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组成原理实验课件-存储器THE FIRSTLESSON OFTHE SCHOOLYEARCONTENTS目录•存储器概述•随机存取存储器(RAM)•只读存储器(ROM)•存储器的扩展•实验操作与注意事项01存储器概述存储器的定义和分类定义存储器是计算机系统中的重要组成部分,用于存储数据和程序分类根据存储介质、存取速度、容量和应用场景等不同标准,存储器可以分为多种类型,如RAM、ROM、Flash存储器等存储器的技术指标01020304容量存取速度可靠性能耗存储器的容量是指其能够存储存储器的存取速度是指其读写存储器的可靠性是指其数据的存储器的能耗是指其工作过程的数据量,通常以字节为单位数据的速度,通常以存取周期稳定性和持久性,以及抗干扰中的功耗,低能耗的存储器有表示能力等利于降低整个系统的能耗存储器的发展历程磁芯存储器半导体存储器早期的存储器采用磁芯作为存储介质,具有容量大、可靠随着半导体技术的发展,RAM和ROM等半导体存储器逐性高的优点,但制造成本高、能耗大渐取代了磁芯存储器,具有存取速度快、体积小、能耗低等优点Flash存储器新型存储器Flash存储器是一种基于EEPROM技术的非易失性存储器,随着技术的不断发展,新型存储器如相变存储器具有掉电数据不丢失、可快速擦写等优点,广泛应用于移(PRAM)、阻变存储器(RRAM)等正在不断涌现,具动设备和嵌入式系统中有更高的性能和更低的成本01随机存取存储器(RAM)RAM的分类静态随机存取存储器(SRAM)速动态随机存取存储器(DRAM)速度快,功耗高,容量小,价格昂贵度较慢,功耗低,容量大,价格便宜同步动态随机存取存储器双倍数据速率同步动态随机存取存储(SDRAM)与CPU工作速度相匹器(DDR SDRAM)数据传输速率配,广泛应用于高速存储器更高,满足高性能计算机需求RAM的结构和工作原理数据存储在RAM中,数据以二进制形式存工作原理储在每个存储单元中,通过读/写控制电路实现数据的读/写操作通过地址译码器将输入的地址码转换为对应的行和列地址,从对应地址的存储单元中读取或写入数据读写特性RAM可随时进行读/写操作,读写速度快,但断电后数据会丢失RAM的应用主存储器高速缓存图形帧缓冲虚拟内存用于存放计算机运行期作为CPU和主存之间的通过将部分硬盘空间模用于存储图形数据,实间需要的大量程序和数缓冲,提高存储器的访拟为RAM,实现程序的现图形显示据问速度内存扩展01只读存储器(ROM)ROM的分类掩膜ROM根据用户要求定制的ROM,只能写入一次可编程ROM(PROM)可由用户自行编程的ROM,数据,无法修改或删除只能写入一次数据,但可以多次编程紫外线擦除可编程ROM(EPROM)数据可以通过紫电擦除可编程ROM(EEPROM)数据可以通过电子外线擦除,可多次编程方式擦除,可多次编程ROM的结构和工作原理ROM的基本结构由存储矩阵和地址译码器组成,存储矩阵用于存储数据,地址译码器用于选择存储单元ROM的工作原理在写入数据时,通过地址译码器将数据写入相应的存储单元中,读取数据时,通过地址译码器选择相应的存储单元,读取存储单元中的数据ROM的应用嵌入式系统用于存储程序代码和数据,如微控制器中的程序存储器电子系统用于存储固定数据和程序,如电子表中的时间、日期等01存储器的扩展位扩展位扩展的概念位扩展的优点位扩展的缺点位扩展是指通过增加存储器芯片位扩展可以充分利用现有的存储位扩展会增加芯片的数量,从而的数量来增加存储器的位数例器芯片,降低成本同时,由于增加电路板的面积和连接线数量,如,将两个4位存储器芯片连接每个芯片的控制线、地址线和数导致电路复杂度增加在一起,可以组成一个8位存储据线都是独立的,因此扩展起来器比较方便字扩展字扩展的概念01字扩展是指通过增加存储器芯片的数量来增加存储器的字数例如,将两个16位存储器芯片连接在一起,可以组成一个32位存储器字扩展的优点02字扩展可以充分利用现有的存储器芯片,降低成本同时,由于每个芯片的控制线、地址线和数据线都是独立的,因此扩展起来比较方便字扩展的缺点03字扩展会增加芯片的数量,从而增加电路板的面积和连接线数量,导致电路复杂度增加字位同时扩展字位同时扩展的概念字位同时扩展是指同时增加存储器的位数和字数例如,将四个8位存储器芯片连接在一起,可以组成一个32位存储器字位同时扩展的优点字位同时扩展可以同时提高存储器的位数和字数,满足更大的存储需求由于每个芯片的控制线、地址线和数据线都是独立的,因此扩展起来比较方便字位同时扩展的缺点字位同时扩展会增加芯片的数量,从而增加电路板的面积和连接线数量,导致电路复杂度增加此外,由于需要同时考虑位数和字数,因此在设计时需要更加谨慎和细致01实验操作与注意事项实验操作步骤步骤1步骤3打开存储器电源,检查电源是从存储器中读取数据,并与写否正常入的数据进行比对步骤2步骤4将需要存储的数据写入存储器关闭存储器电源,结束实验实验注意事项010203注意事项1注意事项2注意事项3确保电源稳定,避免因电在写入数据时,要确保数避免在存储器工作时突然源波动导致数据丢失或损据稳定后再进行读操作,断电,这可能导致数据损坏以免读取错误的数据坏或丢失实验结果分析结果1如果写入的数据与读取的数据一致,说明存储器工作正常结果2如果写入的数据与读取的数据不一致,可能是由于电源波动、操作不当或存储器本身故障等原因导致需要对存储器进行检查和维修。