2.RAM的結(jié)構(gòu)、組織及其應(yīng)用
半導(dǎo)體存儲器有體積小、存取速度快、生產(chǎn)制造易于自動化等特點，其性能價格比遠遠高于磁芯存儲器，因而得到廣泛的應(yīng)用。
半導(dǎo)體存儲器的種類很多，就其制造工藝可以分成雙極型半導(dǎo)體存儲器和金屬-氧化物-半導(dǎo)體存儲器（簡稱MOS型存儲器）。MOS型存儲器按其工作狀態(tài)又可以分為靜態(tài)和動態(tài)兩種。動態(tài)存儲器必須增設(shè)恢復(fù)信息的電路，外部線路復(fù)雜。但其內(nèi)部線路簡單，集成度高，價格較靜態(tài)存儲器便宜。因此經(jīng)常用做大容量的RAM。
靜態(tài)存儲器和動態(tài)存儲器的主要差別在于:靜態(tài)存儲器存儲的信息不會自動消失，而動態(tài)存儲器存儲的信息需要在再生電路的幫助下才能保持。但無論雙極型或MOS型存儲器，其保持的信息將隨電源的撤消而消失。
（1）RAM的組織
半導(dǎo)體RAM芯片是在半導(dǎo)體技術(shù)和集成電路工藝支持下的產(chǎn)物。一般計算機中使用的RAM芯片均有自己的存儲體陣列、譯碼電路、讀寫控制電路和I/O電路。①RAM的并聯(lián)
為擴展存儲器的字長，可以采用并聯(lián)存儲器芯片的方式實現(xiàn)。②RAM的串聯(lián)
為擴展存儲器的存儲單元數(shù)量，可以采用多個芯片地址串聯(lián)的方式解決。③地址復(fù)用的RAM組織
隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，使得一塊存儲器芯片能夠容納更多的內(nèi)容。其所需地址線隨之增加，為了保持芯片的外部封裝不變，一般采用地址復(fù)用的技術(shù)，即采用地址分批送入的結(jié)構(gòu)保證不增加芯片的地址引腳。
（2）RAM的實際應(yīng)用
由于一個存儲器的芯片一般不能滿足使用的要求，所以通常將若干個存儲器芯片按串聯(lián)和并聯(lián)的兩種方式相結(jié)合連接，組成一定容量和字長的存儲器。
如果設(shè)計的存儲器容量有x字，字長為y，而采用的芯片為N×M位。要組成滿足字長要求的存儲器所需芯片數(shù)為:y/M。根據(jù)容量要求，組成要求容量的RAM所需芯片數(shù)為:（x/N）×（y/M）。
3.ROM的工作原理及其應(yīng)用
使用時只讀出不寫入的存儲器稱為只讀存儲器（ROM）。ROM中的信息一旦寫入就不能進行修改，其信息斷電之后也仍然保留。一般用于存放微程序、固定子程序、字母符號陣列等信息。
ROM和RAM相比，使用時不需寫入、再生和刷新等操作，所以其電路比較簡單，但同樣有地址譯碼器、數(shù)據(jù)讀出電路等。制作ROM的半導(dǎo)體材料有二極管、MOS電路和雙極型晶體管等。因制造工藝和功能不同，一般分為普通ROM、可編程ROM（PROM）、可擦寫可編程ROM（EPROM）和電可擦寫可編程ROM（EEPROM）等。
（1）ROM的工作原理
一般的ROM使用掩模式ROM。這類ROM由生產(chǎn)廠家做成，用戶不能加以修改。
掩模ROM的特點是其存儲內(nèi)容出廠時由生產(chǎn)廠家一次制成，用戶不能對其內(nèi)容進行修改，而依賴于生產(chǎn)廠家，這種ROM適用于定型批量制作。在實際使用過程中，部分用戶希望自己根據(jù)需要填寫ROM的內(nèi)容，因此產(chǎn)生可編程ROM（PROM）。PROM與掩模ROM的主要區(qū)別是PROM在出廠時其內(nèi)容均為“0”或“1”，用戶在使用前按照自己的需要利用工具將編碼寫入PROM中，一次寫入不可修改。PROM的使用相當(dāng)于由用戶ROM生產(chǎn)的最后一道工序中———向ROM中寫入編碼，其余同掩模ROM的使用完全相同。
（2）EPROM和EEPROM的工作原理
為了適應(yīng)程序調(diào)試的要求，針對一般PROM的不可修改特性，設(shè)計出可以多次擦寫的可編程ROM（EPROM）。其特點是可以根據(jù)用戶的要求用工具擦去ROM中原有的存儲內(nèi)容，重新寫入新的編碼。擦除和寫入可以根據(jù)用戶的要求用工具擦去R0M中原有的存儲內(nèi)容，重新寫入新的編碼。擦除和寫入可以多次進行，其內(nèi)容同樣不會因斷電而丟失。最常見的EPROM是UVEPROM，其存儲元件常用浮置柵型MOS管組成。出廠時全部置“0”或“1”，由用戶通過高壓脈沖寫入信息。擦寫時通過其外部的一個石英玻璃窗，利用紫外線的照射，使浮柵上的電荷獲得高能而泄漏，恢復(fù)原有的全“0”或全“1”狀態(tài)，允許用戶重新寫入信息。平時窗口上必須貼有不透明膠紙，以防光線進入而造成信息流失。
另有一種EPROM是通過電氣方法擦除其中的已有內(nèi)容，也稱為電可擦寫編程ROM（EEPROM）。
4.外存儲器的工作原理
外存儲器是指那些不能被CPU直接訪問的，讀取速度較內(nèi)存慢，容量比內(nèi)存大，通常用來存放不常用的程序和數(shù)據(jù)的存儲器。磁帶、磁盤存儲器是現(xiàn)今最常用的外存，因其利用磁表面介質(zhì)存儲數(shù)據(jù)，通常也稱為磁表面存儲器。而光盤是外存發(fā)展的方向，有必要了解它們的原理和應(yīng)用。
（1）磁盤存儲器
磁盤存儲器具有容量大，存取速度高（相對其他種類外存儲器）的特點，因而在各種類型的計算機中普遍被用做主要的外存儲器。磁盤存儲器避免了磁帶存儲的缺點。磁盤存儲器將磁性材料涂粘在以某種材料為主的圓片上，用若干封閉的圓形磁道代替了磁帶的長形磁道。使用時，通過磁盤面的高速旋轉(zhuǎn)代替磁帶的直線運動，減少尋找特定位置的時間。
磁盤存儲器由磁盤、磁頭、定位系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)等部分組成，一般也將這些部件統(tǒng)稱為磁盤驅(qū)動器。根據(jù)盤片的基本組成材料將磁盤分為硬盤和軟盤兩種。所謂硬盤是指由金屬材料制成一定厚度的盤片基體，這些盤片一般組合成盤片組構(gòu)成硬盤驅(qū)動器的存儲主體。
軟盤和硬盤盤片記錄信息的方式相同，都是將每個盤面由外向內(nèi)分成若干個磁道，每個磁道也劃分為多個扇區(qū)，信息以扇區(qū)為單位存儲。
扇區(qū)是磁盤存放信息的最小物理單位。扇區(qū)包括頭空、序標(biāo)、數(shù)據(jù)區(qū)、檢驗字段和尾空等幾個部分。通常對磁盤進行的所謂格式化操作就是在磁盤上劃分磁道、扇區(qū)及扇區(qū)內(nèi)各特定區(qū)域，剛出廠的磁盤上沒有這些劃分，所以必須在格式化后才能使用。
磁盤區(qū)域的劃分隨計算機系統(tǒng)的不同而不同，其存儲容量也有較大的差別。但可以通過查閱計算機系統(tǒng)相應(yīng)的說明掌握磁盤容量的數(shù)據(jù)。計算一個磁盤容量的公式是:磁盤存儲容量=盤面數(shù)×每盤面磁道數(shù)×每磁道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)存儲容量
（2）光盤存儲器
所謂光盤（CD）是利用光學(xué)原理讀寫信息的存儲器。由于光盤的容量大、速度較快、不易受干擾等特點，光盤的應(yīng)用愈來愈廣泛。
光盤系統(tǒng)一般是由光學(xué)、電氣和機械部件組成。
從結(jié)構(gòu)上看光盤存儲器同磁盤存儲器基本相同，兩者均有存儲信息的盤片、機械驅(qū)動部件、定位部件和讀寫機構(gòu)。不同的是后者利用磁性原理存儲信息，利用磁頭存取信息;而前者是利用光學(xué)原理存儲信息并用光學(xué)讀寫頭來存取這些信息。
光盤本身是靠盤面上一些能夠影響光線反射的表面特征存儲信息，例如現(xiàn)在常用的只讀光盤（CD-ROM）上利用光盤表面的凹凸不平表示“0”和“1”。以CD-ROM為例，讀取數(shù)據(jù)時，由機械驅(qū)動部件和定位部件負責(zé)確定讀取的位置。激光器發(fā)出激光經(jīng)光學(xué)線路至聚焦透鏡射向光盤表面，表面的凹凸不平造成反射光的變化，利用數(shù)據(jù)光檢測器將這些變化轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)“0”和“1”的電信號傳輸?shù)綌?shù)據(jù)輸出端，整個讀取工作完成。其他類型光盤的寫入過程大體與此相同，唯一的差別是數(shù)據(jù)自數(shù)據(jù)輸入端傳來。