微机原理与接口技术课程设计 --存储器

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1、 计算机科学与技术学院 课程设计报告 2012 2013 学年第 2 学期 课程名称 微机原理与接口技术 设计题目 计算机系统中各种存储器 的对比研究 学生姓名 学 号 专业班级 指导教师 2013 年 3 月 13 日 前言前言 随着现代科技高速发展，存储器的使用已逐渐融入我们的生活。尤其是大学生和企 业及公司工作人员都经常使用到电脑和 U 盘等来存储文件， 然而我们对存储器的真正了 解又有多少呢。大学四年的学习时光转眼即逝，面对所学专业，对微机原理课程设计不 得不重视之。我们知道，存储器是计算机组成结构中一个很重要的部分，它的主要功能 是存储程序和各种数据，并能在计算机运行过程中高速、自动

2、地完成程序或数据的存 取。其是具有“记忆”功能的设备，是计算机智能化的重要保证。计算机中全部信息， 包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。 它根据控制器指定的位置存入和取出信息。那么现有存储器的种类有哪些、它们又有哪 些各自不同的性能及它们是如何在计算机中发挥存储作用的呢？为了理清楚以上问题， 我做了有关于现有各种存储器的对比研究的分析。 通过该课程设计， 巩固了以前所学的有关存储器的知识， 加深了对存储器的分类、 它们之间的区别、各存储器与计算机的连接、以及在计算机中所起的作用等，从而对存 储器的未来有了新的认识。 目录目录 1. 存储器概述 1 1.1

3、 主储存器结构 . 1 1.2 主存中存储单元地址的分配 2 1.3 主存的技术指标 3 2. 存储器的分类 4 2.1 按存储介质分类 4 2.1.1 半导体存储器 4 2.1.2 磁表面存储器 4 2.1.3 光盘存储器 4 2.2 按存取方式分类 4 2.2.1 随机存储器 RAM(Random Access Memory) . 4 2.2.2 只读存储器 ROM(Read only Memory) . 5 2.2.3 顺序存取存储器 . 5 2.2.4 直接存取存储器. 5 2.3 按应用可分类 . 6 3. 各种存储器的特点 . 7 3.1 存储器基本单元 7 3.2 随机存取存储器

4、（RAM） . 7 3.3 只读存储器（ROM） 8 3.3.1 EPROM . 8 3.3.2 EEPROM . 9 3.4 高速缓冲存储器（Cache). 9 3.5 硬盘 10 3.6 光盘 10 3.7 U 盘 .11 4. 各种存储器与计算机的连接及其作用 12 4.1 存储器与 CPU 的连接 12 4.2 存储器的作用 13 5. 设计体会 14 6. 参考文献 14 1 1.存储器概述存储器概述 冯.诺依曼计算机以运算器魏中心，而现代计算机系统则以存储器为中心。在程序执行 的过程中，CPU 调入的指令、运算器需要的数据，以及需要存回运算结果，都要对存储器 运行操作；各种输入输出

5、设备也常直接与存储器交换数据；多处理器系统中，各处理器共享 的数据通过共享存储器实现；因此，存储器是各种信息存储和交换的中心。 存储器存储一位（bit）二进制代码的存储元称为基本存储单元；存储器中，作为一个 整体存取的二进制数组成一个存储子， 存储字的位数被称为存储器的字长。 存放一个存储字 的空间称为存储单元，按一定规则组合在一起的大量存储单元构成一个存储体。 对于存储系统， 存储器与外界一次传送的二进制位数称为粒度。 依据计算机计算的需要， 不同的存储器与同一存储器在不同场合，与外界传送的粒度是不同的，通常有字节、字、双 字、页、块、段、和扇区等。 1.1 主储存器结构主储存器结构 主存的

6、实际结构如上图所示， 当根据 MAR 中的地址访问某个存储单元时， 需经过地址译 码、驱动等电路，才能找到所需访问的单元。读出时，需经过读出放大器，才能将被选中单 元的存储字送到 MDR。写入时，MDR 中的数据也必须经过写入电路才能真正写入到被选中的 单元中。 现代计算机的主存都由半导体集成电路构成， 图中的驱动器、 译码器和读写电路均制作 在存储芯片中，而 MAR 和 MDR 制作在 CPU 芯片内。存储芯片和 CPU 芯片可通过总线连接，如 下图所示。 2 当要从存储器读出某一信息字时，首先由 CPU 将该字的地址送到 MAR，经地址总线送至 主存， 然后发读命令。 主存接到读命令后， 得知需将该地址单元的内容读出， 便完成读操作， 将该单元的内容读至数据总线上，至于该信息由 MDR 送至什么地方，远已不是主存的任务， 而是由 CPU 决定的。 若要向主存存入个信息字时， 首先 CPU 将该字所在主存单元的地址经 MAR 送到地址总线，并将信息字