A. 微機原理總的存儲器字擴展問題
存儲晶元的擴展包括位擴展、字擴展和字位同時擴展等三種情況。
1、位擴展
位擴展是指存儲晶元的字(單元)數滿足要求而位數不夠,需對每個存儲單元的位數進行擴展。
例: 用 1K × 4 的 2114 晶元構成 lK × 8 的存儲器系統。
分析: 每個晶元的容量為 1K ,滿足存儲器系統的容量要求。但由於每個晶元只能提供 4 位數據,故需用 2 片這樣的晶元,它們分別提供 4 位數據至系統的數據匯流排,以滿足存儲器系統的字長要求。
設計要點 :
(1) 將每個晶元的 10 位(1k=2^10)地址線按引腳名稱一一並聯,按次序逐根接至系統地址匯流排的低 10 位。
(2) 數據線則按晶元編號連接,1 號晶元的 4 位數據線依次接至系統數據匯流排的 D0 -D3 , 2 號晶元的 4 位數據線依次接至系統數據匯流排的 D4 -D7 。
(3) 兩個晶元的 端並在一起後接至系統控制匯流排的存儲器寫信號(如 CPU 為 8086/8088,也可由 和 /M 或 IO / 組合來承擔)
(4) 引腳分別並聯後接至地址解碼器的輸出,而地址解碼器的輸入則由系統地址匯流排的高位來承擔。
當存儲器工作時,系統根據高位地址的解碼同時選中兩個晶元,而地址碼的低位也同時到達每一個晶元,從而選中它們的同一個單元。在讀/寫信號的作用下,兩個晶元的數據同時讀出,送上系統數據匯流排,產生一個位元組的輸出,或者同時將來自數據匯流排上的位元組數據寫入存儲器。
2 、字擴充
字擴展用於存儲晶元的位數滿足要求而字數不夠的情況,是對存儲單元數量的擴展。
例 : 用 2K × 8 的 2716 A存儲器晶元組成 8K × 8 的存儲器系統
分析:
由於每個晶元的字長為 8 位,故滿足存儲器系統的字長要求。但由於每個晶元只能提供 2K 個存儲單元,故需用 4 片這樣的晶元,以滿足存儲器系統的容量要求。
設計要點 : 同位擴充方式相似。
(1) 先將每個晶元的 11(2* 2^10) 位地址線按引腳名稱一一並聯,然後按次序逐根接至系統地址匯流排的低 11 位。
(2) 將每個晶元的 8 位數據線依次接至系統數據匯流排的 D0 -D7 。
(3) 兩個晶元的 端並在一起後接至系統控制匯流排的存儲器讀信號(這樣連接的原因同位擴充方式),
(4) 它們的 引腳分別接至地址解碼器的不同輸出,地址解碼器的輸入則由系統地址匯流排的高位來承擔。
當存儲器工作時,根據高位地址的不同,系統通過解碼器分別選中不同的晶元,低位地址碼則同時到達每一個晶元,選中它們的相應單元。在讀信號的作用下,選中晶元的數據被讀出,送上系統數據匯流排,產生一個位元組的輸出。
3 、同時進行位擴充與字擴充
存儲器晶元的字長和容量均不符合存儲器系統的要求,需要用多片這樣的晶元同時進行位擴充和字擴充,以滿足系統的要求。
例 : 用 1K × 4 的 2114 晶元組成 2K × 8 的存儲器系統
分析: 由於晶元的字長為 4 位,因此首先需用採用位擴充的方法,用兩片晶元組成 1K × 8 的存儲器。再採用字擴充的方法來擴充容量,使用兩組經過上述位擴充的晶元組來完成。
設計要點 : 每個晶元的 10 根地址信號引腳宜接接至系統地址匯流排的低 10 位,每組兩個晶元的 4 位數據線分別接至系統數據匯流排的高 / 低四位。地址碼的 A 10 、 A 11 經解碼後的輸出,分別作為兩組晶元的片選信號,每個晶元的 控制端直接接到 CPU 的讀 / 寫控制端上,以實現對存儲器的讀 / 寫控制。
當存儲器工作時,根據高位地址的不同,系統通過解碼器分別選中不同的晶元組,低位地址碼則同時到達每一個晶元組,選中它們的相應單元。在讀 / 寫信號的作用下,選中晶元組的數據被讀出,送上系統數據匯流排,產生一個位元組的輸出,或者將來自數據匯流排上的位元組數據寫入晶元組。
B. 計算機組成原理的問,速度,速度,求救
可能樓主已經熟知預備知識,但為了樓主全面了解我的解題思路,仍然建議先看【預備知識】。
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【預備知識】
由於內存由【整數個】晶元構成,所以【內存的字長】一定是【單晶元字長】的整數倍。
所以是一個個晶元的存儲量構成了整個內存的總存儲量。
【內存由多個晶元構成】稱為【擴展】(即將多個晶元拼成、擴展成整個內存)
其中一種擴展方式為【位擴展】(見問題二)。
晶元中的8K × 4b 的意義是:它有8K個晶元字(見注釋①),
每個晶元字長(見注釋②)4b( b就是二進制位bit )。
∵ 8K = 2^13 ∴由13根地址線來編址(即定位到某個單元),原因請參見【數學上的排列】
<注釋>
①字:【字】就是【單元】的意思。晶元及多晶元構成的內存都是分一個個單元的。
每個單元都是有編號的——稱為地址,比如0x0001這個地址對應一個【字】或【單元】。
晶元字就是指一個晶元的單元數。
②字長:一個單元有幾個二進制位。所以8K × 4b 中的 4b 就是一個單元有4位的意思。
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【問題一:為什麼需要要8快晶元】
從存儲量上來看,一個存儲晶元的存儲量是8K × 4位 = 32kb
而現在需要構成 32KB 的存儲量
因為 1B = 8b (1位元組=8位) 所以 32KB = 32K×8b 的存儲量
用除法可得需要的晶元數:【總32K×8b】 ÷ 【每個晶元有32kb】= 8個晶元。
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【問題二:位擴展是怎麼確定的】
位擴展:它加長了【內存字的位數】或【內存字的長度】
比如原來的內存只有一個晶元,內存字長就是晶元字長:為8位,
現在用兩片晶元並起,可以讓一個內存字變成16位。
即內存字從1個晶元字(4位)擴展成2個晶元字(8位) 屬於數據位擴展,即位擴展。
位擴展的方法是:
【將另一個晶元前13根線(地址線)串連,後2根線(數據線)與第一個晶元的後2根線(數據線)並接】
即可實現13根地址線(見注釋③)可讀到兩個晶元單元:8位。
(擴展前是13根地址線讀到一個晶元單元:4位)
一共用了13根地址線 + 8個數據線 = 21根線。
<注釋>
③ 預備知識中已經說到,這個內存由13根地址線來定一個內存字。原因請參見【數學上的排列】
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該問題較抽象,為盡量保證樓主了解全面,所以補充了一些未提到的問題(比如用到幾根線)
若樓主若有任何疑問,請追問 。
C. 存儲器的容量擴展的連接方式和擴展後的地址范圍
容量擴展主要有兩種方式,並位和串位,舉個例子,有個2KB的存儲器,我再擴展個2KB的存儲器,如果是並位擴展方式,地址范圍還是2k的空間,不過每次讀出的是16bit;如果是串位方式,則直接擴展成4KB,有4k的地址范圍,每次讀出8bit,不知道你明白了沒有?這個跟片選信號連接方式,以及地址、數據線連接方式有關.
一般來說是以Byte為讀取單位,通常都是串列擴展,即地址線性擴展,2KB的空間,再增加2KB,一共就4KB的存儲器,也是最常用的方式,地址線的高位通過解碼電路構成片選信號,低位為每片的地址信號.
至於地址范圍,跟你擴展的總空間容量有關,如果4KB的空間,需要地址線就是12條(0~11),關系是2的12次方為4K,同理,擴展後總空間為8KB的話,地址線就是13條(0~12)。
D. 計算機的內存是由_______、_______和_______三個部分構成。
計算機的內存是由隨機存儲器(RAM),只讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)三部分構成。
內存是計算機中重要的部件之一,它是與CPU進行溝通的橋梁。計算機中所有程序的運行都是在內存中進行的,因此內存的性能對計算機的影響非常大。內存也被稱為內存儲器,其作用是用於暫時存放CPU中的運算數據,以及與硬碟等外部存儲器交換的數據。
只要計算機在運行中,CPU就會把需要運算的數據調到內存中進行運算,當運算完成後CPU再將結果傳送出來,內存的運行也決定了計算機的穩定運行。 內存是由內存晶元、電路板、金手指等部分組成的。
(4)存儲器擴展的三種線構成擴展閱讀:
內存一般採用半導體存儲單元,包括隨機存儲器(RAM),只讀存儲器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。只不過因為RAM是其中最重要的存儲器。SDRAM同步動態隨機存取存儲器:SDRAM為168腳,這是目前PENTIUM及以上機型使用的內存。
SDRAM將CPU與RAM通過一個相同的時鍾鎖在一起,使CPU和RAM能夠共享一個時鍾周期,以相同的速度同步工作,每一個時鍾脈沖的上升沿便開始傳遞數據,速度比EDO內存提高50%。
DDR(DOUBLE DATA RATE)RAM :SDRAM的更新換代產品,他允許在時鍾脈沖的上升沿和下降沿傳輸數據,這樣不需要提高時鍾的頻率就能加倍提高SDRAM的速度。
內存主頻和CPU主頻一樣,習慣上被用來表示內存的速度,它代表著該內存所能達到的最高工作頻率。內存主頻是以MHz(兆赫)為單位來計量的。
內存主頻越高在一定程度上代表著內存所能達到的速度越快。內存主頻決定著該內存最高能在什麼樣的頻率正常工作。目前較為主流的內存頻率是800MHz的DDR2內存,以及一些內存頻率更高的DDR3內存。