给我一篇计算机组成原理的论文？

绵阳师范学院

计算机组织原理(期末论文)

微型计算机的存储器

作者* * *

单位计数学院07级7班(07084207**)

讲师* * *

论文工作时间为2009年5月。

摘要

随着微型计算机的迅速普及和发展，人们对计算机的功能要求不再局限于简单的计算和数据处理，而是向着集图像、声音、文字于一体的多媒体计算机和大型娱乐计算机发展。在这个发展过程中，记忆逐渐成为人们关注的焦点。在这里，我们将进一步详细介绍内存的相关知识。

关键字

微型计算机存储器分类性能指标

存储器是计算机系统中最重要的存储设备，它可以存储大量的计算机程序和数据，不仅可以接收计算机中的信息(数据和程序)，还可以保存信息，还可以根据命令读取保存的信息。

存储器按功能可分为主存储器和辅助存储器，按存储位置可分为内存和外存。

存储器的性能指标主要由容量、访问速度、可靠性和性价比决定。

记忆的分类

内存按功能可分为主存(简称主存)和辅存(简称辅存)。主存储器是一种存取速度相对较快、容量较小的存储器，辅助存储器是一种存取速度相对较慢、容量较大的存储器。

主存也叫内存(简称内存)，与CPU直接相连，是计算机中的主要工作内存，当前运行的程序和数据都存储在内存中。

辅助存储器也叫外存储器(简称外存储器)。当计算机执行程序和处理数据时，外部存储器中的信息在可以使用之前以块或组的形式被发送到存储器，即计算机通过不断地与存储器交换数据来使用外部存储器中的信息。

内存中包含的字节数称为存储容量。存储容量通常以KB、MB或GB表示，其中B为一个字节，1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。比如640KB就是640×1024=655360字节。

(1)内部存储器

现代内部存储器大多是半导体存储器，使用大规模集成电路或超大规模集成电路器件。内部存储器根据其工作方式的不同，可分为随机存取存储器(简称RAM)和只读存储器(简称ROM)。

随机存取存储器。随机存取存储器(RAM)允许在任何指定地址的存储单元中随机存储或检索信息，并且对任何地址的访问时间都是相同的。因为信息是通过电信号写入内存的，断电时RAM中的信息就会消失。计算机工作中使用的程序和数据储存在内存中。如果程序或数据被修改，应将其存储在外部存储器中，否则关机后信息会丢失。一般来说，内存大小是指RAM的大小，通常以KB或MB为单位。

只读存储器。只读存储器是只能读取信息而不能随意写入信息的存储器。ROM中的内容是由制造商以特殊方式写入的，或者可以由特殊的写入器写入。当计算机断电时，ROM中的信息不会丢失。当计算机再次通电时，其中的信息保持不变，仍然可以读取。ROM适用于存储计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序、计算机的系统配置、磁盘参数等重要信息。

(2)外部存储器

PC常用的外存是软盘(简称软盘)和硬盘(简称硬盘)。目前，光盘的使用越来越普及。以下是三种常用的外部存储器:

软盘:目前电脑常用的软盘按大小分为5.25寸盘(简称5寸盘)和3.5寸盘(简称3寸盘)。

两者的主要区别是:3.5寸盘的尺寸比5.25寸盘小，采用硬塑料，不易弯曲损坏；3.5英寸磁盘的边缘有一个可移动的金属滑块来保护磁盘。读写槽位于金属滑块下方，通常有盖:3.5寸磁盘无索引孔；3.5寸盘的写保护装置是盘角的一个方孔和一个滑块。当滑块关闭孔时，磁盘可以读写，当孔打开时，磁盘处于写保护状态。

软盘记录信息的格式是把磁盘分成许多同心圆，称为磁道。磁道从外向内依次编号，信息记录在磁道上。此外，从同心圆辐射出的几条线将每个磁道分成几个扇区，并按顺序编号。这样，存储在软盘上的信息的位置就可以通过磁道号和扇区号找到。一个完整的软盘存储系统由软盘、软盘驱动器和软盘驱动器适配卡组成。

软盘只能存储数据。如果你想读取或写入数据，你还必须有一个软盘驱动器。软盘驱动器位于主机箱中，由两部分组成:磁头和驱动装置。磁头用来定位磁道，驱动装置的作用是使磁盘高速旋转，从而读写磁盘。软驱适配卡是连接软驱和主板的专用接口板，通过34芯扁平电缆与软驱连接。

硬盘:从数据存储原理和存储格式来说，硬盘和软盘是完全一样的。但硬盘的磁性材料是涂在金属、陶瓷或玻璃制成的硬盘基片上的，而软盘的基片是塑料的。硬盘和软盘相比，主要是存储空间大，现在硬盘的容量都在160GB以上。硬盘大多由多个磁盘组成。此时，除了每个磁盘被分成若干个磁道和扇区外，多个磁盘表面对应的磁道会在空间上形成多个同心柱面。

通常情况下，硬盘安装在电脑的主机箱中，但现在有很多种移动硬盘。这种移动硬盘通过USB接口与电脑相连，方便用户携带大容量数据。

光盘:随着多媒体技术的普及，光盘以其容量大、寿命长、成本低等特点迅速受到人们的欢迎。与磁盘相比，光盘是通过光盘驱动器中的光学头用激光束读写的。目前，计算机系统中使用的光盘有三种:CD-ROM、CD-R和CD-RW。

记忆性能指数

1，内存容量内存容量是指内存所能容纳的二进制信息总量，即存储信息的总位数。假设微机的地址线和数据线的位数分别为p和q，则存储器芯片的地址单元总数为2p，存储器芯片的位容量为2p× q..例如，如果存储芯片为6116，有11条地址线和8条数据线，则芯片的比特容量为:比特容量= 211×8 = 2048×8 = 16384。因此，内存容量有时用字节表示。比如上述6116芯片的容量为2KB，记为2K ×8，其中:1kB = 1024b(字节)= 1024× 8 = 8192。目前存储芯片的容量越来越大，价格越来越低，这主要得益于大规模集成电路的发展。

2.访问速度存储器的速度直接影响计算机的速度。存取速度可以用两个时间参数来衡量:存取时间和存储周期。存取时间是指CPU发出一个有效的内存地址开始一个内存读写操作，直到读写操作完成所需要的时间。这个时间越小，访问速度越快。目前，高速缓冲存储器的存取时间小于5ns。存储周期是连续启动两个独立内存操作所需的最小时间间隔，一般比访问时间稍长。

3.可靠性

内存的可靠性通过MTBF(平均故障间隔时间)平均故障间隔时间来衡量。MTBF越长，可靠性越高。纠错编码技术常被用来延长MTBF以提高可靠性。

4.性能价格比

这是一个综合指标，性能主要包括以上三个指标——存储容量、存储速度和可靠性。内存的不同用途有不同的要求。比如有些存储器需要存储容量，所以存储容量是主要的；有些存储器，比如高速缓存器，主要是基于存储速度。

现在通用内存

一、半导体存储器的特点分类

1，半导体存储器的特性

(1)速度快，存取时间可达ns级；

(2)集成度高，不仅存储单元占用空间小，而且可以解码。

电路、缓冲寄存器、读写电路等都制作在同一芯片上。目前在单芯片上已经达到了1024Mb(相当于128 MB)。

(3)非破坏性读取，即读取信息后存储单元中的信息仍在，尤其是静态RAM，读取后不需要重新生成。

(4)信息的易失性(针对RAM)，即断电后信息丢失。

5]信息的易失性(针对DRAM)，即存储的信息在一定时间后会丢失，所以要定期重新生成(刷新)。

低功耗，尤其是CMOS存储器。

一旦成交量小了，价格就在不断下跌。

2、半导体存储器的分类

主要分为两类，读写存储器RAM和只读存储器ROM。

RAM分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)。目前电脑中的主存是DRAM，集成度高，功耗低。缺点是需要再生。SRAM是非易失性的，不需要再生，但是集成度比DRAM低。计算机中的大多数高速缓冲存储器使用SRAM。现在有一些新的RAM，如组合RAM(IRAM)，它将刷新电路与d RAM集成在一起。非易失性RAM(NVRAM)实际上是由SRAM和EEPROM组成的。一般情况下和一般SRAM一样，只是在掉电的瞬间把SRAM中的信息保存在EEPROM中，使信息不丢失。ROM的特点是用户只能读取其中的信息，不能修改和写入信息。近几年出现了一种叫做闪存的新型存储器，它是一种电可擦除的非易失性只读存储器。

二、半导体存储器的组成

它一般由存储体、地址选择电路、输入输出电路和控制电路组成。

1，内存条

存储体是存储1和0信息的电路实体。它由许多存储单元组成，每个存储单元一般由若干位(8位)组成。每一位都需要一个存储单元，每个存储单元都有一个称为地址的数字。存储器的地址由一组二进制数表示，地址线的数量n和存储单元的数量n之间的关系是2n = n

2.地址选择电路

地址选择电路包括地址解码器和地址码寄存器。地址解码器用于解码地址。假设输入端有n条地址线，输出端有n条，对应2n个不同的地址码作为地址单元的选择线。这些输出的选择线也称为字线。有两种方法可以解码地址:

(1)单一解码模式

它所有的地址码只通过一个电路解码，解码后的字选择线直接选择对应的存储单元。这种方法需要大量的选择线，只适用于小容量的存储器。

⑵双重解码模式(或矩阵解码)

它将地址码分为X和Y两部分，由两个解码电路进行解码。x方向解码称为行解码，其输出线称为行选择线，选择存储矩阵中一行的所有存储单元。y方向解码也叫列解码，它的输出线叫列选择线，选择一列中的所有单元格。只有由X方向和Y方向选择线选择的一位存储单元可以被读取和写入。从图中可以看出，具有1024个基本单元的存储体排列成32×32的矩阵，其X方向和Y方向译码器各有32条译码输出线，***64。如果采用单一解码方法，则需要1024条解码输出线。因此，双解码方法需要较少的选择线，并简化了存储器的结构，因此它适用于大容量存储器。

3.读写控制电路

读写控制电路包括读写放大器、数据寄存器(三态双向缓冲器)等。它是数据信息输入和输出的通道。存储器的外部控制信号包括读信号RD、写信号WR和芯片选择信号CS。

参考

1，计算机组成原理，第2版，唐硕飞主编，高等教育出版社，2008+0。

2.《微型计算机原理与应用》，肖金利主编，电子工业出版社，2003-1。

3.《计算机组成原理》实验指导书和习题集(王成、周继群、蔡)由清华大学出版社出版。

4.《计算机组成原理学习指导与培训》(匡、、蒋汉阳主编)由中国水利水电出版社出版。