第6章微機儲存器系統
本章重點介紹兩部分內容，一是儲存器的內部結構、效能指標和如何選用儲存器組成高效的儲存系統；二是微型計算機常用的大規模積體電路隨機儲存器和唯讀儲存器以及與cpu的連線等。學習本章後要達到能設計指定容量的儲存系統。
6．1 分析教材內容
6.1.1 分析重點、難點問題
1. 儲存器的基本概念
1) 儲存器的分類
① 按訪問方式分類
● 隨機儲存器（ram）。既可讀出，又可寫入資訊的儲存器,又稱讀/寫儲存器。
● 唯讀儲存器（rom）。每次訪問只能讀出資訊，而不能寫入新內容的儲存器。
● 順序儲存器（sam）。完全按照順序進行存入或讀出的儲存器。
② 按儲存器載體分類
● 磁介質儲存器，如磁碟、磁帶等。磁介質儲存器的特點是速度比較慢，一般
只用作外存。
● 半導體儲存器，其主要特點是容量大、速度快、體積小和功耗低，並且成本
**相對低，故其廣泛用於大、中、小及微型機中用作記憶體。
● 光儲存器，其速度快，但需要的硬體相對複雜，故主要也只用作外存。
2）儲存器的基本組成
討論半導體儲存器的組成。乙個完整的半導體儲存器是由以下幾部分組成的：
① 儲存體；儲存體是資訊儲存的集合體。
② 位址暫存器與位址解碼器：
位址暫存器：由位址匯流排接收儲存器位址的暫存器。
位址解碼器：對位址進行解碼，選擇出所要訪問的儲存單元的部件。根據位址解碼的方式進行設定它，在大容量的儲存器中常選用復合解碼方式。
由於儲存器是按矩陣組成的，因此，把解碼器分成兩部分：x位址解碼器和y位址解碼器。
③寫入電路與讀出電路：
用來控制被選中單元的資料寫入或讀出，並對資訊進行放大、整形等的儲存體的控制電路。這裡涉及2個控制訊號：
ⅰ. 片選擇訊號：因乙個儲存器是由多個晶元組成的。
在進行位址選擇時，首先要選晶元，8086系統一般用位址解碼器輸出和m/io相與作為片選擇訊號號。當為有效時，該晶元所連線的位址、命令才能生效。
ⅱ. 讀/寫輸入（）訊號：是cpu發向儲存器的讀/寫操作命令。
④ 輸入緩衝器與輸出緩衝器：用來暫存或傳送儲存器的輸入或輸出資料。
3）儲存器的技術指標
儲存器是用來存放程式和資料的，對它的技術效能要求是：儲存容量大，訪問速度快，穩定可靠以及經濟性好。衡量儲存器效能的好壞，一般由下述指標衡量：
① 儲存容量：通常以允許存放的字數×位數或用位元組數來表示儲存器的容量。
② 訪問週期；指連續存入或取出兩個資料所間隔的時間。
③ 取數時間：從cpu發出讀命令開始，直到儲存器獲得有效讀出訊號的一段時間稱為取數時間。
④ 可靠性：常以平均無故障工作時間來衡量儲存器的可靠性。
⑤ 經濟性：常以「效能**比」來衡量儲存器經濟效能的好壞。
4）靜態ram：
其基本儲存單元電路由六管電路組成，無論讀寫與否組成雙穩態觸發器的工作管均有乙個飽和導通，功耗大。如：2114晶元（1k×4）、2716晶元（2k×8）。
現以2114晶元為例，來說明靜態ram的具體組成。晶元的內部結構圖請參見教科書p179圖6-5。
intel 2114靜態ram儲存容量為1k×4位，晶元上共有4096個六管靜態基本儲存單元，按64×64矩陣排列，組成1k字，每個字4位。由a0～a9共10條位址線對1k字定址。cpu每送來乙個具體位址，即從1k字中選中乙個確定的字進行操作，這個字的4個基本儲存單元（4位）就可同時讀／寫。
a9～a0這10條位址線分成行、列兩個方向解碼，由於intel 2114每個字是4位，故資料線由i/o4～i/o1共4條組成。intel 2114內部資料通過i/o電路以及i/o三態門與cpu的資料匯流排相連，由片選訊號和寫允許訊號來實現這些三態門的控制。當有效時，表示晶元被選中，但具體是進行讀操作還是寫操作，還要由寫允許訊號決定。
當為低電平時，資料資訊由i/o1～i/o4寫入由位址線a9～a0所選中的儲存單元；當為高電平時，則輸出三態門開啟，片內選中的儲存字所存資訊被讀出，送至資料匯流排。晶元採用單一的正電源供電。
5）動態 ram：
基本儲存單元電路由四管、三管或一管電路組成，它利用mos絕緣柵極積攢電荷的特點，維持mos的導通或截止（要定時重新整理），故僅在讀寫時組成雙穩態觸發器的工作管方有電流，功耗小。如：4164晶元（64k×1）。
6）半導體唯讀儲存器：大至分三種型別。
① 掩膜唯讀儲存器
製造廠家根據程式設計者編好的程式組成的「1」、「0」**矩陣，利用積體電路工藝製造出相應的掩膜圖案並生產出rom晶元。這種rom中的資訊是永久性儲存。使用時只能讀出而不能寫入新內容。
因此稱為唯讀儲存器，簡稱為rom，如常用的8308、8316晶元等。
② 一次性可程式設計的唯讀儲存器prom
prom在製作時不寫入資訊，使用者使用時可寫入自己的程式。但這種寫入是一次性的，一旦寫入內容後就不能更改，所以稱一次性可程式設計序唯讀儲存器，又稱為現場可程式設計序唯讀儲存器。
③ 可程式設計、可擦除的唯讀儲存器——eprom
這種eprom使用者使用時可重複程式設計、可多次改寫所寫內容。eprom有兩種型別廣泛用於計算機中。紫外線擦除的唯讀儲存器uveprom；另一類是電擦除可程式設計的唯讀儲存器eeprom。
ⅰ．紫外線擦除的eprom
這種eprom是採用紫外線擦去原存內容，再用專門寫入器改寫內容。因此又稱uveprom。實際工程中，用12mw／cm2的紫外線（或x射線）燈，相距儲存器晶元3cm，進行照射10～20min，就可把eprom中的原存全部資訊抹去，並成為全「1」狀態。
然後，再根據使用者程式，用加電壓的手段使要存入「0」的那些儲存位進行寫「0」，而對那些要存「1」的儲存位不加電壓，仍儲存原有的「1」**。
在計算機中，uveprom被廣泛使用，如今大量生產的16k位晶元品種很多，典型的產品如intel 2716。另外，容量為32k位、64k位以及128k位和256k位的eprom也相繼推出。
ⅱ. 電可擦除唯讀儲存器——eeprom
電可擦除唯讀儲存器(electrically erasable programmable rom)是在eprom的基礎上開發出來的，其可以在加電的情況下擦除儲存器的全部或某一部分內容，然後在電路上直接改寫其擦除過的單元內容。eeprom的內部電路與eprom電路類似，但其famos中的結構進行了一些調整，在浮柵上增加了乙個遂道二極體，在程式設計時可以使電荷通過它流向浮柵，而擦除時可使電荷通過它流向漏極，它不需要紫外光激發放電，即擦除和程式設計只須加電就可以完成了，且寫入的電流很小。例如：
eeprom at24cxx系列序列唯讀儲存器。
2. 設計指定容量的儲存系統。
1）儲存器與cpu連線時要注意的問題
① cpu匯流排的負載能力
一般情況下，cpu匯流排的直流負載能力可帶動乙個標準的ttl門。當匯流排上連線若干個儲存器晶元時，在系統硬體設計時要仔細計算所有晶元的負載電流是否超過cpu匯流排的負載能力，若超過就必須對匯流排增加匯流排驅動器（緩衝器）來提高匯流排的負載能力。
② cpu的時序與儲存器的訪問速度之間的配合
半導體儲存器在工作時，有其固有的讀寫時序。在教科書p186頁介紹了儲存器的讀、寫週期，在與cpu協調工作時，要求cpu能提供合適的時序訊號，否則，儲存器就不能正確地進行讀/寫。cpu在取指令和進行讀出操作時，都是在相應的時序控制下進行的，如讀週期和寫週期，已根據時鐘頻率和機器運算速度確定好範圍。
那麼，在選用儲存器時，它的最大訪問時間要小於cpu安排的讀寫週期。否則，要使cpu插入等待週期，才能保證讀寫資料的可靠傳送。
③ 儲存器的電平訊號與cpu的電平匹配
cpu的訊號電平多為ttl標準電平。當選用的儲存器電平不相匹配時，它不能與cpu直接相連，必須經緩衝器進行電平轉換。
④ 儲存器的位址要合理分配
通常在微型機的主存中有ram和rom（eprom）兩部分。它們在位址空間中要進行合理的分配，每個機器系統都事先設計好儲存位址分配表，機器操作和程式設計人員都應共同遵守這個位址分配表的約定。
⑤ 控制訊號的連線
cpu到儲存器的控制訊號，一般包括讀寫控制訊號、片選訊號、復位訊號、重新整理訊號（對動態ram）等，在常規情況下儲存器可直接連線這些控制訊號。若對某些儲存器有特殊要求時，需增設相應的介面邏輯予以補充。
2）儲存器與cpu的連線
① 從幾個例子來學習儲存器與cpu的連線。
例1．若在一微機中，儲存器結構如圖6-1所示，試問該儲存系統的首位址、末位址為多少？
圖6-1 儲存器結構舉例一
首先分析一下該儲存系統，不難發現該儲存系統用的是2114晶元，而2114晶元為1k×4的儲存晶元，所以每兩片構成乙個1k容量的儲存器。又據74ls138上各訊號的聯絡方法，不難發現該儲存系統的位址如下：
a19 a18 a17 a16 a15 a14 a13 a12 a11 a10 a9 a8 a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0
第一組：1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
位址為80000h～803ffh
第二組：1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
位址為80400h～807ffh
第三組：1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
位址為80800h～80bffh
第四組：1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
位址為80c00h～80fffh
顯然，在實現儲存器與cpu連線時必須明白片內用了多少條位址線，片外又用了多少條位址線。
第6章小結
定積分在幾何方面的應用小結 一 求平面圖形的面積 1 畫圖，找出所求圖形 2 適當地選取積分變數，例如，並確定其變化區間，設為 3 任取區間微元，得到面積元素 近似的部分量的表示式 4 以作為被積表示式，在上作定積分，則可得到所求面積 分類討論 一 直角座標情形 1 畫圖，找出所求圖形 2 適當地選...
第6章答案
一 填空題 1 償還性 流動性 收益性 2 銀行本票 銀行匯票 商業匯票 3 大額可轉讓定期存單 票據 國庫券 4 債券 5 期權 互換 二 單項選擇題 dbaca bbdba 三 多項選擇題 1 abd 2 ae 3 ace 4 abde 5 bcde 6 cd 7 bd 四 判斷題 x x 五 ...
第6章言語技巧
教案六 語言溝通的技巧 教學目標 1 說出 交談溝通的基本型別和形式 2 簡述交談溝通的層次 3 闡述 應具備的語言修養 4 舉例說理交談中常用的溝通技巧 5 解釋 性溝通的概念和特徵 6 經過訓練，具有初步的人際溝通能力。第一節 交談溝通的基本型別和方式 一 交談溝通的基本型別 1 評估 談 目的...