示意圖高速緩存技術虛擬存儲技術虛擬地址空間中的存儲頁真正內存程序可用緩存CPU主存輔存緩存主存輔存主存虛擬存儲器10ns20ns200nsms虛地址邏輯地址實地址物理地址主存儲器（速度）（容量）圖4.3半導體存儲器組成框圖

圖4.4雙譯碼存儲器結構

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衡量內存的主要參數(shù)：

存儲容量14芯片15存儲芯片的基本結構譯碼電路存儲體讀寫電路讀/寫控制線地址線……數(shù)據(jù)線……片選線芯片容量1K×4位16K×1位8K×8位地址線（單向）數(shù)據(jù)線（雙向）104141138模仿練習17問題存儲器如何擴充？擴充的方法又有哪些呢？18

現(xiàn)有1K

×

4位存儲芯片，如何組成1K

×

8位的存儲器？DD????D0479AA0???1K×41K×4CSWE思考CPUDD????D0479AA0???CSWE19模仿練習用16K×4位存儲芯片組成16K×8位的存儲器，如何實現(xiàn)？分析：需要幾片16K×4位的存儲芯片？

畫出連接圖．20

1K

×

8位

1K

×

8位D7D0?????????????????WEA1A0???A9CS0A10

1CS1

現(xiàn)有兩片1K

×

8位存儲芯片，能夠組成多大的存儲器？思考CPU2121模仿練習用16K×８位存儲芯片組成64K×8位的存儲器，如何實現(xiàn)？分析：需要幾片16K×８位的存儲芯片？

畫出連接圖．22用16K×8位芯片組成的存儲器64K×8位的存儲器23芯片地址碼地址范圍A19…A11A10A9A8A7…A4A3…A01K×8（1）00000H...003FFH2K×8（2）00400H...007FFHA9A8A7…A4A3…A0000…00…0111…11…1........................000…00…0111…11…1........................A100...01...1XXXXXX...XXXXXXXXXXXX...XXXXXX00000H...003FFH00400H...007FFH內存地址空間分配24圖4.61K*4擴展成2K*8M/IOWRA0~A9D7~D4CSWE2114

(1)A0~A9D3~D0CSWE2114

(1)A0~A9D7~D4CSWE2114

(2)A0~A9D3~D0CSWE2114

(2)2:4譯碼器A11A10A0~A9D7~D010某計算機有地址線18位，數(shù)據(jù)線8位，現(xiàn)選用4K×4位的靜態(tài)RAM芯片組成該機的內存，問1、該機允許的最大內存空間多大？2、若設定基本的芯片模塊容量為32K×8，該機共需幾個這樣的模塊？3、每個模塊內包含多少個4K×4位的RAM芯片？4、主存共需多少個RAM芯片？CPU如何選擇這些模塊？

256KB816128CPU選擇各模塊的方法是：地址線A14－A0為模塊內連接，地址線A17，A16，A15通過一個38譯碼器，其輸出端作為8個模塊的片選端261K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4用幾片1K

×

4位存儲芯片組成4K

×

8位的存儲器討論先位擴展再字擴展？先字擴展再位擴展？27281K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×41K×4用幾片1K

×

4位存儲芯片組成4K

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8位的存儲器8根數(shù)據(jù)線12根地址線WEA8A9A0...D7D0……A11A10CS0CS1CS2CS3片選譯碼................29用16K×1位的存儲芯片組成64K×8位的存儲器

32片8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位8片16K×1位例：假設CPU有16根地址線，8根數(shù)據(jù)線，現(xiàn)有下列存儲芯片：1K*4位RAM，4K*8位RAM，8K*8位RAM，2K*8位ROM，4K*8位ROM，8K*8位ROM及74LS138譯碼器和各種門電路，畫出CPU與存儲器的連接圖。要求：

1.主存地址空間分配

6000H~67FFH為系統(tǒng)程序區(qū)

6800H~6BFFH為用戶程序區(qū)

2.合理選用上述存儲芯片，說明各選幾片？

3.詳細畫出存儲器芯片的片選邏輯圖。30解：第一步：將地址范圍寫成二進制代碼，并確定其總容量

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A00110000000000000

……

……

……01100111111111110110100000000000

……

……

……0110101111111111系統(tǒng)程序區(qū)2K*8用戶程序區(qū)1K*8第二步：根據(jù)地址范圍的容量及該范圍在計算機中的應用，選擇存儲芯片由6000H~67FFH為系統(tǒng)程序區(qū)，為2K*8位，應選擇一片2K*8位ROM

由6800H~6BFFH為用戶程序區(qū)，為1K*8位，應選擇兩片1K*4位RAM第三步：分配CPU的地址線將CPU的低11位地址線A10~A0與2K*8位的ROM地址線相連，將CPU的低10位地址線A9~A0與1K*4位的RAM地址線相連，剩下的高位地址與訪存控制信號共同產生存儲芯片的片選信號。第四步：由題給出的74LS138譯碼器的輸入邏輯關系可知，必須保證G1為高電平，G2A、G2B為低電平才能使譯碼器工作。

A15為低，連接到G2A上，A14為高，連接到G1上，MREQ

為低，連接到G2B上。保證了三個控制端的要求

A13、A12、A11連接到C、B、A上。輸出Y4有效時，選中一片ROM；Y5有效時，同時A10有效為低電平，選中兩片

RAM。讀出時低電平有效，RAM的