微机原理中的RAM工作原理谁会啊?

2025-03-23 04:24:00
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回答1:

RAM分为SRAM存储器和DRAM存储器
静态存储器(SRAM)依靠触发器的两个稳定状态存储信息,多用来作为小容量的高速缓冲存储器,不需要刷新电路即能保存它内部存储的数据。
动态存储器DRAM是依靠电容上的存储电荷来保存信息,为了保持数据,所以必须隔一段时间刷新一次,DRAM是由许多基本存储元按照行和列来组成的常用作大容量的主存储器。

回答2:

类似于微处理器,存储器芯片也是一种由数以百万计的晶体管和电容器构成的集成电路
(IC)。计算机存储器中最为常见的一种是动态随机存取存储器
(DRAM),在
DRAM
中晶体管和电容器合在一起就构成一个存储单元,代表一个数据位元。电容器保存信息位
--
0

1(有关位的信息,请参阅比特和字节的奥秘)。晶体管起到了开关的作用,它能让内存芯片上的控制线路读取电容上的数据,或改变其状态。
电容器就像一个能够储存电子的小桶。要在存储单元中写入
1,小桶内就充满电子。要写入
0,小桶就被清空。电容器桶的问题在于它会泄漏。只需大约几毫秒的时间,一个充满电子的小桶就会漏得一干二净。因此,为了确保动态存储器能正常工作,必须由
CPU
或是由内存控制器对所有电容不断地进行充电,使它们在电子流失殆尽之前能保持
1
值。为此,内存控制器会先行读取存储器中的数据,然后再把数据写回去。这种刷新操作每秒钟要自动进行数千次。
动态
RAM
存储单元中的电容器就像是一个漏水的小桶。
它需要定时刷新,否则电子泄漏会使它变为
0
值。
动态
RAM
正是得名于这种刷新操作。动态
RAM
需要不间断地进行刷新,否则就会丢失它所保存的数据。这一刷新动作的缺点就是费时,并且会降低内存速度。
存储单元由硅晶片蚀刻而成,位于由记忆列(位线)和记忆行(字线)组成的阵列之中。位线和字线相交,就形成了存储单元的地址。
将位元排列在二维栅格中,就构成了内存。
在上图中,红色的存储单元代表
1
值,而白色的存储单元代表
0
值。
在演示动画片中,先选出一个记忆列,然后对记忆行进行充电以将数据写入指定的记忆列中。
DRAM
工作时会向选定的记忆列
(CAS)
发送电荷,以激活该记忆列上每个位元处的晶体管。写入数据时,记忆行线路会使电容保持应有状态。读取数据时,由灵敏放大器测定电容器中的电量水平。如果电量水平大于
50%,就读取
1
值;否则读取
0
值。计数器会跟踪刷新序列,即记录下哪些行被访问过,以及访问的次序。完成全部工作所需的时间极短,需要以纳秒(十亿分之一秒)计算。存储器芯片被列为
70
纳秒级的意思是,该芯片读取单个存储单元并完成再充电总共需要
70
纳秒。
如果没有读写信息的策略作为支持,存储单元本身是毫无价值的。所以存储单元拥有一整套由其他类型的专用电路构成的底层设施。这些电路具有下列功能:
判别记忆行和记忆列的地址(行选址和列选址)
记录刷新序列(计数器)
从存储单元中读取、恢复数据(灵敏放大器)
告知存储单元是否接受电荷(写保护)
内存控制器要执行其他一些任务,包括识别存储器的类型、速度和容量,以及检错等等。
静态
RAM
使用了截然不同的技术。静态
RAM
使用某种触发器来储存每一位内存信息(欲了解有关触发器的详细信息,请查阅布尔逻辑的奥秘一文)。存储单元使用的触发器是由引线将
4-6
个晶体管连接而成,但无须刷新。这使得静态
RAM
要比动态
RAM
快得多。但由于构造比较复杂,静态
RAM
单元要比动态
RAM
占据更多的芯片空间。所以单个静态
RAM
芯片的存储量会小一些,这也使得静态
RAM
的价格要贵得多。
静态
RAM
速度快但价格贵,动态
RAM
要便宜一些,但速度更慢。因此,静态
RAM
常用来组成
CPU
中的高速缓存,而动态
RAM
能组成容量更大的系统内存空间。