资源简介

(共18张PPT)
任务8.1 认识存储器
任务8.3 认识可编程逻辑器件
项目8 存储器
任务8.2 认识随机存取存储器
存储器是用来存放程序和数据的，也是构成计算机系统中记忆设备的电子电路。今后必有更多更新的存储器技术不断涌现。尽快掌握存储器技术，是现代工程技术人员的必需。要求：
了 解
各类存储器的特点和应用场合，其技术指标对存储器性能的影响
熟 悉
半导体存储器的逻辑功能及使用方法可编程逻辑器件的逻辑功能及用途
掌 握
半导体存储器的结构原理，可编程逻辑器件的类型、原理及编程方式
项目导入
知识目标和技能目标
了解存储器的基本知识；了解随机存取存储器RAM的功能及结构组成；理解RAM存储单元的工作原理以及集成RAM芯片使用时的扩展方法。了解只读存储器ROM的结构组成及其工作原理；了解可编程逻辑器件的分类；熟悉可编程逻辑器件中逻辑图中的逻辑关系及表示方法。
具有正确判别集成芯片引脚功能的能力和运用实验手段正确连接集成运放各种运算电路的基本技能，具有对工程实际的集成电路的进行读图和识图的能力。
提出问题
存储器和前面讲到的寄存器有何不同？存储器是如何分类的？存储器的主要技术指标有哪些？
任务8.1 认识存储器
知识准备
存储器是计算机硬件系统的重要组成部分，计算机中的数据、程序、指令以及运算的中间数据和最后结果都要存放在存储器中。有了存储器，计算机才具有记忆功能，才能把程序及数据的代码保存起来，才能使计算机的数字系统脱离人的干预，而自动完成信息处理的功能。
存储容量
存取速度
成本
计算机对存储器的要求是容量大、速度快、成本低。因此，存储器系统的三项主要性能指标是容量、速度和成本。
存储容量越大，系统能存储容量是存储器系统够保存的信息量就越多，计算机系统的功能就越强；
存储器的存取速度直接决定了整个微机系统的运行速度；
存储器成本也是存储器系统的重要性能指标。
8.1.1 存储器概述
主存储器
特点：存取速度快，但容量有限。
实用中，一个存储器同时要求兼顾这三方面很困难。目前在计算机系统中，通常采用主存储器、高速缓冲存储器、外存储器三者构成的统一多级存储系统。
高速缓冲存储器
特点：存取速度快，但容量有限。
高速缓冲存储器设置在CPU和主存储器之间，完成高速与CPU交换信息，尽量避免CPU不必要地多次直接访问慢速的主存储器，从而提高计算机系统的运行效率。
外存储器
特点：所存信息必须调入内存后
才能被CPU访问和处理。
硬盘
光盘
U盘
8.1.2 存储器的分类
存储器按构成的器件和存储介质主要可分为：磁芯存储器、半导体存储器、光电存储器、磁膜、磁泡和其它磁表面存储器以及光盘存储器等。按存取方式分类又可分为随机存取存储器、只读存储器两种形式。
1.内存储器
只读存储器ROM
ROM中的程序和数据是事先存入的，计算机与使用者只能读取和保存ROM中的程序，不能变更或存入资料。ROM被储存在一个非挥发性芯片上，即使关机之后储存的内容仍然被保存，即事先存入的信息不会因为掉电而丢失。因此，ROM常用来存放计算机系统程序、监控程序、基本输入、输出程序等特定功能的程序。
随机存取存储器RAM
RAM的存储单元根据具体需要可以读出，也可以写入或改写。RAM主要用来存放各种现场的输入输出数据、中间计算结果以及与外部存储器交换的信息。RAM在发生掉电时，没有及时保存的数据就会丢失。RAM帮助中央处理器CPU工作，从键盘或鼠标之类的来源读取指令，帮助CPU把资料写到一样可读可写的辅助内存中，以便日后仍可取用。RAM还能主动把资料送到输出装置。
2.外存储器
辅助存储器硬盘、光盘和U盘均称为外存
硬盘存储容量大、存取速度快，硬盘中的每个盘片可划分成若干个磁道和扇区，并分别用盘符C、D、E等表示。
光盘结构原理简单、存储信息容量大，十分方便于大量生产，且价格低廉。利用激光头发射的激光束可读取光盘上的信息。
U盘轻便小巧，便于携带，不需要驱动器。使用U盘只需用一个USB接口，就可以十分方便地做到文件共享与交流，具有很好地发展前景。
8.1.3 存储器的主要性能指标
1.存储容量
存储器中可容纳的二进制信息量称为计算机的存储容量。二进制数的最基本单位是“位”，8位二进制数称为一个“字节”，存储容量的大小通常都是用字节来表示的。
1KB=1024字节
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
2.存取速度
例
232=4294967296B字节
=4194304KB
=4096MB
=4GB
计算机地址总线为32根，则其最大寻址空间为：
计算机的容量越大，信息量也越大，存取速度也就越快。计算机内存的最大容量由系统地址总线决定，
3.功耗
半导体存储器属于大规模集成电路，集成度高，体积小，因此散热不容易。在保证速度的前提下，应尽量减小功耗。
4.可靠性
可靠性是指存储器对电磁场、温度变化等因素造成干扰的抵抗能力，通常也称为电磁兼容性。
存储器由若干存储器芯片组成。存储器芯片的集成度越高，构成相同容量的存储器芯片数就越少。半导体存储器的集成度是指在一块数平方毫米芯片上所制作的基本存储单元数，常以“位／片”表示，也可以用“字节／片”表示。
5.集成度
思考与问题132目前使用的半导体存储器，主要类型是什么？按其存储信息的功能又可分为哪两大类。存储器内存的最大容量是由什么来决定的？多级结构的存储器是由哪三级存储器组成的？每一级存储器使用什么类型的存储介质？4何谓计算机的存储容量？存储容量的大小通常用什么来表示？Sikaoyuwenti 金怡濂（1929年9月5日），中国高性能计算机领域著名专家，中国巨型计算机事业开拓者，“神域”超级计算机总设计师，有中国巨型计算机之父美誉 。
1951年金怡濂毕业于清华大学电机系，1994年当选为中国工程院首批院士，1956—1958年在原苏联科学院精密机械与计算机技术研究所进修电子计算机技术；2003年第三届“国家最高科学技术奖”唯一获奖，荣获2002年度国家最高科学技术奖；2010年5月国际永久编号“100434”这颗小行星以金怡濂的名字命名。
金怡濂参加了中国第一台通用大型电子计算机的研制，高速信号传输技术、计算机组装技术等方面的研究实践，先后主持研制成功多种当时居国内领先地位的大型计算机系统。在此期间，他提出具体设计方案，作出很多关键性决策，解决了许多复杂的理论问题和技术难题，对中国计算机事业尤其是并行计算机技术的发展贡献卓著。
通过对中国工程院院士——金怡濂事迹的了解，引导学生探索未知的科学精神和科技报国的家国情怀，培养学生的大国工匠精神。
拓展阅读

展开更多......

收起↑