第五章存储器与存储器系统；内容提要：；1．存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构；2．半导体存储器的基本结构、工作原理；；3．半导体存储器容量的形成与寻址及其与8086C；4．内存条的选择与***；；5．EPROM编程实践；学习目标：；1．掌握存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层；2．掌握存储器芯片RAM、EPROM的基本结构、；3．重点掌握8086
第五章 存储器与存储器系统
内容提要：
1． 存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构；
2． 半导体存储器的基本结构、工作原理；
3． 半导体存储器容量的形成与寻址及其与8086CPU的连接；
4． 内存条的选择与***；
5． EPROM编程实践。
学习目标：
1．掌握存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构；
2．掌握存储器芯片RAM、EPROM的基本结构、地址形成方法；
3．重点掌握8086CPU与存储器的连接技术；
4．掌握EPROM编程技术；
5．了解DRAM刷新，内存条选择与***。
CPU与存储器的连接。
实验学时：
1、由2K×1bit的芯片组成容量为4K×8bit的存储器需要
个存储芯片。
2、由2732芯片组成64KB的存储器，则需要
根片内地址线。
3、安排2764芯片内第一个单元的地址是1000H，则该芯片的最末单元的地址是
4）2FFFH 将存储器与系统相连的译码片选方式有
4、 若存储空间的首地址为1000H，存储容量为1K×8、2K×8、4K×8H和8K×8的存储器所对应的末地址分别为
5、 对6116进行读操作，6116引脚 CE=
试用4K×8位的EPROM2732和2K×8位的静态RAM6116以及LS138译码器,构成一个8KB.的ROM、4KB的RAM存储器系统(8086工作于最小模式),ROM地址范围为：FE000H～FFFFFH,RAM地址范围为：00000H～00FFFH。
1. 存储器分类
1）按存储介质分：半导体存储器、磁表面存储器、光表面存储器；
2）按读写功能分：ROM和RAM；
3）按信息的可保存性分类：
非永久性记忆存储器（断电后信息消失）：RAM
永久性记忆存储器（断电后信息仍保存）：ROM、磁表面或光表面存储器；
4）按在计算机系统中的作用分类：主存储器（内存）、辅助存储器（外存）、高速缓冲存储器。
2. 存储器的性能指标
1）存储容量：是指存储器可以存储的二进制信息量。表示方法为：
存储容量 = 存储单元数*每单元二进制位数
2）存取时间和存取周期 ：说明存储器工作速度。
存取时间：从存储器接收到寻址地址开始，到完成取出或存入数据为止所需的时间；
存取周期：连续两次独立的存储器存取操作所需的最小时间间隔；一般略大于存取时间。
3）可靠性：指存储器对电磁场及温度等的变化的抗干扰能力。
4）其它指标：体积、功耗、工作温度范围、成本等。
3. 存储器系统的多层结构
对存储器系统的要求：容量大、速度快、成本低；
存储器系统多层结构：高速缓冲存储器（cache）、主存储器、外存储器；
主存：用来存放计算机运行期间的大量程序和数据，CPU可直接访问，一般由MOS型半导体存储器组成；
高速缓冲存储器（cache）：是计算机系统中的一个高速但容量小的存储器，在中高档微机中用来临时存放CPU正在使用和可能就要使用的局部指令和数据。通常用双极型半导体存储器组成；
外存：用来存放系统程序和大型数据文件及数据库等。外存储器中的数据和程序必须调到内存中CPU才能执行或调用，所以其特点是：存储器容量大、成本低但存取速度慢，目
前主要有磁盘、光盘、磁带存储器。
二、半导体存储器
1. 半导体存储器的分类：
可分为RAM和ROM。
RAM：随机读写存储器，非永久性记忆存储器，用来存放需改变的程序、数据、中间结果及作为堆栈等；
ROM：只读存储器，属永久性记忆存储器，用来存放固化系统的设备驱动程序、不变的常数和表格等。
2. 随机存储器RAM
按制造工艺可分为双极型和MOS型。
双极型：用晶体管组成基本存储电路，特点是存取速度快，但与MOS型相比，集成度低、功耗大、成本高，常用来制造cache；
MOS型：用MOS管组成基本存储电路，存取速度低于双极型，但集成度高、功耗低、成本低、应用广泛。可分为静态和动态两类。
1）SRAM和DRAM的共同点：
① 断电后内容会丢失；
② 既可读亦可写。
① 从存放一位信息的基本存储电路来看，SRAM由六管结构的双稳态电路组成，而DRAM是由单管组成，是靠分布电容来记忆信息的。
② SRAM的内容不会丢失，除非对其改写，DRAM除了对其进行改写或掉电，若隔相当长时间时，其中的内容回丢失，因此，DRAM每隔一段时间就需刷新一次，在700C情况下，典型的刷新时间间隔为2ms。
③ DRAM集成度高，而SRAM的集成度低。
3）DRAM的刷新
基本存储电路见图5.1。
图5.1基本存储电路
DRAM刷新：定时重复地DRAM进行读出和再写入，以使电容泄放的电荷得到补充。
专门安排的动态刷新操作特点：
保证在2ms内DRAM所有行都能遍访一次；
刷新地址通常由刷新地址计数器产生，而不是由AB提供；
刷新地址只需行地址；
刷新操作时，存储器芯片的数据线呈高阻状态。
实际的DRAM刷新方法：
一种是利用专门DRAM控制器来实现刷新控制，如Intel8203就是专门为了、2164DRAM刷新DRAM控制器；
另一种是在每一个DRAM芯片上集成逻辑电路，使存储器件自身完成刷新，这种器件叫综合型DRAM，对用户而言，工作起来如同静态RAM，如Intel。
DRAM特点：需刷新，且刷新操作时，不能进行正常读写操作，和SRAM比较，具有集成度高、功耗低、价格便宜、应用普遍等优点。
3. 只读存储器ROM
分为掩膜ROM、PROM、EPROM、EEPROM。
1）掩膜ROM：厂家采用光刻掩膜技术，将程序制入其中，用户使用时，只能进行读操作，不能再改写存储器中的信息；
2）PROM：用户买来可按照自己的需要，进行一次且只能进行一次编程（写操作），一经编程就只能执行读出操作了；
3）EPROM：用户借助特殊手段可写入信息（编程）且能用紫外线擦除信息并可重复编
4）EEPROM：在线电擦除的EPROM。
三、常用半导体存储器芯片
1. 静态RAM存储器（SRAM）
1）静态RAM的结构和特性
常用的静态RAM电路有、62256等，它们的引脚排列见图5.2。
A0～Ai：地址输入线，i=10（6116），12（6264），14（62256）；
O0～O7：双向数据线，有时用D0～D7表示；
：选片信号输入线，低电平有效；（CS高电平有效）
：读选通信号输入线，低电平有效；
：写选通信号输入线，低电平有效；
Vcc：工作电源+5V；
GND：线路地。
图5.2 常用静态RAM电路引脚图
2) 静态RAM的工作方式
静态RAM存储器有读出、写入、维持三种工作方式，工作方式的操作控制见表5.1。
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第五章 存储器与存储器系统
内容提要：
1． 存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构；
2． 半导体存储器的基本结构、工作原理；
3． 半导体存储器容量的形成与寻址及其与8086CPU的连接；
4． 内存条的选择与***；
5． EPROM编程实践。
学习目标：
1．掌握存储器的分类、性能指标，存储器系统的多层结构；
2．掌握存储器芯片RAM、EPROM的基本结构、地址形成方法；
3．重点掌握8086CPU与存储器的连接技术；
4．掌握EPROM编程技术；
5．了解DRAM刷新，内存条选择与***。
CPU与存储器的连接。
实验学时：
1、由2K×1bit的芯片组成容量为4K×8bit的存储器需要
个存储芯片。
2、由2732芯片组成64KB的存储器，则需要
根片内地址线。
3、安排2764芯片内第一个单元的地址是1000H，则该芯片的最末单元的地址是
4）2FFFH 将存储器与系统相连的译码片选方式有
4、 若存储空间的首地址为1000H，存储容量为1K×8、2K×8、4K×8H和8K×8的存储器所对应的末地址分别为
5、 对6116进行读操作，6116引脚 CE=
试用4K×8位的EPROM2732和2K×8位的静态RAM6116以及LS138译码器,构成一个8KB.的ROM、4KB的RAM存储器系统(8086工作于最小模式),ROM地址范围为：FE000H～FFFFFH,RAM地址范围为：00000H～00FFFH。
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导读：DECCXJNZLOP1MOVBX,OFFSETNBUFMOVCX,5LOP2：POP[BX]INCBXDECCXJNZLOP2MOVAX,4CHINT21HCODEENDSENDSTART20、编写程序，将内存中某数据块中的正数和负数分开，并分别将这些正数和负数送同一数据段的两个缓冲区中，并在屏幕上显示正数和负数的个数（数据自定）。答：DATASEGMEN
MOV BX,OFFSET NBUF
MOV CX,5 LOP2：POP [BX]
MOV AX,4CH
INT 21H CODE
20、编写程序，将内存中某数据块中的正数和负数分开，并分别将这些正数和负数送同一数据段的两个缓冲区中，并在屏幕上显示正数和负数的个数（数据自定）。 答：DATA SEGMENT
SHU DB 2,4,-9,-10,5,-2,-2,4,5,7;源数据块，共有十个数，六个正数，四个负数
COUNT EQU $-SHU
ZS DB 10 DUP(?);给正数预留10个字节的空间
ORG 0020H调整数据位置
FS DB 10 DUP(?)
XZ DB 'NUMBER OF XZ:','$'显示在屏幕上的字符串
XF DB 'NUMBER OF XF:','$'
STACK SEGMENT STACK
DW 100 DUP(?)
STACK ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX数据段装入
MOV BX,OFFSET SHU
MOV DI,OFFSET ZS
MOV SI,OFFSET FS
MOV CX,COUNT
MOV AL,[BX]
JG SZ大于0跳转到SZ中
MOV [SI],AL
INC SI负数送到缓冲区FS中
MOV [DI],AL正数送到缓冲区ZS中
C1: INC BX
JZ SHUCHUZF标志位为1，cx为0 ，跳到SHUCHU执行
JMP LOP1cx不为0，循环 SHUCHU:
MOV DX,OFFSET XZ
MOV AH,09H
INT 21H输出字符串
SUB DI,OFFSET ZS正数的个数
ADD DI,30H
MOV AH,02H
INT 21H转为ASCII码输出
MOV DX,OFFSET XF
MOV AH,09H
SUB SI,OFFSET FS负数的个数
ADD SI,30H
MOV AH,02H
INT 21H转为ASCII码输出
MOV AH,4CH
INT 21H返回DOS
21、编写程序，从内存BLOCK开始，存放着10个字节的有符号数，从这些数种找出绝对值最大的数，存在MAX中。 答：
DATA SEGMENT
BLOCK DB 2,8,9,18,-14,-12,5,12;源数据共有8个数，绝对值最大数为18
COUNT EQU $-BLOCK
最大数据 DATA ENDS
STACK SEGMENT STACK DB 100 DUP (?)
STACK ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS: CODE, DS: DATA,SS:STACK
MOV AX, DATA
MOV DS, AX
装入数据段基址
MOV AL, 0H
MOV CX, COUNT
MOV DL, [BX]
调用比较子程序
LEA BX, MAX
取最大值存储区地址
MOV [BX], AL
MOV AH, 4CH
数存入AL.入口参数: AL, DL出口参数: AL
JG POSITIVE
CMP AL, DL
MOV AL, DL
END START 26、
DATA SEGMENT
D1 DB 3,4,2,7,8,12,10
COUNT EQU $-D1
D2 DB 10 DUP(?)
STACK1 SEGMENT STACK
DB 100 DUP(?)
STACK1 ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1
;移入最大值返回DOS比较AL和DL，将较大的DL为正数求相反数比较AL和[BX]中的大;AL大于DL则跳转将DL移入AL退出
MOV DS,AX数据段装入
MOV CX,COUNT
DEC CX外层循环CX-1次
LOP1: MOV SI,CX
MOV AL,[BX]
CMP AL,[BX+1]比较D1的第一个数与第二个数的大小
XCHG AL,[BX+1]交换两个数
MOV [BX],AL LOP3:
MOV AH,4CH
INT 21H返回DOS
5-7 若用1024*1b的RAM芯片组成16K*8b的存储器,，需要多少芯片?在地址线
中有多少位参与片内寻址?多少位用做芯片组选择信号?
先进行位扩展,一组芯片需要8片 再进行字扩展,需要16组芯片. 所以共需要16*8=128片
1024=1K,需要10位参与片内寻址
16=24,需要4位做选择信号.
5-8 试用4K*8b的EPROMb的SRAM6264,以及74LS138译码器,构成一个8KB的ROM,32KB的RAM存储系统,要求设计存储器扩展电路,并指出每片存储芯片的地址范围. 解:
5-9 用EPROMb）和SRAMb）各一片组成存储器，其地址范围为FC000~FFFFFH，试画出存储器与CPU的连接图和片选信号译码电路（CPU地址线20位，数据线8位）。 00 11 11
5-10现有存储芯片:2K*1b的ROM和4K*1bde RAM,若用它们组成容量为16KB的存储器,前4KB为ROM,后12KB为RAM,问各种存储芯片分别用多少片? 解:
需要2*8=16片 12KB=12K*8b
需要3*8=24片
CPU响应中断时的处理过程是什么？在各个处理环节主要完成哪些操作？
解：中断处理过程通常由中断请求、中断响应、中断处理和中断返回四个环节完成。
（1）中断请求：中断源需要进行中断服务时，由硬件产生一个中断信号I***发给CPU且保持到CPU响应。
（2）中断响应：CPU在当前指令执行结束后采样查询I***，若中断请求信号有效且允许响应I***中断（IF=1），则向请求设备送回低电平有效的中断响应信号I***,自此系统自动进入中断响应周期，并由硬件自动完成内容入栈，清除TF和IF标志、断点（中断返回之后将要执行的指令地址）入栈，取中断服务程序的入口地址等一系列操作，继而转去执行中断服务程序。
（3）中断处理：执行中断的主体部分。不同的中断请求源，其中断处理的内容是不同的。需要根据中断请求源所要完成的功能，编写相应的中断服务程序存入内存。等待中断响应后调用执行。
（4）中断返回：又中断服务程序中的中断返回指令IRET完成。执行该指令时，将压入对战的断点和标志位弹出，使CPU转向被中断的现行程序中继续执行。
中断向量表用来存放什么内容？它占用多大的存储空间？存放在内存的哪个区域？可以用什么方法写入或者读取中断向量表的内容？
答：中断向量表用来存放中断服务程序的偏移地址和段基址。占用1KB内存。最低端的1KB RAM区，地址范围是000H~3FFH。 写入方法：1、用传送指令直接装入。
2、 DOS功能调用： INT 21H
(AL)=中断类型号 （DS:DX）=中断服务程序的入口地址 读出方法：1、用传送指令直接读。
2、 DOS功能调用：INT 21H
(AL)=中断类型号 出口参数：（ES：BX）=中断服务程序的入口地址
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