《微机CH存储器》课件

《微机CH存储器》课程简介存储器概述课程将重点介绍计算机存储器的工作原理、类型和应用。知识体系涵盖存储器的基本概念、分类、工作原理、性能指标等。学习目标了解存储器的基本概念，掌握常见的存储器类型及应用。存储器基本概念存储器定义存储器是计算机系统中用于存放数据的物理器件，可以理解为计算机的“记忆”部分。存储器功能存储器主要负责保存数据和指令，并供CPU读取和写入。存储器分类存储器通常分为主存储器和辅助存储器，主存储器用于存放正在运行的程序和数据，辅助存储器用于保存长期存储的数据。存储器的分类按存储介质分类存储器可分为半导体存储器和磁存储器两大类。按存取方式分类存储器可分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两类。按用途分类存储器可分为主存储器、辅存储器和高速缓存。存储器的基本工作原理1读操作CPU向存储器发送地址和读命令，存储器根据地址找到要读取的数据并将其发送给CPU。2写操作CPU向存储器发送地址和写命令，并将数据写入存储器中指定的地址。3地址译码将逻辑地址转换为物理地址，找到对应存储单元。主存储器随机存取存储器(RAM)RAM是一种易失性存储器，在计算机启动时用于存储程序和数据。当计算机关闭时，RAM中的信息会丢失。只读存储器(ROM)ROM是一种非易失性存储器，存储着计算机的基本引导程序和其他关键信息，即使计算机关闭后，这些信息也会保留。RAM的工作原理1读操作将数据从存储单元传输到CPU2写操作将数据从CPU传输到存储单元ROM的工作原理非易失性即使断电，ROM中的信息也不会丢失。固化信息ROM中的数据是在生产时写入的，通常无法修改。读取操作ROM只能读取信息，不能写入信息。存储器容量的计算8位1字节1KKB1MMB每个存储单元存储一位二进制数据，一个字节由8位组成。KB、MB分别表示千字节和兆字节。存储器的性能指标1访问速度存储器访问速度是指存储器从接到访问命令到完成数据读写所需要的时间。2存储容量存储器容量是指存储器所能存储的数据量，通常以字节(Byte)为单位。3功耗存储器功耗是指存储器在工作时所消耗的能量，通常以瓦特(Watt)为单位。存储器的访问方式顺序访问信息存储在连续的存储单元中，访问信息时必须按顺序从第一个单元开始，依次访问后续单元，直到找到目标单元。随机访问任何存储单元都可以直接访问，不需要按顺序访问，访问时间与单元地址无关，访问速度快。直接访问介于顺序访问和随机访问之间，根据单元地址计算出访问路径，然后直接访问目标单元，访问时间与地址相关，但比顺序访问快。串行访问1顺序访问依次访问每个存储单元2时间顺序访问时间取决于存储单元的物理位置3低成本适合顺序存储结构并行访问同时访问多个存储单元可同时访问。提高效率显著提升数据传输速度。现代计算机广泛应用于现代计算机系统。片选信号和地址信号片选信号片选信号用于选择一个特定的存储器芯片，它是一个逻辑信号，当它为高电平时，表示选择该芯片，当它为低电平时，表示不选择该芯片。地址信号地址信号用于指定存储器中的特定单元，每个单元都有一个唯一的地址，地址信号决定要访问哪个存储单元。内部存储器结构内部存储器是计算机系统中直接与CPU交换数据的存储器，通常由**主存储器**和**高速缓存**组成。主存储器是计算机系统中存放程序和数据的主要存储器，可以被CPU直接访问。高速缓存是位于CPU和主存储器之间的小容量、高速存储器，用于存放主存储器中经常被访问的数据，以加快数据访问速度。静态RAM(SRAM)SRAM的工作原理SRAM使用晶体管和电容器来存储数据，每个比特位都需要6个晶体管，每个晶体管都处于稳定状态，要么导通，要么截止，状态不会随着时间而发生改变。SRAM的特点速度快成本高功耗低集成度低动态RAM(DRAM)存储单元DRAM使用电容存储数据，需要定期刷新才能保持数据。刷新刷新周期通常为几毫秒，刷新操作会将电容上的电荷重新充电，确保数据不丢失。成本低与SRAM相比，DRAM的成本更低，因此被广泛应用于主存储器。SRAM和DRAM的区别速度SRAM比DRAM速度快成本SRAM比DRAM成本高功耗SRAM比DRAM功耗高非易失性存储器数据持久性即使在断电后，数据也能保持。应用范围广适用于嵌入式系统、存储卡、固态硬盘等领域。类型多样包括EPROM、EEPROM、Flash存储器等。EPROM可擦除可编程只读存储器一次性编程在出厂时是空白的，可以被用户编程一次。紫外线擦除使用紫外线照射来擦除已写入的数据。EEPROM1可擦除可编程只读存储器EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)2电气擦除可以通过电信号擦除和重新编程3字节级擦除可以擦除单个字节，而不是整个芯片4应用BIOS、存储配置信息、数据记录等Flash存储器SD卡广泛用于数码相机、手机和电脑等设备。U盘便携式存储设备，用于数据备份和文件传输。固态硬盘取代传统硬盘，提升电脑性能。存储器的应用个人电脑主存储器（RAM）存储正在运行的程序和数据。硬盘存储长期数据和操作系统。嵌入式系统微控制器通常使用闪存存储程序代码。外部存储器用于数据存储，例如SD卡。个人电脑中的存储器主存储器(RAM)用于存放正在运行的程序和数据，速度快但容量有限。硬盘(HDD)用于存放操作系统、应用程序和数据文件，容量大但速度相对较慢。固态硬盘(SSD)速度更快、体积更小、更节能，逐渐取代传统硬盘。闪存(Flash)用于存储数据，体积小、便于携带，价格便宜。嵌入式系统中的存储器嵌入式系统通常需要小巧的存储器，以满足有限的空间需求。嵌入式设备通常需要快速响应，因此需要速度较快的存储器。嵌入式设备需要低功耗存储器，以延长电池寿命。存储器的发展趋势1容量不断增大从KB到GB，再到TB，甚至PB2速度不断提高纳秒级，甚至皮秒级3成本不断下降摩尔定律4能耗不断降低节能环保容量不断增大过去现在KBGB,TB小型机移动设备速度不断提高存储器速度的提高得益于半导体技术的进步，例如更小的晶体管尺寸和更快的信号传输速度。成本不断下降