《存储逻辑》PPT课件.ppt

数字逻辑Digital Logic,主讲 陈付龙,安徽师范大学计算机科学与技术系,第8章 存储逻辑,8.1 概述8.2 ROM8.3 RAM,8.1 概述,由于CPU的速度不断提高，处理的信息量不断增大，要求存储器提高存取速度，改进存取方式（如突发存取，并行存取等方式）。一、存储器的两大功能：1、存储（写入Write）2、取出（读出Read）二、三项基本要求：1、大容量 2、高速度 3、低成本存储器的历史和分类存储器技术指标存储系统的层次结构,8.1.0 基本概念 一、概念 1、基本存储单元：存储一位（bit）二进制代码的存储元件称为基本存储单元（或存储元）2、存储单元：主存中最小可编址的单位，是对主存可访问操作的最小单位。3、地址：每个存储单元的编号。4、编址单位：可寻址的最小单位。5、存储体：多个存储单元按一定规则组成一个整体。6、存储器分辩率：指存储器能被区分、识别与操作的精细程度。7、存储器字：由若干个存储单元组成，可一次性存取。,二、存储器的特性：1、存储器是计算机中信息存储的核心。程序存储功能由存储器来承担。2、内存是CPU与外界进行数据交换的窗口，CPU所执行的程序和所涉及的数据都由内存直接提供。CPU可以对内存进行直接都操作和写操作 3、外存可以保存大量的程序和数据。,8.1.0 基本概念,8.1.1 存储器的历史和分类,1.按构成存储器的器件和存储介质分类（1）磁存储器：磁表面存储器：磁带 软磁盘 硬磁盘,磁芯存储器(1948年）：直径不到1毫米磁芯里可穿进一根极细的导线，只要有代表“1”或“0”的讯号电流流经导线，就能使磁芯按两种不同方向磁化，信息便以磁场形式被储存,（2）电子介质：半导体存储器,MOS管,FOX(field-oxide)用于分离CMOS器件,（3）纸介质存储器：纸带（4）光介质：激光存储器,按存取方式分类 随机存储器RAM(Random Access Memory)只读存储器ROM（Read-Only Memory）串行访问存储器(Serial Access Storage),按在计算机中的作用分类 主存储器(内存)也称主存储器，但有了Cache后，内存包括主存与Cache。其速度快，价格贵，容量有限。辅助存储器(外存)又称海存，容量大，价格低，不易挥发，但存取速度慢。外存有：磁表面存储器：磁鼓，磁盘（硬盘、软盘）光存储器：CD-ROM,DVD-ROM,CD-R,WR-CD 半导体存储器：Flash存储器（闪存盘，闪存条，U盘。高速缓冲存储器,存储器比较,半导体存储器的分类,随机存取存储器双极性半导体RAM动态金属氧化物（MOS)RAM读写存储器掩膜式ROM可编程ROM(PROM,Programmable ROM)可擦除的PROM（EPROM，Erasable Programmable ROM）电可擦除的PROM（E2PROM，Electrically Erasable Programmable ROM）,这是在第一代电子计算机中使用的磁鼓。磁鼓被用来作为电子计算机中数据与指令的存储器,存储器历史（1）,1958年，美国的IBM公司制成了第一台全部使用晶体管的计算机RCA501型。由于第二代计算机采用晶体管逻辑元件，及快速磁芯存储器，计算速度从每秒几千次提高到几十万次，主存储器的存储量，从几千提高到10万以上。1，,旋风机与磁芯存储器,50年代初，美苏两国冷战日趋加剧，美国政府希望把计算机优势用于军事目的，计划建立一个能使国家边境免遭空袭的半自动地面防御系统（SAGE）。SAGE是以最早的由人工操作的实时控制计算机系统，它能接收各侦察站雷达传来的信息，识别来袭飞行物，由操作者指挥地面防御武器瞄准敌对飞行器。当时，麻省理工学院（MIT）林肯实验室在杰弗雷斯特（J.Forrester）博士和艾佛雷特（B.Everett）领导下，正在研制一台高速计算机，为海军提供飞机座舱飞行模拟。1950年，这台被命名为“旋风”（Whirlwind）的电脑投入运行，由5000个电子管组成全新的结构，使它成为速度最高的计算机，其技术先进程度大大超过了模拟的需要。美国空军向麻省理工学院求援，许以每年100万美元的巨额研制经费，让旋风电脑充当SAGE的主要部件。杰弗雷斯特是位 富于创造的思想家，他还首创了用打字机键盘与电脑“对话”方式，为此，麻省理工学院的工程师们戏称“旋风”是一台“昂贵的打字机”。杰弗雷斯特最大的贡献，是率先为“旋风”电脑配置了磁芯存储器阵列。第一代电脑的存储器，用的几乎都是水银 延迟线装置，这是一种声电转换设备，由埃克特博士从军用雷达里“移植”过来的。1948年，哈佛大学刚毕业的华裔王安博士，接受Mark发明者艾肯下达的研究课题，在不到一个月的时间里，发明了一种新型的存储装置磁芯存储器。直径不到1毫米磁芯里可穿进一根极细的导线，只要有代表“1”或“0”的讯号电流流经导线，就能使磁芯按两种不同方向磁化，信息便以磁场形式被储存。1949年10月，王安为磁芯申请了专利，他后来在磁芯存储器领域的发明专利共有34项。1988年，美国发明家纪念馆将王安列为第69位发明家，纪念他发明存储磁芯的贡献。王安发明的磁芯存储器是一种单线式的装置，杰弗雷斯特又向前发展了一步，他巧妙地把磁芯排列为可以寻址的磁芯阵列，以便形成高性能的随机存储器。英国剑桥大学威尔克斯教授那时正在麻省理工学院访问，他激动地说：“几乎一夜之间就使得存储器变得稳定而可靠。”磁芯阵列后来统治了电脑存储器领域将近20余年。,旋风机与磁芯存储器,1964年4月IBM360系统问世。它成为使用集成电路的第三代电子计算机的著名代表,存储器历史（2）,著名的IBM 360型电子计算机系统带有一个中央存储器和几个外围存储器,随着半导体集成技术的快速发展，美国开始研究军用大规模集成电路计算机。1967年，美国无线电有限公司制成了领航用的机载计算机LIMAC，其逻辑部件采用双极性大规模集成电路，缓冲存储器用MOS大规模集成电路。1969年，美国自动化公司制成计算机D200，采用了MOS场效应晶体管大规模集成电路，中央处理器由24块大规模集成电路做成；得克萨斯仪器公司也制成机载大规模集成电路计算机。军用机载大规模集成电路试验的成功，为过渡到民用大规模集成电路通用机积累了丰富的经验。1971年，IBM公司开始生产IBM 370系列机，它采用大规模集成电路做存储器，小规模集成电路做逻辑元件，被称为“第三代半电子计算机”，与IBM 360一样著名。,存储器历史（3）,存储器历史（4）,超大规模集成电路的存储器,金士顿高端DDR433,金士顿DDR400-512MB,双倍速率SDRAM（Dual Date Rate SDRSM，DDR SDRAM）：又简称DDR，由于它在时钟触发沿的上、下沿都能进行数据传输，所以即使在133MHz的总线频率下的带宽也能达到2.128GB/s。,DDR2（Double Data Rate 2）SDRAM是由JEDEC（电子设备工程联合委员会）进行开发的新生代内存技术标准，它与上一代DDR内存技术标准最大的不同就是，虽然同是采用了在时钟的上升/下降延同时进行数据传输的基本方式，但DDR2内存却拥有两倍于上一代DDR内存预读取能力（即：4bit数据读预取）。换句话说，DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行。,超大规模集成电路的存储器,存储器历史（5）,外存储器,金士顿SD-1GB,爱国者月光宝盒录音笔+MP3,存储器历史（6）,新型可移动存储器,三星Voicepen SVR-P220录音笔,京华电子JW-DVR820,金士顿CF-4GB,8.1.2 存储器的基本性能指标,存储容量存取速度体积与功耗可靠性,存储容量,指它可存储的信息的字节数或比特数，通常用存储字数（单元数）存储字长（每单元的比特数）表示。例如：1Mb=1M 1bit=128k 8bit=256k 4bit=1M位 1MB=1M 8bit=1M字节,存取速度,（1）存取时间（访问时间）TA 从存储器接收到读/写命令到信息被读出或写入完成所需的时间（决定于存储介质的物理特性和寻址部件的结构）。例如：ROM存取时间通常为几百 ns；RAM存取时间通常为几十 ns 到一百多 ns；双极性RAM存取时间通常为1020 ns,存取速度,（2）存取周期 TM 指在存储器连续读/写过程中一次完整的存取操作所需的时间或者说是CPU连续两次访问存储器的最小时间间隔。（有些存储器在完成读/写操作后还有一些附加动作 时间或恢复时间，例如刷新或重写时。）TM略大于TA。,存取速度,（3）数据传送速率（频宽）BM 单位时间内能够传送的信息量。若系统的总线宽度为W，则BM=W/TM（b/s）例如：若W=32位，TM=100ns，则 BM=32bit/10010-9s=32010+6=320Mbit/s=40MB/s 若TM=40ns，则BM=100MB/s（PCI的TM=30ns）早期的PC机：总线为8位，TM=250ns BM=8bit/25010-9=4MB/s,其他指标,体积与功耗（嵌入式系统或便携式微机中尤为重要）可靠性 平均故障间隔时间（MTBF），即两次故障之间的平均时间间隔。EPROM重写次数在数千到10万次之间；ROM数据保存时限是20年到100多年。,8.1.3 存储系统的层次结构,（1）存储系统：由存放程序和数据的存储器硬设备和管理这些存储器的软件和硬件构成计算机的存储系统。（2）存储体系：把各种不同存储容量、不同存取速度、不同价格的存储器，组成层次结构，并通过管理软件和辅助硬件将不同性能的存储器组合成有机的整体，称为计算机的存储层次或存储体系。,1、核心是解决容量、速度、价格间的矛盾，建立起多层存储结构。在某一段时间内，CPU频繁访问某一局部的存储器区域，而对此范围外的地址则较少访问的现象就是程序的局部性原理。层次结构是基于程序的局部性原理的。对大量典型程序运行情况的统计分析得出的结论是：CPU对某些地址的访问在短时间间隔内出现集中分布的倾向。这有利于对存储器实现层次结构。,提高存储器性能的方法（1）速度：（A）一种是在主存和CPU之间增加一个高速缓冲存储器；（B）一种是将主存划分成若干个模块，采用多模块存储器技术，实现多个模块的并行存取，从而达到提高速度的目的。（2）容量：采用虚拟存储器技术。,一个金字塔结构的多层存储体系 充分体现出容量和速度关系,2、多层存储结构,寄存器,Cache,主存,硬盘,光盘/磁带,速度渐快价格渐贵容量渐小,地址寄存器,地址译码与驱动电路,存储阵列2kn位,读写电路,数据寄存器,时序控制电路,CPU,k位,n位,地址总线,数据总线,R/W,MFC,主存储器基本组成,贮存信息的存储体。信息的寻址机构，即读出和写入信息的地址选择机构。这包括：地址寄存器（）和地址译码器。存储器数据寄存器。写入信息所需的能源，即写入线路、写驱动器等。读出所需的能源和读出放大器，即读出线路、读驱动器和读出放大器。存储器控制部件。无论是读或写操作，都需要由一系列明确规定的连续操作步序来完成，这就需要主存时序线路、时钟脉冲线路、读逻辑控制线路，写或重写逻辑控制线路以及动态存储器的定时刷新线路等，这些线路总称为存储器控制部件。,Cache主存层次：解决CPU与主存的速度上的差距 Cache引入主要解决存取速度，外存引入主要解决容量要求。CPU内的寄存器、Cache、主存、外存都可以存储信息，它们各有自己的特点和用途。它们的容量从小到大，而存取速度是从快到慢，价格与功耗从高到低。Cache又分为指令Cache和数据Cache。主存辅存层次：解决存储的大容量要求和低成本之间的矛盾。,3、多级存储系统的性能,考虑由Cache和主存构成的两级存储系统，其性能主要取决于Cache和贮存的存取周期以及访问它们的次数。（存取周期为:Tc,Tm;访问次数为:Nc,Nm）,Cache（NC,TC）,主存（Nm,Tm),（1）Cache的命中率 H=Nc(Nc+Nm)（2）CPU访存的平均时间 Ta=H Tc+(1-H)Tm,Cache-主存系统的效率 e=Tc/Ta=,1,H+(1-H)Tm/Tc,根据统计分析：Cache的命中率可以达到90%98%当Cache的容量为：32KB时，命中率为86%64KB时，命中率为92%128KB时，命中率为95%256KB时，命中率为98%,2.一次性可编程ROM（PROM）:出厂时，存储内容全为1（或全为0），用户可根据自己的需要编程，但只能编程一次。,8.2 只读存储器(ROM),一 ROM的分类按照数据写入方式特点不同，ROM可分为以下几种：1.固定ROM:厂家把数据写入存储器中，用户无法进行任何修改。,3.光可擦除可编程ROM（EPROM）:采用浮栅技术生产的可编程存储器。其内容可通过紫外线照射而被擦除，可多次编程，每次擦除需20分钟。,5.快闪存储器（Flash Memory:也是采用浮栅型MOS管，存储器中数据的擦除和写入是分开进行的，数据写入方式与EPROM相同，一般一只芯片可以擦除/写入100次以上。,4.电可擦除可编程ROM（E2PROM）:也是采用浮栅技术生产的可编程ROM，但是构成其存储单元的是隧道MOS管，是用电擦除，并且擦除的速度要快得多（一般为毫秒数量级）。E2PROM的电擦除过程就是改写过程，它具有ROM的非易失性，又具备类似RAM的功能，可以随时改写（可重复擦写1万次以上），每次擦除时间仅几十毫秒。,二ROM的结构及工作原理1.ROM的内部结构由地址译码器和存储矩阵组成。,输入：n位地址码，经地址译码器产生2n个输出信号。(W0W2n-1)，每个单元有b位二进制数据。,哪个单元的内容出现在输出端，由输入地址码来决定。,16根地址线，每个单元 8位，存储单元为216B=64KB,20根地址线，每个单元 8位，存储单元为220B=1MB,ROM存储容量=字线数位线数=2nb,2.ROM的基本工作原理由地址译码器和或门存储矩阵组成。,例：存储容量为44 位的ROM,选中W3,选中W0,对于给定的地址，相应一条字线输出高电平，与该字线相连接的或门输出为1，未连接的或门输出为0。,等效的电路,44位ROM,地址译码器,存储体,A1=0A0=0,W0=1,W1=0,W2=0,W3=0,D3=1,D1=1,D0=1,D2=0,A1=0A0=1,W0=0,W1=1,W2=0,W3=0,D3=0,D1=0,D0=1,D2=1,A1=1A0=0,W0=0,W1=0,W2=1,W3=0,D3=1,D1=0,D0=0,D2=1,A1=1A0=1,W0=0,W1=0,W2=0,W3=1,D3=0,D1=1,D0=1,D2=1,ROM的简化画法,地址译码器产生了输入变量的全部最小项,存储体实现了有关最小项的或运算,与阵列固定,或阵列可编程,连接,断开,二极管固定ROM举例（1）电路组成,由二极管与门和或门构成。与门阵列组成译码器，或门阵列构成存储阵列。,（2）输出信号表达式,与门阵列输出表达式：,（3）ROM存储内容的真值表,或门阵列输出表达式：,1.作函数运算表电路【例】试用ROM构成能实现函数y=x2的运算表电路，x的取值范围为015的正整数。,三 ROM的应用,【解】（1）分析要求、设定变量 自变量x的取值范围为015的正整数，对应的4位二进制正整数，用B=B3B2B1B0表示。根据y=x2的运算关系，可求出y的最大值是152225，可以用8位二进制数Y=Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y0表示。,（2）列真值表函数运算表,m0,m15,Y7=m12+m13+m14+m15,（3）写标准与或表达式,Y4=m4+m5+m7+m9+m11+m12,Y6=m8+m9+m10+m11+m14+m15,Y5=m6+m7+m10+m11+m13+m15,Y3=m3+m5+m11+m13,Y1=0,Y2=m2+m6+m10+m14,(4)画ROM存储矩阵结点连接图为做图方便，我们将ROM矩阵中的二极管用节点表示。,Y0=m1+m3+m5+m7+m9+m11+m13+m15,（5）可编程ROM中固定连接的与门阵列与门阵列作为地址译码器，连接点（与门二极管）固定，完成对输入地址码的译码工作，产生具体地址地址码的全部最小项；或门阵列作为存储矩阵，其各个交叉点（或门二极管）的状态是用户可编程的。,阵列图,【解】（1）写出各函数的标准与或表达式：按A、B、C、D 顺序排列变量，将Y1、Y2、Y4扩展成为四变量逻辑函数。,2.实现任意组合逻辑函数,【例】试用ROM实现下列函数：,（2）选用164位ROM，画存储矩阵连线图,【例】用ROM实现组合逻辑函数,逻辑表达式,真值表或最小项表达式,1,1,按A、B、C、D排列变量，并将Y1、Y2扩展成为4变量的逻辑函数。,2,2,选择ROM，画阵列图,四EPROM举例2764,213*8位=64Kbit,EPROM芯片,正常使用时，VCC=5V，VPP=5V。编程时，VPP=25V。,五.ROM容量的扩展,1.字长的扩展（位扩展）,现有型号的EPROM，输出多为8位。下图是将两片2764扩展成8k16位EPROM的连线图。,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,A,A,O,O,O,CS,OE,0,0,12,7,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,.,A,A,O,O,O,CS,OE,0,0,12,7,CS,OE,A,0,A,12,7,0,D,D,8,15,D,D,13,13,13,8,8,地址总线,数据总线,8k8,8k8,2764,2764,U,U,1,2,OE:输出使能,地址线、控制线分别并联，输出一个作为高8位，一个作为低8位。,地址线及控制线分别并联,输出一个作为高8位，另一个作为低8位,用两片27256扩展成32k16位EPROM,用8片2764扩展成64k8位的EPROM：,2.字数扩展（地址码扩展）,各芯片的输出数据线和输入地址线对应并联起来，高位地址的译码输出作为各芯片的片选,用4片27256扩展成432k16位EPROM,六、ROM的编程,掩模ROM可编程ROM（PROM）,熔丝型PROM存储单元,PN结击穿法PROM存储单元,可察除的可编程ROM（EPROM）,叠栅注入MOS管（SIMOS）的结构和符号,E PROM的存储单元、Flotox管的结构和符号,E PROM的存储单元,Flotox管的结构和符号,2,2,快闪存储器（Flash Memory）,叠栅MOS管,存储单元,本节小结,ROM的输入是地址，输出是数据。固定ROM是只读的，PROM可一次编程，EPROM可借助紫外光擦写设备多次编程，EEPROM可借助电擦写设备多次编程。ROM是一种大规模组合逻辑电路，内部元件可采用二极管、三极管、MOS管。ROM用来存放一些固定程序和数据，如监控程序、启动程序、磁盘引导程序、字符点阵信息等。ROM的优点：具有不易失性，即是电源被切断，ROM的信息也不会丢失。ROM的信息在使用时是不被改变的，即只能读出，不能写入，写入是有条件的。ROM由地址译码器和存储体两部分构成。地址译码器产生了输入变量的全部最小项，即实现了对输入变量的与运算；存储体实现了有关最小项的或运算。因此，ROM实际上是由与门阵列和或门阵列构成的组合电路，利用ROM可以实现任何组合逻辑函数。利用ROM实现组合函数的步骤：（1）列出函数的真值表或写出函数的最小项表达式。（2）选择合适的ROM，画出函数的阵列图。,8.3 随机存取存储器（RAM）,RAM(Random Access Memory)：随机存取存储器或读/写存储器，可读可写，掉电后信息丢失。分类（1）SRAM（Static RAM）：由触发器（一般4个MOS管或6个MOS管）构成，不断电就可以保持其中存储的二进制信息不丢失，存储密度低，功耗高，速度快，价格高（2）DRAM（Dynamic RAM）由1个MOS管和电容构成，必须间歇性充电（刷新）才可以保持其中存储的二进制信息不丢失，存储密度高，功耗低，速度慢，价格低（3）NV-RAM（Non Volatile RAM）可以随机读写，且断电后信息不丢失，价格高,RAM是由许许多多的基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路。RAM中的每个寄存器称为一个字，寄存器中的每一位称为一个存储单元。寄存器的个数（字数）与寄存器中存储单元个数（位数）的乘积，叫做RAM的容量。按照RAM中寄存器位数的不同，RAM有多字1位和多字多位两种结构形式。在多字1位结构中，每个寄存器都只有1位，例如一个容量为10241位的RAM，就是一个有1024个1位寄存器的RAM。多字多位结构中，每个寄存器都有多位，例如一个容量为2564位的RAM，就是一个有256个4位寄存器的RAM。,8.3.1 RAM的结构,由大量寄存器构成的矩阵,用以决定访问哪个字单元,用以决定芯片是否工作,用以决定对被选中的单元是读还是写,读出及写入数据的通道,1.地址译码器,输入：若干位地址，接其它部件（如CPU）的地址线输出：若干控制线，其中只有一个有效控制信号，控制被选中的存储单元与存储器的输入/输出端接通，以便进行写数/读数将输入的一组二进制编码变换为一个特定的输出信号，用于选中某一个存储器芯片，从而确定该存储器芯片在RAM中的地址范围。常用元件：译码器74LS138,2.读/写控制,接收其它部件（如CPU）发出的控制信号。控制被选中的单元中的信息输入/输出。,3.输入/输出,与其它部件（如CPU）的数据线连接，双向输出端一般具有集电极开路或三态输出结构,4.片选控制,选中待访问的存储单元所在的若干存储芯片中通常接其他部件的高位地址线。,5.存储矩阵,基本存储单元（位）通常排列为矩阵形式。有两种结构字片式位片式,地址寄存器,地址译码器,0,0,0,1,0,7,1,0,1,1,1,7,63,0,63,1,63,7,时序控制,读写电路,读写电路,读写电路,.,A0,A1,A2,A3,A4,A5,R/W,CS,D0,D1,D7,W0,W1,W63,位存储单元,存储阵列,（1）字片式结构（64字8位单译码RAM芯片）,容量为2564 RAM的存储矩阵,存储单元,1024个存储单元排成32行32列的矩阵,每根行选择线选择一行,每根列选择线选择一个字列,Y11，X21，位于X2和Y1交叉处的字单元可以进行读出或写入操作，而其余任何字单元都不会被选中。,（2）位片式结构（4K1位双译码RAM芯片）,行地址寄存器,行地址译码器,0,0,0,1,0,63,1,0,1,1,1,63,63,0,63,1,63,63,时序控制,.,A0,A1,A2,A3,A4,A5,R/W,CS,X0,X1,X63,存储阵列,A6,A7,A8,A9,A10,A11,MDR,R/W电路,D,列地址寄存器,列地址译码器,Y0,Y1,Y63,地址的选择通过地址译码器来实现。地址译码器由行译码器和列译码器组成。行、列译码器的输出即为行、列选择线，由它们共同确定欲选择的地址单元。,2564 RAM存储矩阵中，256个字需要8位地址码A7A0。其中高3位A7A5用于列译码输入，低5位A4A0用于行译码输入。A7A0=00100010时，Y1=1、X2=1，选中X2和Y1交叉的字单元。,00010,0 0 1,8.3.2 RAM的存储单元,1.SRAM中用的静态MOS存储单元,写入0,写入1,读出0,读出1,其它SRAM基本存储单元结构,六管NMOS存储单元,六管CMOS存储单元,2.DRAM中的动态MOS存储单元,存储元主要由电容构成，由于电容存在的漏电(放电)现象而使其存储的信息不稳定，故DRAM芯片需要定时刷新（1-100ms）,!,利用MOS管T1栅极电容C1储存的电荷来存储信息。,写0,D=0,X=1,C1放电,写1,D=1,X=1,C1充电,读0,D=0,X=1,C1=0,读1,D=1,X=1,C1=1,每次读时都会使C1上的电荷流失，为了不使C1上的电荷丢失太多一致C1上的电压太低而使信号失真，必须定期给C1充电，一般是读出后重新写入,8.3.3 RAM容量的扩展,位扩展,将地址线、读写线和片选线对应地并联在一起,输入输出（I/O）分开使用作为字的各个位线,字扩展,输入输出（I/O）线并联,要增加的地址线A10A12与译码器的输入相连，译码器的输出分别接至8片RAM的片选控制端,8.3.4 RAM芯片,集成2kB8位RAM6116,写入控制端,片选端,输出使能端,本节小结,随机存取存储器（RAM）可以在任意时刻、对任意选中的存储单元进行信息的存入（写入）或取出（读出）操作。与只读存储器ROM相比，RAM最大的优点是存取方便，使用灵活，既能不破坏地读出所存信息，又能随时写入新的内容。其缺点是一旦停电，所存内容便全部丢失。RAM由存储矩阵、地址译码器、读写控制电路、输入输出电路和片选控制电路等组成。实际上RAM是由许许多多的基本寄存器组合起来构成的大规模集成电路。当单片RAM不能满足存储容量的要求时，可以把若干片RAM联在一起，以扩展存储容量，扩展的方法有位扩展和字扩展两种，在实际应用中，常将两种方法相互结合来达到预期要求。,