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主存儲器由什麼類型晶元構成

發布時間: 2023-03-29 09:05:15

1. 第一,二代計算機的主存儲器採用的是什麼

第一代:主存儲器採用磁鼓和磁心存儲器。

第二代:主存儲器採用磁芯,外存儲器已開始使用更先進的磁碟。

第一代是從 1946 年到 50 年代末,其主要特徵是:主機採用電子管器件,主存儲器主要採用磁鼓和磁心存儲器,應用以科學計算為主,軟體技術採用機器語言和符號語言編程,所研製的都是單機系統。

第二代計算機是晶體管數字計算機,大約是1957-1964年,邏輯元件採用晶體管,計算機的體積大大縮小,耗電減少,可靠性提高,性能比第一代計算機有很大的提高。第二代計算機主存儲器採用磁芯,外存儲器已開始使用更先進的磁碟。

(1)主存儲器由什麼類型晶元構成擴展閱讀:

計算機中的主存儲器主要由存儲體、控制線路、地址寄存器、數據寄存器和地址解碼電路五部分組成。從70年代起,主存儲器已逐步採用大規模集成電路構成。用得最普遍的也是最經濟的動態隨機存儲器晶元(DRAM)。

1995年集成度為64Mb(可存儲400萬個漢字)的毀薯DRAM晶元已經開始商業性生產,16MbDRAM晶元已成為市場主流產品。DRAM晶元的存取速度適中,一般為50~70ns。有一些改進型的DRAM,如EDO DRAM(即擴充數據輸出差鍵的DRAM),其性能可較普通DRAM提高10%以虛余巧上。

又如SDRAM(即同步DRAM),其性能又可較EDO DRAM提高10%左右。1998年SDRAM的後繼產品為SDRAMⅡ(或稱DDR,即雙倍數據速率)的品種已上市。在追求速度和可靠性的場合,通常採用價格較貴的靜態隨機存儲器晶元(SRAM),其存取速度可以達到了1~15ns。

2. 主要的四種類型內部存儲器晶元是什麼

按照功能劃分,可以分為四種類型,主要是內存晶元、微處理器、標准晶元和復雜的片上系統(SoCs)。按照集成電路的類型來劃分,則可以分為三類,分別是數字晶元、模擬晶元和混合晶元。

從功能上看,半導體存儲晶元將數據和程序存儲在計算機和數據存儲設備上。隨機存取存儲器(RAM)晶元提供臨時的工作空間,而快閃記憶體晶元則可以永久保存信息,除非主動刪除這些信息。只讀存儲器(ROM)和可編程只讀存儲器(PROM)晶元不能修改。而可擦可編程只讀存儲器(EPROM)和電可擦只讀存儲器(EEPROM)晶元可以是可以修改的。

微處理器包括一個或多個中央處理器(CPU)。計算機伺服器、個人電腦(PC)、平板電腦和智能手機可能都有多個CPU。PC和伺服器中的32位和64位微處理器基於x86、POWER和SPARC晶元架構。而移動設備通常使用ARM晶元架構。功能較弱的8位、16位和24位微處理器則主要用在玩具和汽車等產品中。

標准晶元,也稱為商用集成電路,是用於執行重復處理程序的簡單晶元。這些晶元會被批量生產,通常用於條形碼掃描儀等用途簡單的設備。商用IC市場的特點是利潤率較低,主要由亞洲大型半導體製造商主導。

SoC是最受廠商歡迎的一種新型晶元。在SoC中,整個系統所需的所有電子元件都被構建到一個單晶元中。SoC的功能比微控制器晶元更廣泛,後者通常將CPU與RAM、ROM和輸入/輸出(I/O)設備相結合。在智能手機中,SoC還可以集成圖形、相機、音頻和視頻處理功能。通過添加一個管理晶元和一個無線電晶元還可以實現一個三晶元的解決方案。

晶元的另一種分類方式,是按照使用的集成電路進行劃分,目前大多數計算機處理器都使用數字電路。這些電路通常結合晶體管和邏輯門。有時,會添加微控制器。數字電路通常使用基於二進制方案的數字離散信號。使用兩種不同的電壓,每個電壓代表一個不同的邏輯值。

但是這並不代表模擬晶元已經完全被數字晶元取代。電源晶元使用的通常就是模擬晶元。寬頻信號也仍然需要模擬晶元,它們仍然被用作感測器。在模擬晶元中,電壓和電流在電路中指定的點上不斷變化。模擬晶元通常包括晶體管和無源元件,如電感、電容和電阻。模擬晶元更容易產生雜訊或電壓的微小變化,這可能會產生一些誤差。

混合電路半導體是一種典型的數字晶元,同時具有處理模擬電路和數字電路的技術。微控制器可能包括用於連接模擬晶元的模數轉換器(ADC),例如溫度感測器。而數字-模擬轉換器(DAC)可以使微控制器產生模擬電壓,從而通過模擬設備發出聲音。

3. 存儲晶元的組成

存儲體由哪些組成
存儲體由許多的存儲單元組成,每個存儲單元裡面又包含若干個存儲元件,每個存儲元件可以存儲一位二進制數0/1。

存儲單元:
存儲單元表示存儲二進制代碼的容器,一個存儲單元可以存儲一連串的二進制代碼,這串二進制代碼被稱為一個存儲字,代碼的位數為存儲字長。

在存儲體中,存儲單元是有編號的,這些編號稱為存儲單元的地址號。而存儲單元地址的分配有兩種方式,分別是大端、大尾方式、小端、小尾方式。

存儲單元是按地址尋訪的,這些地址同樣都是二進制的形式。
MAR
MAR叫做存儲地址寄存器,保存的是存儲單元的地址,其位數反映了存儲單元的個數。

用個例子來說明下:

比如有32個存儲單元,而存儲單元的地址是用二進制來表示的,那麼5位二進制數就可以32個存儲單元。那麼,MAR的位數就是5位。

在實際運用中,我們 知道了MAR的位數,存儲單元的個數也可以知道了。

MDR

MDR表示存儲數據寄存器,其位數反映存儲字長。

MDR存放的是從存儲元件讀出,或者要寫入某存儲元件的數據(二進制數)。

如果MDR=16,,每個存儲單元進行訪問的時候,數據是16位,那麼存儲字長就是16位。

主存儲器和CPU的工作原理
在現代計算中,要想完成一個完整的讀取操作,CPU中的控制器要給主存發送一系列的控制信號(讀寫命令、地址解碼或者發送驅動信號等等)。

說明:

1.主存由半導體元件和電容器件組成。

2.驅動器、解碼器、讀寫電路均位於主存儲晶元中。

3.MAR、MDR位於CPU的內部晶元中

4.存儲晶元和CPU晶元通過系統匯流排(數據匯流排、系統匯流排)連接。

4. 主存儲器是什麼

主存儲器英文全稱是Main memory,也簡稱為主存。它是計算機硬體的一個非常重要的部件,它的作用是存放指令和數據,並且能由中央處理器直接隨機存取。

主存儲器是按地址存放信息的,存取速度一般與地址無關。

主存儲器一般採用半導體存儲器,它和輔助存儲器相比下,具有容量小、讀寫速度快、價格高等特點。

(4)主存儲器由什麼類型晶元構成擴展閱讀:

技術指標

1、容量

在一個存儲器中容納的存儲單元總數通常稱為該存儲器的存儲容量。存儲容量用字數或位元組數(B)來表示,如64K字,512KB,10MB。外存中為了表示更大的存儲容量,採用MB,GB,TB等單位,存儲容量這一概念反映了存儲空間的大小。

2、時間

存儲器訪問時間或讀_寫時間,是指從啟動一次存儲器操作到完成該操作所經歷的時間。具體講,從一次讀操作命令發出到該操作完成,將數據讀入數據緩沖寄存器為止所經歷的時間,即為存儲器存取時間。

3、周期

是指連續啟動兩次獨立的存儲器操作(如連續兩次讀操作)所需間隔的最小時間。通常,存儲周期略大於存儲時間,其時間單位為ns。

容量擴展

由於存儲晶元的容量有限,主存儲器往往要是由一定數量的晶元構成的位擴展:位擴展是指只在位數方面擴展(加大字長),而晶元的字數和存儲器的字數。

位擴展的連接方式是將各存儲晶元的地址線、片選線和讀寫線相應地並聯起來,而將各晶元的數據線單獨列出字擴展。字擴展是指僅在字數方面擴展,而位數不變。

字擴展將晶元的地址線、數據線、讀寫控制線並聯,而片選信號來區分各個晶元字和位同時擴展:當構成一個容量較大的容器時,往往需要在字數方向和位數方向上同時擴展。

產品分類

1、RAM是構成內存的主要部分,其內容可以根據需要隨時按地址讀出或寫入,以某種電觸發器的狀態存儲,斷電後信息無法保存,用於暫存數據,又可分為DRAM和SRAM兩種。

RAM一般使用動態半導體存儲器件(DRAM)。因為CPU工作的速度比RAM的讀寫速度快,所以CPU讀寫RAM時需要花費時間等待,這樣就使CPU的工作速度下降。人們為了提高CPU讀寫程序和數據的速度,在RAM和CPU之間增加了高速緩存(Cache)部件。

2、ROM是只讀存儲器,出廠時其內容由廠家用掩膜技術寫好,只可讀出,但無法改寫。信息已固化在存儲器中,一般用於存放系統程序BIOS和用於微程序控制。

3、PROM是可編程ROM,只能進行一次寫入操作(與ROM相同),但是可以在出廠後,由用戶使用特殊電子設備進行寫入。

4、EPROM是可擦除的PROM,可以讀出,也可以寫入。但是在一次寫操作之前必須用紫外線照射,以擦除所有信息,然後再用EPROM編程器寫入,可以寫多次。

5、EEPROM是電可擦除PROM,與EPROM相似,可以讀出也可寫入,而且在寫操作之前,不需要把以前內容先擦去,能夠直接對定址的位元組或塊進行修改。

參考資料來源:網路-主儲存器