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1、内存内存 本章介绍了微机系统的内部存储器，包括各种本章介绍了微机系统的内部存储器，包括各种ROMROM和和RAMRAM芯片的特点和功能等。芯片的特点和功能等。5.1 5.1 系统内部存储器系统内部存储器 5.2 ROM5.2 ROM存储器存储器 5.3 RAM5.3 RAM存储器存储器 5.4 5.4 内存条和高速缓存内存条和高速缓存 退出退出5.1 5.1 系统内部存储器系统内部存储器 5.1.1 5.1.1 内部存储器简介内部存储器简介 系统内部存储器简称为内存，它是系统的主存，系统内部存储器简称为内存，它是系统的主存，负责存储当前运行的程序指令和数据，并通过高速的负责存储当前运行的程序指
2、令和数据，并通过高速的系统总线，直接供系统总线，直接供CPUCPU进行处理，因此必须是由高速集进行处理，因此必须是由高速集成电路存储器组成。成电路存储器组成。CPUCPU、外围芯片组、内存和总线接、外围芯片组、内存和总线接口这些最基本的部分组成计算机的主机，而内存的容口这些最基本的部分组成计算机的主机，而内存的容量、速度和可靠性等指标都直接关系到系统的性能。量、速度和可靠性等指标都直接关系到系统的性能。在微机开始工作时，首先从外存将指定的文件在微机开始工作时，首先从外存将指定的文件（程序指令和数据）装入内存，然后（程序指令和数据）装入内存，然后CPUCPU非常频繁地直非常频繁地直接访问内存，执
3、行程序指令，进行数据运算和系统控接访问内存，执行程序指令，进行数据运算和系统控制等操作，完成特定的任务，并将最终的结果以文件制等操作，完成特定的任务，并将最终的结果以文件的形式再保存到外存上。硬盘的速度较慢，且其速度的形式再保存到外存上。硬盘的速度较慢，且其速度对系统的影响远不如内存大。对系统的影响远不如内存大。内存由主板和内存条上安装的多种存储器集成电内存由主板和内存条上安装的多种存储器集成电路组成，如只读存储器（路组成，如只读存储器（ROMROM）和随机读写存储器）和随机读写存储器（RAMRAM）。主机配备的内存存储容量的大小应根据系统）。主机配备的内存存储容量的大小应根据系统运行的操作系
4、统和应用程序的需要而定，如果要求运运行的操作系统和应用程序的需要而定，如果要求运行复杂的操作系统和同时运行多个应用程序，所需内行复杂的操作系统和同时运行多个应用程序，所需内存就要更大些。表存就要更大些。表5-15-1列出了几种常用软件的内存需求列出了几种常用软件的内存需求。表表5-1 5-1 常用软件对内存的要求常用软件对内存的要求 5.1.2 5.1.2 内存的技术指标内存的技术指标 内存的主要指标如下：内存的主要指标如下：1 1 1 1内存容量内存容量内存容量内存容量 内存容量是指内存的存储单元的数量，单位是字内存容量是指内存的存储单元的数量，单位是字节（节（ByteByte）、千字节（）
5、、千字节（KBKB）和兆字节（）和兆字节（MBMB）。）。1MB=21MB=21010KB=1024KB=2KB=1024KB=22020Byte=10241024ByteByte=10241024Byte。目前系。目前系统内存通常为统内存通常为32MB32MB、64MB64MB、128MB128MB或或256MB256MB，显示内存，显示内存通常为通常为4MB4MB、8MB8MB、16MB16MB或或32MB32MB。2 2 2 2内存速度内存速度内存速度内存速度 内存速度包括内存芯片的存取速度和内存总线的内存速度包括内存芯片的存取速度和内存总线的速度。内存存取速度即读、写内存单元数据的时间
6、，速度。内存存取速度即读、写内存单元数据的时间，单位是毫微秒（单位是毫微秒（nSnS）。）。1 1秒（秒（Sec.Sec.）=10=106 6微秒微秒（SS）=10=109 9毫微秒（毫微秒（nSnS）。常用内存芯片的速度为几）。常用内存芯片的速度为几十十nSnS到几个到几个nSnS，显然数值越小速度越快。内存总线的，显然数值越小速度越快。内存总线的速度是指速度是指CPUCPU到内存之间的总线速度，由总线工作时钟到内存之间的总线速度，由总线工作时钟决定，如决定，如33MHz33MHz、66MHz66MHz、100MHz100MHz和和133MHz133MHz等，显然数等，显然数值越大速度约快。
7、所谓值越大速度约快。所谓PC-100PC-100和和PC-133PC-133的的SDRAMSDRAM内存条，内存条，就是指分别满足就是指分别满足100MHz100MHz和和133MHz133MHz总线的内存。由于频总线的内存。由于频率和周期互为倒数，率和周期互为倒数，10nS10nS和和7.5nS7.5nS的内存应分别对应于的内存应分别对应于100MHz100MHz和和133MHz133MHz总线时钟。总线时钟。3 3 3 3内存芯片的种类内存芯片的种类内存芯片的种类内存芯片的种类 内存芯片分为只读存储器（内存芯片分为只读存储器（ROMROM）和随机存取存储）和随机存取存储器（器（RAMRAM
8、）两大类。）两大类。ROMROM又分为又分为PROMPROM、EPROMEPROM和和EEPROMEEPROM等。等。RAMRAM又分为又分为DRAMDRAM、SRAMSRAM、CMOS RAMCMOS RAM和和VRAMVRAM等，而等，而DRAMDRAM等等还有各种不同的类型。还有各种不同的类型。4 4 4 4奇偶校验奇偶校验奇偶校验奇偶校验 奇偶校验（奇偶校验（Parity CheckParity Check）是系统检查数据存取）是系统检查数据存取和传输错误的一种最简单的技术。以奇校验为例，它和传输错误的一种最简单的技术。以奇校验为例，它采用附加的采用附加的1bit1bit校验位来对校验
9、位来对8bit8bit数据进行查错，规定数据进行查错，规定正确的数据中所含正确的数据中所含“1”“1”的个数必须为奇数个。的个数必须为奇数个。5 5 5 5ECCECCECCECC ECC ECC（Error Check and CorrectError Check and Correct）即错误检测与）即错误检测与纠正，它是一种内存数据检验和纠错技术。纠正，它是一种内存数据检验和纠错技术。ECCECC是对是对8bit8bit数据用数据用4bit4bit来进行校验和纠错。带来进行校验和纠错。带ECCECC的内存稳定的内存稳定可靠，一般用于服务器。可靠，一般用于服务器。5.2 ROM5.2 RO
10、M存储器存储器 5.2.1 5.2.1 系统系统ROM BIOSROM BIOS ROM ROM（Read Only MemoryRead Only Memory）即只读存储器）即只读存储器ICIC。它的。它的特点是只能读不能写，即它存储的内容不会被改写，特点是只能读不能写，即它存储的内容不会被改写，并且关机后也不会丢失。因此并且关机后也不会丢失。因此ROMROM被用来存放开机就要被用来存放开机就要首先执行的首先执行的BIOSBIOS程序。程序。BIOS BIOS（Basic Input Output SystemBasic Input Output System）即基本输入）即基本输入输出系
11、统，它是微机系统的最基础程序，它输出系统，它是微机系统的最基础程序，它“固化固化”在主板上的在主板上的ROMROM芯片中，加电开机后首先执行芯片中，加电开机后首先执行BIOSBIOS，并，并引导系统进入正常工作状态。所谓引导系统进入正常工作状态。所谓“固化固化”是说是说BIOSBIOS程序是以物理的方式保存在程序是以物理的方式保存在ROMROM芯片中的，即使关机也芯片中的，即使关机也不会丢失，所以也叫做不会丢失，所以也叫做ROM BIOSROM BIOS。BIOS BIOS程序中包括系统的启动引导代码、系统加电程序中包括系统的启动引导代码、系统加电自检程序自检程序POSTPOST（Power
12、On Self TestPower On Self Test）、系统硬件配）、系统硬件配置程序（置程序（BIOS SetupBIOS Setup或或CMOS SetupCMOS Setup）、基本硬件驱动）、基本硬件驱动程序（如键盘、低分辨率显示、软盘、硬盘、通信接程序（如键盘、低分辨率显示、软盘、硬盘、通信接口等）以及口等）以及BIOSBIOS的输入输出管理程序等。的输入输出管理程序等。在微机加电之前，在微机加电之前，CPUCPU的指令地址指向的指令地址指向ROM BIOSROM BIOS的的系统启动引导代码。加电后，系统启动引导代码。加电后，CPUCPU便首先自动执行引导便首先自动执行引导
13、代码，并开始运行代码，并开始运行BIOSBIOS程序，使程序，使BIOSBIOS获得系统控制权。获得系统控制权。BIOSBIOS的的POSTPOST程序根据程序根据CMOSCMOS存储芯片中的硬件配置数据存储芯片中的硬件配置数据逐一检测逐一检测CPUCPU、内存、显示卡、键盘、软盘驱动器和硬、内存、显示卡、键盘、软盘驱动器和硬盘等，如果各个部分均正常，则引导程序就去引导磁盘等，如果各个部分均正常，则引导程序就去引导磁盘操作系统（盘操作系统（DOSDOS、WindowsWindows等）。等）。在在POSTPOST运行中，如果检测到某个硬件不正常，运行中，如果检测到某个硬件不正常，BIOSBIO
14、S就会通过就会通过PCPC小喇叭发出故障提示音响代码，或者小喇叭发出故障提示音响代码，或者通过屏幕显示故障提示文字。在通过屏幕显示故障提示文字。在BIOSBIOS开始运行开始运行POSTPOST，屏幕显示内存信息时，屏幕下沿会提示按【屏幕显示内存信息时，屏幕下沿会提示按【DelDel】键去】键去执行系统硬件配置程序（执行系统硬件配置程序（CMOS SetupCMOS Setup），进行硬盘类），进行硬盘类型、软驱类型、日期时间和系统工作参数的设置。如型、软驱类型、日期时间和系统工作参数的设置。如果你及时按【果你及时按【DelDel】键，便可执行】键，便可执行CMOS SetupCMOS Set
15、up程序，设程序，设置后的数据存入置后的数据存入CMOS RAMCMOS RAM芯片，在下次启动时芯片，在下次启动时BIOSBIOS会会访问访问CMOS RAMCMOS RAM，得到正确的硬件配置和优化参数来启，得到正确的硬件配置和优化参数来启动系统。如果动系统。如果CMOSCMOS设置不当，系统也会因此而无法正设置不当，系统也会因此而无法正常工作。常工作。5.2.2 ROM 5.2.2 ROM存储芯片存储芯片 1 1 1 1PROMPROMPROMPROM PROM PROM（Programmable ROMProgrammable ROM）即可编程）即可编程ROMROM。它允许。它允许用户
16、根据自己的需要，利用专门的写用户根据自己的需要，利用专门的写ROMROM设备写入内容，设备写入内容，但只允许写一次，使用起来仍然不方便。但只允许写一次，使用起来仍然不方便。2 2 2 2EPROMEPROMEPROMEPROM EPROM EPROM（Erasable Programmable ROMErasable Programmable ROM）即可擦除）即可擦除可编程可编程ROMROM。它允许用户根据自己的需要，利用专门的。它允许用户根据自己的需要，利用专门的EPROMEPROM写入器改写其内容，可以多次改写，更新程序比写入器改写其内容，可以多次改写，更新程序比较方便。因此在早期的较方
17、便。因此在早期的PCPC机中都使用机中都使用EPROMEPROM作为作为BIOSBIOS程程序的存储器。序的存储器。EPROMEPROM的外形见图的外形见图5-15-1。它可以用紫外线。它可以用紫外线照射擦除存储数据，用照射擦除存储数据，用EPROMEPROM编程器进行程序编写和输编程器进行程序编写和输入。入。3 3 3 3EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM EEPROM EEPROM或或E E2 2PROMPROM（Electrical EPROMElectrical EPROM）即电可擦除）即电可擦除可编程可编程ROMROM。外形见图。外形见图5-15-1，目前的主板都使用，
18、目前的主板都使用EEPROMEEPROM保存保存BIOSBIOS。EEPROMEEPROM存储器也叫做闪速存储器（存储器也叫做闪速存储器（Flash Flash ROMROM），简称为闪存），简称为闪存BIOSBIOS。闪存的特点是程序改写、升。闪存的特点是程序改写、升级方便，只需在机器运行的正常情况下使用专门的应级方便，只需在机器运行的正常情况下使用专门的应用程序，将来自厂家或网站上的最新版本的用程序，将来自厂家或网站上的最新版本的BIOSBIOS写入写入闪存即可。闪存闪存即可。闪存ROMROM的擦除条件是加上的擦除条件是加上12V12V电压，这可电压，这可以在主板上用跳线设置成高电压的擦除
19、写入状态。因以在主板上用跳线设置成高电压的擦除写入状态。因此目前主板的此目前主板的BIOSBIOS升级是容易而及时的，由此主板可升级是容易而及时的，由此主板可以充分发挥最佳效能。以充分发挥最佳效能。显然闪存显然闪存BIOSBIOS也有致命弱点，它很容易被也有致命弱点，它很容易被CIHCIH类的类的病毒改写破坏，致使主板瘫痪。为此，在主板上采取病毒改写破坏，致使主板瘫痪。为此，在主板上采取了硬件跳线禁止写闪存了硬件跳线禁止写闪存BIOSBIOS、软件、软件COMSCOMS设置禁止写闪设置禁止写闪存存BIOSBIOS和双和双BIOSBIOS闪存芯片等保护性措施。闪存芯片等保护性措施。图5-1 EP
20、ROM和EEPROM 5.2.3 ROM BIOS 5.2.3 ROM BIOS的新特点的新特点 ROM BIOS ROM BIOS芯片和它在主板上的位置如图芯片和它在主板上的位置如图5-25-2所示。所示。目前的目前的ROM BIOSROM BIOS具有如下一些新的特点：具有如下一些新的特点：1 1目前目前BIOSBIOS程序存储在闪速存储器（程序存储在闪速存储器（Flash Flash MemoryMemory）中，改写和升级比较容易。主板上还有专门）中，改写和升级比较容易。主板上还有专门的跳线来设置闪存的跳线来设置闪存BIOSBIOS的允许或不允许改写状态，以的允许或不允许改写状态，以便
21、保护便保护BIOSBIOS程序不被病毒破坏。程序不被病毒破坏。2 2不仅能自动检测硬盘的类型参数，还能自动检不仅能自动检测硬盘的类型参数，还能自动检测测CPUCPU类型、主频和工作电压。也还能自动检测具有类型、主频和工作电压。也还能自动检测具有PnPPnP功能的扩展卡，并能为之合理分配系统资源。功能的扩展卡，并能为之合理分配系统资源。3 3除了用软盘除了用软盘A A、硬盘、硬盘C C启动操作系统外，还可启动操作系统外，还可以用以用CD-ROMCD-ROM光盘启动系统。光盘启动系统。4 4支持支持SMMSMM（Source Management ModeSource Management Mod
22、e）即电源）即电源管理模式，满足管理模式，满足“绿色电脑绿色电脑”的基本要求。它能在主的基本要求。它能在主板暂停工作时进入省电状态，即低功耗运行。板暂停工作时进入省电状态，即低功耗运行。5 5具有具有DMIDMI（Desktop Management InterfaceDesktop Management Interface）即桌面管理接口，用户可以利用各种支持即桌面管理接口，用户可以利用各种支持DMIDMI的工具软的工具软件（如件（如NortonNorton等）查看和修改硬件数据，可以直接管等）查看和修改硬件数据，可以直接管理硬件配置。理硬件配置。6 6支持支持ESCDESCD（Extend
23、ed System Configuration Extended System Configuration DataData）即扩展系统配置数据，它包括各扩展卡和集成）即扩展系统配置数据，它包括各扩展卡和集成在主板上的设备的在主板上的设备的IRQIRQ号、号、I/OI/O口地址和口地址和DMADMA通道号。在通道号。在开机完成系统检测后，屏幕显示系统硬件配置表，在开机完成系统检测后，屏幕显示系统硬件配置表，在表中除了显示上述表中除了显示上述DMIDMI的数据外，还显示的数据外，还显示ESCDESCD的数据。的数据。图图5-2 ROM BIOS5-2 ROM BIOS 在选择一个主板时，要特别注
24、意它配备的在选择一个主板时，要特别注意它配备的BIOSBIOS程程序的版本、功能和兼容性。序的版本、功能和兼容性。ROM ROM的读取速度都比较慢，为了提高的读取速度都比较慢，为了提高BIOSBIOS读取速度，读取速度，ROM BIOSROM BIOS本身提供了将自身程序代码复制到本身提供了将自身程序代码复制到RAMRAM上执行上执行的功能，这叫做映象，即的功能，这叫做映象，即Shadow RAMShadow RAM，可在，可在CMOS CMOS SetupSetup中加以设置。中加以设置。5.3 RAM5.3 RAM存储器存储器 RAM RAM（Random Access MemoryRan
25、dom Access Memory）即随机读写存储）即随机读写存储器器ICIC。内存主要由。内存主要由RAMRAM存储器芯片构成，按芯片类型和存储器芯片构成，按芯片类型和在系统中作用的差别，在系统中作用的差别，RAMRAM又可分为又可分为DRAMDRAM、CMOS RAMCMOS RAM、SRAMSRAM和和VRAMVRAM等多种。等多种。5.3.1 DRAM 5.3.1 DRAM DRAM DRAM（Dynamic RAMDynamic RAM）即动态）即动态RAMRAM，因为它的集成，因为它的集成度高（单片容量可达度高（单片容量可达64M64M位）、价格便宜且可读可写，位）、价格便宜且可读
26、可写，因此系统内存的主要容量空间是由因此系统内存的主要容量空间是由DRAMDRAM构成的。构成的。DRAM DRAM芯片的容量大存储单元多，地址线的位数多。芯片的容量大存储单元多，地址线的位数多。为了减少芯片的引脚，就把每个存储单元的地址分为为了减少芯片的引脚，就把每个存储单元的地址分为行地址和列地址两部分表示。在对每个存储单元进行行地址和列地址两部分表示。在对每个存储单元进行读写操作时，地址要分两次输入，首先是行地址，然读写操作时，地址要分两次输入，首先是行地址，然后是列地址，这显然降低了对存储芯片的访问速度。后是列地址，这显然降低了对存储芯片的访问速度。另外另外DRAMDRAM芯片的存储单
27、元是一个电容性电路，系统要芯片的存储单元是一个电容性电路，系统要定时对存储数据进行额外的刷新，因此，定时对存储数据进行额外的刷新，因此，DRAMDRAM芯片的芯片的存取速度低，一般为存取速度低，一般为70nS70nS（毫微秒）或（毫微秒）或60nS60nS，比，比CPUCPU低低许多。许多。DRAM DRAM芯片的访问方式决定着它的存取速度，按照芯片的访问方式决定着它的存取速度，按照访问方式访问方式DRAMDRAM可以分为如下几种：可以分为如下几种：1 1FPMFPM FPM FPM（Fast Page ModeFast Page Mode）DRAMDRAM即快速页方式。即快速页方式。FPMF
28、PM的芯片速度可达的芯片速度可达70ns70ns，常用于，常用于486486和和586586主板。主板。2 2EDOEDO EDO EDO（Extended Data OutputExtended Data Output）DRAMDRAM即可扩展数即可扩展数据输出方式。据输出方式。EDOEDO的芯片速度可达的芯片速度可达60ns60ns，常用于，常用于586586和和早期早期Pentium Pentium 主板。主板。3 3SDRAMSDRAM SDRAM SDRAM（Synchronous DRAMSynchronous DRAM）即同步）即同步DRAMDRAM，所谓，所谓“同步同步”是指这
29、种存储器能与系统总线时钟同步工作。是指这种存储器能与系统总线时钟同步工作。SDRAMSDRAM存储器按系统总线（存储器按系统总线（FSBFSB）的时钟分为）的时钟分为66MHz66MHz、100MHz100MHz和和133MHz133MHz等多种，后者分别标记为等多种，后者分别标记为PC100PC100和和PC133PC133。SDRAMSDRAM芯片的读写速度可达芯片的读写速度可达10nS10nS，甚至，甚至7nS7nS，用，用于于Pentium Pentium 以上的主板。以上的主板。4 4RDRAMRDRAM RDRAM RDRAM（Rambus DRAMRambus DRAM）是一种高
30、性能的新型）是一种高性能的新型SDRAMSDRAM存储器。它通过一个新型的高速存储器。它通过一个新型的高速RamBusRamBus总线传输总线传输数据，可以支持数据，可以支持300MHz300MHz总线时钟，又由于是在时钟信总线时钟，又由于是在时钟信号的上升和下降沿均工作，实际上相当于工作在号的上升和下降沿均工作，实际上相当于工作在600MHz600MHz上。最新的奔腾四主板以双通道的上。最新的奔腾四主板以双通道的4 4个个RIMMRIMM插槽插槽支持支持RDRAMRDRAM内存。内存。5 5DDRDDR DDR DDR（Double Data RateDouble Data Rate）即双数
31、据率）即双数据率DRAMDRAM，它，它也是一种新型的高速也是一种新型的高速SDRAMSDRAM存储器。它在时钟脉冲的上存储器。它在时钟脉冲的上升和下降沿都进行操作，理论上也是目前升和下降沿都进行操作，理论上也是目前SDRAMSDRAM速度的速度的两倍。两倍。5.3.2 CMOS RAM 5.3.2 CMOS RAM CMOS RAM CMOS RAM（Complementary Metal Oxide Complementary Metal Oxide Semiconductor RAMSemiconductor RAM）即互补型金属氧化物半导体）即互补型金属氧化物半导体RAMRAM存储器。
32、由于该类存储器耗电极低，开机时由存储器。由于该类存储器耗电极低，开机时由PCPC电源电源给给CMOSCMOS芯片供电，关机后即可切换到主板上的小电池芯片供电，关机后即可切换到主板上的小电池供电，使之不丢失存储信息。因此主板上的供电，使之不丢失存储信息。因此主板上的CMOS RAMCMOS RAM芯片用于存储不允许丢失但需要用户改写的系统芯片用于存储不允许丢失但需要用户改写的系统BIOSBIOS硬件配置信息，如软盘驱动器类型、硬盘驱动器类型、硬件配置信息，如软盘驱动器类型、硬盘驱动器类型、显示模式、内存大小和系统工作状态参数等。每当硬显示模式、内存大小和系统工作状态参数等。每当硬件配置改变时，比
33、如更换了硬盘、内存条等，用户必件配置改变时，比如更换了硬盘、内存条等，用户必须在开机时按【须在开机时按【DelDel】键，首先运行】键，首先运行BIOS SetupBIOS Setup程序程序（也叫（也叫CMOS SetupCMOS Setup程序）对相关信息进行修改。每次程序）对相关信息进行修改。每次开机启动时，开机启动时，BIOSBIOS程序都要访问程序都要访问CMOSCMOS存储芯片，以便存储芯片，以便正确检测和配置硬件。正确检测和配置硬件。CMOS CMOS的电池有的电池有3.6V3.6V的可充电电池和的可充电电池和3.3V3.3V的普通的普通CR2032CR2032钮扣电池等。钮扣电
34、池等。CMOS RAMCMOS RAM芯片和电池如图芯片和电池如图5-35-3所示。所示。有些主板的可充电有些主板的可充电CMOSCMOS电池做在了电池做在了CMOSCMOS元件内部。有元件内部。有些些CMOSCMOS电路也集成到了南桥芯片组内。电路也集成到了南桥芯片组内。图5-3 CMOS RAMM和电池 5.3.3 SRAM 5.3.3 SRAM SRAM SRAM（Static RAMStatic RAM）即静态）即静态RAMRAM。SRAMSRAM是由静态是由静态MOSMOS管构成，它的体积大、集成度比管构成，它的体积大、集成度比DRAMDRAM低、容量小低、容量小（单片为（单片为51
35、2Kbits512Kbits到到512KB512KB）和价格高。但是它的速度）和价格高。但是它的速度远高于远高于DRAMDRAM，通常为，通常为15 nS15 nS（毫微秒）到几个（毫微秒）到几个nSnS，因此，因此它被用来构成主板的系统高速缓冲存储器（它被用来构成主板的系统高速缓冲存储器（CacheCache），），以解决低速主存与高速以解决低速主存与高速CPUCPU不匹配的瓶颈问题。不匹配的瓶颈问题。5.4 5.4 内存条和高速缓存内存条和高速缓存 5.4.1 5.4.1 内存条内存条 早期早期IBM-PCIBM-PC机的主存储器都是固定安装在主板上，机的主存储器都是固定安装在主板上，由许
36、多存储芯片组成的，见前面图由许多存储芯片组成的，见前面图4-14-1，容量为，容量为256KB256KB。随着系统对内存容量需求越来越大，已无法在主随着系统对内存容量需求越来越大，已无法在主板有限的空间上排列更多的内存芯片了，因此采用板有限的空间上排列更多的内存芯片了，因此采用ISAISA总线扩展卡来解决，这就是老式微机的总线扩展卡来解决，这就是老式微机的ISAISA内存扩展卡，内存扩展卡，通常为通常为384KB384KB，将内存扩充到，将内存扩充到640KB640KB。ISAISA总线的数据线总线的数据线是是1616位，速度又相当慢。位，速度又相当慢。从从386386微机开始，改为在主板上另
37、外专门为微机开始，改为在主板上另外专门为3232位数位数据总线设计了高速的内存总线和内存扩展插槽。内存据总线设计了高速的内存总线和内存扩展插槽。内存的的DRAMDRAM芯片做在称为内存条的印刷电路板上，再把内芯片做在称为内存条的印刷电路板上，再把内存条插入内存插槽即可连入系统。存条插入内存插槽即可连入系统。内存条是由印刷电路板和内存芯片构成，采用存内存条是由印刷电路板和内存芯片构成，采用存储器芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决储器芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决定。比如一个定。比如一个1MB1MB的内存条，可以由的内存条，可以由2 2个个1M4bit1M4bit的存的存储芯片
38、组成，如图储芯片组成，如图5-45-4所示。所示。图5-4 30线SIMM内存条电路图 内存条插槽的一种叫做内存条插槽的一种叫做SIMMSIMM（Single In line Single In line Memory ModuleMemory Module）即单列直插存储器模块，分为）即单列直插存储器模块，分为3030线线（引脚）和（引脚）和7272线两种标准。另一种叫做线两种标准。另一种叫做DIMMDIMM（Double Double In line Memory ModuleIn line Memory Module）即双列直插存储器模块，为）即双列直插存储器模块，为168168线标准。
39、线标准。30 30线的线的SIMMSIMM内存扩展插槽提供内存扩展插槽提供8 8位数据，必需四个位数据，必需四个一组（称为一组（称为BankBank）使用才能提供）使用才能提供3232位数据宽度的主存，位数据宽度的主存，它常用于它常用于386386或或486486主板，采用主板，采用FPFP内存芯片，存取速度内存芯片，存取速度为为8080或或70nS70nS。72 72线的线的SIMMSIMM内存扩展插槽可提供内存扩展插槽可提供3232位数据，常用位数据，常用于于486486或或586586主板。在主板。在486486机上机上7272线内存条可以单条使用，线内存条可以单条使用，存储芯片通常为存
40、储芯片通常为80nS80nS的的FPMFPM内存。而在内存。而在586586机上，则应机上，则应将完全一样的两个将完全一样的两个7272线内存条同时使用构成一组（称线内存条同时使用构成一组（称为为BankBank），才能与），才能与Pentium CPUPentium CPU的的6464位外部数据线相吻位外部数据线相吻合，采用的内存芯片通常为合，采用的内存芯片通常为70nS70nS的的FPMFPM或或60nS60nS的的EDOEDO内内存。存。168 168线的内存扩展可提供线的内存扩展可提供6464位数据宽，因此位数据宽，因此168168线线内存条单条安装便可与内存条单条安装便可与6464位
41、的位的Pentium CPUPentium CPU外部数据总外部数据总线相吻合。这类内存条的芯片分为单面安装和两面安线相吻合。这类内存条的芯片分为单面安装和两面安装两种，装两种，16M16M和和64M64M条常做成单面式，条常做成单面式，8M8M、32M32M和和128M128M条条常做成两面式，采用的存储芯片为常做成两面式，采用的存储芯片为10nS10nS的的SDRAMSDRAM（最初（最初也有也有EDOEDO的），常用于的），常用于Pentium MMXPentium MMX（多能奔腾）、（多能奔腾）、Pentium Pentium 和和Pentium Pentium 主板。最初的主板。最
42、初的DIMM SDRAMDIMM SDRAM支支持持66MHz66MHz系统总线，目前还有支持系统总线，目前还有支持100MHz100MHz和和133MHz133MHz高速高速系统总线的标有系统总线的标有PC100PC100和和PC133PC133标记的标记的SDRAMSDRAM内存条。各内存条。各种内存条的外形结构如图种内存条的外形结构如图5-55-5所示，图所示，图5-65-6是是SIMMSIMM和和DIMMDIMM内存条的照片。内存条的照片。图5-5 SIMM和DIMM内存条的结构图5-6 SIMM和DIMM内存条 内存的速度要由内存总线和内存芯片的速度配合内存的速度要由内存总线和内存芯
43、片的速度配合来实现。通常，总线速度用其工作时钟的频率来表示，来实现。通常，总线速度用其工作时钟的频率来表示，比如比如3333、6666、100100和和133MHz133MHz总线等。而存储器芯片的速总线等。而存储器芯片的速度用其存取时间来表示，比如度用其存取时间来表示，比如2525、2020、1515、1010和和7nS7nS等。等。以频率和周期的倒数关系来比较，与以频率和周期的倒数关系来比较，与6666、100100和和133MHz133MHz内存总线相配合的存储器芯片的速度应该分别为内存总线相配合的存储器芯片的速度应该分别为1515、1010和和7.5nS7.5nS。在比较系统中。在比较
44、系统中CPUCPU、系统总线、内存和其、系统总线、内存和其它元器件的速度配合时也可以用类似的方法。它元器件的速度配合时也可以用类似的方法。5.4.2 5.4.2 系统高速缓存系统高速缓存 主存储器的高速缓充存储器也称为主存储器的高速缓充存储器也称为“Cache”“Cache”，它，它由存取速度较高的由存取速度较高的SRAMSRAM芯片构成。芯片构成。SRAMSRAM由静态由静态MOSMOS管构管构成，速度远高于主存的成，速度远高于主存的DRAMDRAM存储器，目前可达几毫微存储器，目前可达几毫微秒，因此被用来构成主板上的系统秒，因此被用来构成主板上的系统CacheCache。主板上的。主板上的
45、CacheCache芯片如图芯片如图5-75-7所示。所示。图5-7 主板上的Cache CPU CPU和内存是主机的基本构成，它们决定着系统的和内存是主机的基本构成，它们决定着系统的速度。由于速度。由于CPUCPU速度的不断提高，使得构成主存储器的速度的不断提高，使得构成主存储器的DRAMDRAM芯片速度无法与之相配，就大大降低了芯片速度无法与之相配，就大大降低了CPUCPU的执行的执行速度。目前采用的方法是使用少量的高速速度。目前采用的方法是使用少量的高速SRAMSRAM芯片组芯片组成小容量的高速存储体做为主存的缓冲存储器，来与成小容量的高速存储体做为主存的缓冲存储器，来与CPUCPU相匹
46、配，以提高内存的整体访问速度。相匹配，以提高内存的整体访问速度。在开机时进入在开机时进入CMOS SetupCMOS Setup的高级设置表，会看到的高级设置表，会看到有有“Internal Cache”“Internal Cache”和和“External Cache”“External Cache”两个设两个设置项，其中前一项的内部置项，其中前一项的内部CacheCache指的是指的是486486或或Pentium Pentium CPUCPU内建的内建的CacheCache，常称为，常称为“Level1 Cache”“Level1 Cache”或或“L1“L1 Cache”Cache”，
47、而后一项的外部，而后一项的外部CacheCache指的是指的是CPUCPU外部的主板外部的主板上的上的CacheCache，常称为，常称为“Level2 Cache”“Level2 Cache”或或“L2 Cache”“L2 Cache”。L1 CacheL1 Cache比比L2 CacheL2 Cache的效能要高许多，但容量很有限，的效能要高许多，但容量很有限，因此系统必需有因此系统必需有L2 CacheL2 Cache来提高系统速度。对来提高系统速度。对386386、486486和和586586主板来说，一般都装有主板来说，一般都装有128KB128KB或或256KB256KB或或512
48、KB512KB的的SRAMSRAM存储器芯片构成的存储器芯片构成的CacheCache。高速缓存技术也用于图形加速卡、硬盘、光驱、高速缓存技术也用于图形加速卡、硬盘、光驱、扫描仪和数码相机等高速设备。扫描仪和数码相机等高速设备。Cache Cache的工作原理是：的工作原理是：习题习题1 1了解内存的技术指标。了解内存的技术指标。2 2熟悉熟悉ROM BIOSROM BIOS的基本功能和特点。的基本功能和特点。3 3了解了解ROMROM和和RAMRAM芯片的种类、特点和作用。芯片的种类、特点和作用。4 4熟悉熟悉DRAMDRAM、CMOS RAMCMOS RAM的种类、特点和作用。的种类、特点和作用。5 5掌握内存条的种类和特点。掌握内存条的种类和特点。6 6了解了解CACHECACHE的原理。的原理。