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存储器和端口

2016-10-22 10:31:02 | 人围观 | 评论:

   1、存储器

     存储器是计算机的记忆部件,用来存放程序和数据。按所在的位置,存储器可以分成主存储器和辅助存储器。
    主存储器存放当前正在执行的程序和使用的数据, CPU 可以直接存取,它由半导体存储器芯片构成,其成本高,容量小,但速度快。
    辅助存储器可用来长期保存大量程序和数据 ,CPU 需要通过 I/O 接口访问,它由磁盘或光盘构成,其成本低,容量大,但速度较慢。
    构成存储器的存储 介质 ,目前主要采用半导体器件和磁性材料。存储器中最小的存储单位就是一个双稳态半导体 电路 或一个 CMOS 晶体管或磁性材料的存储元,它可存储一个二进制代码。由若干个存储元组成一个存储单元,然后再由许多存储单元组成一个存储器。    
    根据存储材料的性能及使用方法不同,存储器有各种不同的分类方法 :
    ★ 按存储介质分
    半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
    磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
    ★ 按存储方式分
    随机存储器:任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。
    顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间和存储单元的物理位置有关。
    ★ 按存储器的读写功能分
    只读存储器 (ROM) :存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。
    随机读写存储器 ( RAM ) :既能读出又能写入的半导体存储器。
    ★ 按信息的可保存性分
    非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
    永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。
    ★ 按在计算机系统中的作用分
    根据存储器在计算机系统中所起的作用,可分为主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。
    为了解决对存储器要求容量大,速度快,成本低三者之间的矛盾,目前通常采用多级存储器体系结构,即使用高速缓冲存储器、主存储器和外存储器。

 3、物理地址的形成

     实模式下允许最大寻址空间为 1MB 。 8086/8088 CPU 的地址线是 20 位的,这样最大可寻址空间应为 =1MB ,其物理地址范围从 00000H ~ FFFFFH 。而 8086CPU 寄存器都是 16 位的。那么,这 1MB 空间如何用 16 位寄存器表达呢?
     根据要求可把 1M 字节地址空间划成若干逻辑段。每个逻辑段必须满足两个条件:一是逻辑段的起始地址(简称段首址)必须是 16 的倍数;二是逻辑段的最大长度为 64KB 。按照这两个条件, 1M 字节地址空间最多可划分成 64K 个逻辑段,最少也要划分成 16 个逻辑段。逻辑段与逻辑段可以相连,也可以不连,还可以重叠。
     物理地址与逻辑地址
     物理地址:内存单元的实际地址,也就是出现在地址总线上的地址。 与网络层的 IP 地址 传输层的端口号以及应用层的用户名相比较 , 局域望网的 MAC 层地址是由硬件来处理的 , 叫做物理地址或硬件地址
     逻辑地址 ( 分段地址 ) :所谓逻辑地址是指按数据的逻辑块号给出的磁盘的位置( l 块= 512 字 l 字= 64 位)而物理地址则是由磁盘的柱面、头、段等物理位置所确定的地址段地址 : 段内偏移地址。
     段地址表示段在内存中的起始位置,通常被保存在某个段寄存器中。段内偏移地址表示内存单元相对于段起始位置的位移,简称偏移地址,也叫有效地址 EA 。 段地址与偏移地址都是 16 位。
     系统采用下列方法将逻辑地址自动转换为 20 位的物理地址:
     物理地址 = 段地址 × 16 + 偏移地址
     例:逻辑地址为 2E00H:1246H
     物理地址 =2E00H × 16+1246H=2E000H+1246H= 2F 246H
     每个内存单元具有唯一的物理地址,但可由不同的逻辑地址描述。
   4、端口
     对程序员来说, I/O 接口电路由接口寄存器组成,为了区别它们,各个寄存器进行了编号,形成 I/O 地址。
     端口就是指 I/O 地址,是微机系统对 I/O 接口电路中与程序设计有关的寄存器的编号
     系统实际上就是通过这些端口与外设进行通讯的
     通常采用十六进制数来表达端口
     Intel 8086 支持 64K 个 8 位端口
     其 I/O 地址可以表示为: 0000H ~ FFFFH 




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名 称  简称用    途  特 点
高速缓冲存储器 Cache高速存取指令和数据存取速度快,但存储容量小
主存储器 主存存放计算机运行期间的大量程序和数据存取速度较快,存储容量不大

外存储器
外存  存放系统程序和大型数据文件及数据库存储容量大,位成本低,用来存放计算机中的所有信息:包括程序、原始数据、运算的中间 结果 及最终结果等。