16
A0 A1
…
A5
1
1
地 址 反 相 器
…
X 译 码 器
2
… …
驱 动 器
2
… …
6
2 1
64×64=4096 存储矩阵
()
64
64 1 …… 64
I/O 电路 Y 译码器
输出驱动
输出
1 2 …… 64
地址反相器(6)
控制电路
输入
…
A6 A7
A11
13
读/写 片选
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计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
D
19
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计算机组成原理
3．动态MOS RAM芯片实例
64 条行 选择线的 译码器
32×128 存储元 128 输出放大器 32×128 存储元
128 条列选择线的 译码器和 I/O 门
64 条行 选择线的 译码器
32×128 存储元 128 输出放大器 32×128 存储元
7b 锁存器
2. 按存取方式分类 （1）随机存储器（RAM，Random Access Memory）
（2）串行访问存储器（SAS，Serial Access Storage） 串行存储器又可分为顺序存取存储器（SAM， Serial Access Memory）和直接存取存储器 （DAM，Direct Access Memory）。 （ 3 ） 只 读 存 储 器 （ ROM ， Read-Only Memory）
另一个与存取时间指标相近的速度指标是存取周期 （Memory Cycle Time），用TＭ表示，TＭ表示存储器 作连续访问操作过程中一次完整存取操作所需的全部时 间。所以存取周期是指连续启动两次独立的存储器操作 （如连续两次读操作）所需间隔的最小时间。通常存取 周期略大于存取时间，即TＭ> TＡ。
计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
第三章 存储器及存储系统
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1
计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
3.1 存储器概述
3.1 .1 存储器分类
1. 按存储介质分类 （1） 半导体存储器
（2） 磁表面存储器。
（3） 激光存储器
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2
计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
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计算机组成原理
3.2.3 主存储器的基本操作
第三章 存储器及存储系统
CPU
MDR MAR
地址总线 k 位
数据总线 n 位
Read Write MAC 控制总线
10
主存容量 2k 字
字长 n 位 MEM
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3.3 半导体存储器芯片 3.3.1 静态MOS存储器 1．静态MOS存储元
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7
计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
2. 存取时间 信息存入存储器的操作叫写操作，从存储器取出信
息的操作叫读操作，读/写操作统称作“访问”。从存 储器接收到读（或写）申请命令到从存储器读出（或写 入）信息所需的时间称为存储器访问时间（Memory
Access Time）或称存取时间，用TＡ表示。 3. 存取周期
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8
计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
3.2.2 主存储器的基本结构 它由存储体加上一些外围电路构成。外围电路包括地址 译码驱动器、数据寄存器和存储器控制电路等。
地址 n 位 (CPU)
地 址 译 码 2n 驱 动 器
存储体
…
(CPU) R/W 控制线路
9
m位
数据寄存器 m位 (CPU)
3.3.2动态MOS存储器
1．四管动态存储元
T9 预先
字选择线(X)
第三章 存储器及存储系统
ED T10 预先
T5 A T1
B T6 T2
CD D
T7 (I/O)
位选择线(Y)
18
CD D
T8 (I/O)理
2．单管动态存储元
字选线
第三章 存储器及存储系统
T1 C
数据线
CD
X 地址 译码线
第三章 存储器及存储系统 VCC
T3
T4
T5 A
B T6
T1
T2
D
D
T7
T8
(I/O)
接 Y 地址译码线
11
(I/O)
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计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
Source
Grid
Drain
N-
N-
P+基体
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12
计算机组成原理
2．静态MOS存储器的组成
第三章 存储器及存储系统
（行）
7b 锁存器
（列）
第三章 存储器及存储系统
输出锁 存器和 缓冲器
DOUT
RAS
15
计算机组成原理
4．存储器的读操作
第三章 存储器及存储系统
地址 CS
D OUT
t RC t
A
t CO
tCX
t OTD
t OHA
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16
计算机组成原理
4．存储器的写操作
地址
CS
WE
tAW
第三章 存储器及存储系统
tWC
tW
tWR
DOUT
tDTW
tDW
tDH
DIN
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17
计算机组成原理
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5
计算机组成原理
CPU 寄 存 器 组
第三章 存储器及存储系统
Cache 高速缓冲 存储器
主机
6
主外 存存
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计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
3.2 主存储器
3.2.1 主存储器的技术指标
主存储器的性能指标主要是存储容量、存取时间和存取 周期。 1. 存储容量
在一个存储器中可以容纳的主存储器的单元总数通常称 为该存储器的存储容量。存储容量通常用字节，符号为 B（Byte）作单位。
3．静态MOS存储器芯片实例（Intel 2114)
A3 A4 A5
输入数 …
输入数
VCC GND
A6
据控制 …
据控制
A7
A8
……
I/O1
I/O2
输入数
列 I/O 电路
据控制
I/O3
列选择缓冲
I/O4 A0 A1 A2 A3
CS
&
& WE
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计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
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3
计算机组成原理
第三章 存储器及存储系统
3．按信息的可保存性分类 断电后信息就消失的存储器称为非永久记忆的存储器。
断电后仍能保持信息的存储器称为永久性记忆的存储器。
4．按在计算机系统中的作用分类 根据存储器在计算机系统中所起的作用，存储器可分为
主存储器（内存）、辅助存储器（外存）、缓冲存储器、 控制存储器等。
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4
计算机组成原理
3.1.2 存储器的分级结构
第三章 存储器及存储系统
中央处理器能直接访问的存储器称为内部存储器，它包括高 速缓冲存储器和主存储器。中央处理器不能直接访问外存储器， 外存储器的信息必须调入内存储器后才能为中央处理器进行处 理。
1．高速缓冲存储器（Cache） 2．主存储器 3 ．外存储器