408考研计算机之计算机组成与设计——知识点及其做题经验篇目1:RAM与ROM

news2024/11/22 23:20:28

目录

一、RAM

1、特点       

2、分类

①SRAM

②DRAM

二、ROM

1、特点        

2、分类


        可能是小编的学习风格和大家的不一样,小编喜欢由难到易的学习风格,所以在408计算机考研的四门课中,先选择了最难的计算机组成与设计进行学习。近期小编差不多学完了这本书一半的内容,这本书给小编最大的特点就是,学完了,但是仍然不会做题,所以小编接下来的很多文章的内容,都偏向于做题技巧,小编把做题容易考到的部分用红色标注,希望能给大家一点小小的帮助!

一、RAM

1、特点       

        中文名:随机存储器(Random Access Momen)。存储器的任何一个存储单元都可以随机存取,而且存取时间和存储单元的物理位置无关。其优点是读写方便、使用灵活,主要用作主存与高速缓冲存储器。RAM只要电源被切断,原来保存的信息就会丢失,这与RAM的结构息息相关。

        

2、分类

        RAM分为SRAM与DRAM两种,其中SRAM是由触发器构造而成的,DRAM是由电容构造而成的。电容肯定是更加便宜的,而制造触发器需要更多的硅,所以说SRAM更贵,集成度比较低,但是速度更快。请跟随小编进行接下来的学习吧!

①SRAM

        静态随机存储器的存储元是双稳态触发器来记忆信息的,因为它还算稳,所以就算读出信息后,信息依旧存在,不需要再生(非破坏性读出)

        因为它足够快,所以SRAM一般用作高速缓冲存储器。这些特性一般会与DRAM对比来考察。

考点1:SRAM芯片构造        

        我们除了它的功能与特点,还需要着重了解它的芯片构造。众所周知,芯片会有一些引脚,通过接下来的学习,我们需要掌握如何计算出引脚的数目。我们知道RAM可读可写,读的是地址,写的是内容。地址引脚与RAM的存储单元个数有关,而与存储单元的字长无关,即告诉你我的内部有多少个存储单元。而数据引脚与则芯片有多少位有关。

        我们简单的举一个例子,若有一个SRAM芯片,为k×t位的,那么它的地址引脚为(),数据引脚为()。

答案:n(满足2^{n}=k) t

解析:k代表着这个芯片有多少个存储单元,只需要知道存储单元的地址就行了,而n个引脚就能表达出k个地址,t代表着能够写t位。

        除此之外,SRAM一般还需要有接电源与接地的引脚,有一个读写控制线引脚(有的时候是一条读控制线与一条写控制线,根据CPU给出的读命令与写命令,控制被选中单元进行读或写)与一个CS引脚,输入片选信号(表明此时这个芯片起不起作用)。

某一SRAM芯片,其容量为1024×8位,除了电源和接地端外,该芯片的引脚的最小数目为():

A.21    B.22   C.23   D.24

【答案】:A

【解析】;芯片容量为1024B,并且不做特殊说明的时候,以字节为单位存取,即地址线需要10位。8位说明数据线需要8根,加上片选线和读写控制线,因此引脚数最小为10+8+1+2=21根。由于读写控制线可共用一根,但是没有20这个选项,所以选A。

②DRAM

        DRAM考栅极电容上的电荷存储信息,相信大家高中物理学的不错,知道电荷容易被释放消失,所以需要依靠电源不断给它刷新,这也是RAM断电就丢失信息的原因。同时,电容可比触发器简单的多,因此一般用于大容量的主存系统。

考点2:DRAM刷新方式及其特点

        DRAM电容上的电荷一半只能维持1到2ms,因此即使电源不断电,信息也会自动消失。它一共有三种刷新方式:集中刷新、分散刷新与异步刷新,这三种刷新策略的刷新单位均为行,并且一次完整的刷新过程只需要占用一个存储周期

A.集中刷新:

        指在一个刷新周期内,利用一段固定的时间,依次对存储器的所有行进行再生,在此期间停止对存储器的读写操作,称为“死时间”。

B.分散刷新:

        把对每行的刷新分散到各个工作周期中。这样,一个存储器的系统工作周期分为两部分:前部分用于正常读写或保持,后半部用于刷新,这样没有死时间。

C.异步刷新:

        将上述两种刷新方式进行结合,可以缩短死时间。具体方法是将刷新周期除以行数,得到两次刷新操作之间的时间间隔t,利用逻辑电路每隔时间t产生一次刷新请求。

考点3:DRAM芯片构造

        DRAM芯片与SRAM芯片相比,又有些许的不一样。DRAM采用的是地址复用技术,也就是说

一次只读一行或者一列。具体是怎么样的,请听小编娓娓道来:

        有一天,我们爱岗敬业的伍老师刚刚入职,进入了一个新的班级,人生地不熟的。她在讲台上又想找一个同学回答问题,此时请大家想想,有什么办法能帮助到她?

方法一:请学号为24的同学回答一下这个问题!

方法二:请坐在第三行,第二列的同学回答一下这个问题!

        那么方法一,就类似于SRAM芯片读地址的方式,直接将每一存储块标号,通过01信号显示标号,来确认是哪一块地址。

        方法二则对应的是DRAM的策略,先读行再读列,分开来读。行地址与列地址通过相同的引脚先后分两次输入,这样地址的引脚可以减少一半。

        与SRAM芯片类似,它的数据引脚数取决于它的位数。

        同时,依旧存在片选控制引脚,它的作用是在访问某个字时,必须“选中”该存储字所在的芯片,而其他“芯片”不被选中。而且由于行列分开来送入地址,需要额外增加行通选线与列通选线。

        读、写控制引脚依旧存在,有时是用两根线,有时是用一根线,这个具体情况具体分析。

        接电源与接地的引脚这个也必须得有。

例题:假定DRAM芯片中存储阵列的行数为r,列数为c,对于一个2K×1位的DRAM芯片,为保证其地址引脚数最少,并尽量减少刷新开销,则r、c的取值分别是()

A.2048,1

B.64,32

C.32,64

D.1,2048

【答案】:C

【解析】:2K的大小为2×2^{10}=2048,也就是说,这个“教室”桌子的行数乘以列数要等于2048。同时,行地址与列地址是通过相同的引脚先后分两次输入的,所以二者相差越小越好,排除A、D。(64需要6个引脚,32需要5个引脚,综合一下,二者需要6个引脚,要满足最大的)同时,需要减小刷新开销,刷新是以行为单位的,所以我们需要减少行数。

考点4:SRAM与DRAM的比较

        我们列一个表,来对比一下SRAM与DRAM:

类型SRAMDRAM
存储信息触发器电容
破坏性读出
需要刷新
送行列地址同时送分两次送
运行速度
集成度
存储成本
主要用途cache主机内存

例题:关于SRAM与DRAM,下列叙述中正确的是():

A.通常SRAM依靠电容暂存电荷来存储信息,电容上有电荷为1,无电荷为0

B.DRAM芯片的速度比SRAM快

C.SRAM的分散刷新不存在死时间

D.DRAM与SRAM相比,虽然速度慢,但是集成度高

【答案】:D

【解析】:A项,使用电容暂存电荷来存储信息的是DRAM,而不是SRAM,B项,SRAM比DRAM更快,C项SRAM不需要刷新,DRAM的分散刷新确实不存在死时间

二、ROM

1、特点       

考点5:ROM与RAM的特点比价 

        中文名:只读存储器(Read Only Memory),在这里给出它的英文,主要是希望大家不要与RAM弄混淆了,毕竟二者的缩写确实很相似,但是当我们知道O代表Only的时候,就能够轻松区分开二者,并且顾名思义的想到,ROM只能读,而不可轻易的写,一旦有了信息,就不能轻易的改变

        二者除了名字相似,其实也有别的相似之处,比如说ROM与RAM二者都是支持随机访问的存储器。但是它们的区别也很明显:RAM为易失性半导体存储器,也就是说RAM一旦断电,信息就会丢失,但是ROM具有非易失性,可靠性很高,里面的信息就算掉电也不会丢失

        从结构上来说,ROM的结构更加简单,所以位密度比可读写的存储器高。

        为了让大家能够做题,小编要上一个例题了:

例题:下列说法中,正确的是():

A.半导体RAM信息可读可写,且断电后仍然能保持记忆

B.DRAM是易失性RAM,而SRAM中的存储信息是不易失去的

C.高速缓冲存储器是易失性存储器

D.ROM不是随机存储器,所以不采用随机存取方式进行信息访问

【答案】:C 

【解析】:但凡与RAM沾点边的,都是易失性的,不论题目中说的有多天花乱坠,看到了就要立马反应出它是易失性的!不论他是DRAM还是SRAM,所以我们直接排除A、B两项。再看C,高速缓存存储器是由RAM构造的,再具体一点是SRAM。所以高速缓冲存储器是易失性存储器。D项,ROM与RAM均以随机存取方式进行信息访问,但是ROM不能作为随机存储器!!不然为什么还要有ROM?直接以xxxRAM的名字命名不是更方便一些吗?

2、分类

        根据制造工艺的不同,ROM可分为很多种只读存储器,下边是小编列的一个总结性的表格,希望小编的总结能对大家有所帮助:

考点6:ROM的分类

名称可读性可写性注意点
MROM可读任何人都无法改变内容便宜
PROM可读可实现一次性编程,一旦写入就无法改变没啥好考的
EPROM可读可写,但次数有限不可代替RAM,并且编程次数有限,写入时间很长
Flash闪存可读可以快速擦除与重写U盘位Flash的一种,虽然可以快速擦除与重写,但是写的速度依然大于读的速度
SSD可读可以快速擦除与重写虽然可以快速擦除与重写,但是写的速度依然大于读的速度

        从小编划重点的部分,大家应该猜的出来,哪个位置特别容易设置考点吧?为了让大家少背点“单词”,小编来帮助大家记忆。

        MROM原名为掩模式只读存储器,所以M代表Mask。PROM能够编程,所以P代表编程program。EPROM能够重新编程,E代表着电,用电擦除原本的内容,再来重写。

        怎么样,这样子是不是能够捋清楚这么一堆ROM的名字与特点,现在来一道例题,我们通过题目来学习!

例题:下列说法正确的是():

A.EPROM是可改写的,因此可以作为随机存储器

B.闪存可读可写,并且读写速度一样快

C.U盘属于随机存取存储器

D.ROM的集成度很高,位密度相对较大

【答案】:D

【解析】:A项,不管哪一种ROM不是随机存储器,不管哪一种ROM不是随机存储器,不管哪一种ROM不是随机存储器。我来强行凑字数,,,哦不对,,重要的事情说三遍,所以我说了这么多次(确信)。B项,读写速度一样快,你咋不上天呢,原本就是只读存储器,现在好不容易可写了,怎么,有了本事就忘了自己原来的样子了?高启盛都没你这么得意。C项,U盘是Flash,Flash是ROM的一种,带要我重复A选项的解析三次吗?D项,ROM结构简单,位密度相对较大,没毛病,选它!

        好的,本期的文章到这里就结束了,如果希望小编加更,请大家多多点赞加关注!

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