China pul co M 下载 第16章存储器组织 每天早上,当我们从睡梦中醒来时,记忆会填充大脑的空白。我们会记起我们在哪里 做过什么,计划做什么。我们可能一下子就能想起来,也可能几分钟都想不起来,不过,总 的来说,我们通常能够重新组织自己的生活,保持高度的连续性,开始新的一天 当然,人类的记忆是无序的。当回忆高中的几何课时,你可能会想到是谁坐在你前面 或者那一天当老师要解释什么是QED( quod erat demonstrandum,证完/证毕)的时候,刚好进 行消防演习。 人类的记忆也非安全无比。其实,书写的发明就是为了弥补人类记忆的不足。前一天晚 上你可能因为突然冒出的一个关于剧本的好主意而在凌晨三点醒来,抓起床边特地准备的笔 和纸记下来以便不会忘掉,第二天早上你就可以看到这个好主意并开始着手写剧本。当然你 也可以不用这样 先写后读,先保存后取回,先存储后访问,存储器的作用就是在这两类事件间保证信息 的完好无损。无论什么时候存储信息,都要用到不同类型的存储器。纸是保存文本信息的最 佳媒体,磁带则能很好地保存音乐和电影 电报继电器——当集成为逻辑门然后再集成为触发器——也一样可以保存信息。正如我们 所知道的,一个触发器可保存1位信息。保存1位信息当然并不代表保存全部信息,但这是 个开端。一旦我们知道了如何存储1位信息,就可以容易地存储2位、3位或更多位信息 第14章曾讲过电平触发的D型触发器,它由一个反向器、两个与门和两个或非门构成: 时钟 数据端 当时钟输入为1时,Q端输出与数据端输入是相同的。但当时钟输入变为0时,Q端输出将 维持原来的数据端输入,再改变数据端输入不会影响Q端输出,直到时钟输入再次变为l为止 触发器的逻辑表格如下 Q 在第14章中,这种触发器的功能体现在两个不同的电路中。而在本章,它仅以一种方式 来使用——即用于保存1位信息。正因为如此,给输入端和输出端重新命名,以便与该目的更
下载 第16章 存储器组织 每天早上，当我们从睡梦中醒来时，记忆会填充大脑的空白。我们会记起我们在哪里， 做过什么，计划做什么。我们可能一下子就能想起来，也可能几分钟都想不起来，不过，总 的来说，我们通常能够重新组织自己的生活，保持高度的连续性，开始新的一天。 当然，人类的记忆是无序的。当回忆高中的几何课时，你可能会想到是谁坐在你前面； 或者那一天当老师要解释什么是 QED(quod erat demonstrandum，证完/证毕)的时候，刚好进 行消防演习。 人类的记忆也非安全无比。其实，书写的发明就是为了弥补人类记忆的不足。前一天晚 上你可能因为突然冒出的一个关于剧本的好主意而在凌晨三点醒来，抓起床边特地准备的笔 和纸记下来以便不会忘掉，第二天早上你就可以看到这个好主意并开始着手写剧本。当然你 也可以不用这样。 先写后读，先保存后取回，先存储后访问，存储器的作用就是在这两类事件间保证信息 的完好无损。无论什么时候存储信息，都要用到不同类型的存储器。纸是保存文本信息的最 佳媒体，磁带则能很好地保存音乐和电影。 电报继电器—当集成为逻辑门然后再集成为触发器—也一样可以保存信息。正如我们 所知道的，一个触发器可保存 1位信息。保存1位信息当然并不代表保存全部信息，但这是一 个开端。一旦我们知道了如何存储 1位信息，就可以容易地存储 2位、3位或更多位信息。 第1 4章曾讲过电平触发的D型触发器，它由一个反向器、两个与门和两个或非门构成： 当时钟输入为1时，Q端输出与数据端输入是相同的。但当时钟输入变为0时，Q端输出将 维持原来的数据端输入，再改变数据端输入不会影响Q端输出，直到时钟输入再次变为1为止。 触发器的逻辑表格如下： 在第1 4章中，这种触发器的功能体现在两个不同的电路中。而在本章，它仅以一种方式 来使用—即用于保存1位信息。正因为如此，给输入端和输出端重新命名，以便与该目的更 为一致。 时钟 数据端 输入 输出
inaopub.com 第16章存储器组织 139 下载 数据输出 数据输入 这是同一个触发器,但现在Q输出端命名为数据输出( Data out),时钟输入端(在第14 章是作为保持位)命名为写入( Write)。就像可以在纸上记录信息一样,写入信号使得数据 输入( Data in)信号写入或存储到电路中。通常,若写入信号(W)为0,则数据输入(DI)信号 对输出无影响。而当我们想在触发器中存储数据输入信号时,写入信号应先置1后置0。就像 在第14章提到的,这种类型的电路也叫锁存器,因为它锁定数据。下面画出了一个1位锁存器, 但没有画出其所包含的单个部件 把多个1位锁存器连成多位锁存器是相当容易的,只需连接好写入信号: 输入 m‖wm 该8位锁存器具有8个输入端和8个输出端。另外,这个锁存器有一个写入输入端,通常为 要在这个锁存器中存储一个8位二进制数,应将写入信号先置1后置0。也可以把这个锁存 器画成一个整体,就像这样: ↓↓↓↓↓↓↓ 8位锁存器 DO7 DOg DOs DO4 DO3 DO2 DO, DO 为了与1位锁存器一致,也可以画成这样
第16章 存储器组织 139 下载 这是同一个触发器，但现在 Q输出端命名为数据输出（Data Out），时钟输入端（在第 1 4 章是作为保持位）命名为写入（Wr i t e）。就像可以在纸上记录信息一样，写入信号使得数据 输入（Data In）信号写入或存储到电路中。通常，若写入信号 ( W )为0，则数据输入( D I )信号 对输出无影响。而当我们想在触发器中存储数据输入信号时，写入信号应先置 1后置0。就像 在第1 4章提到的，这种类型的电路也叫锁存器，因为它锁定数据。下面画出了一个1位锁存器， 但没有画出其所包含的单个部件： 把多个1位锁存器连成多位锁存器是相当容易的，只需连接好写入信号： 该8位锁存器具有8个输入端和8个输出端。另外，这个锁存器有一个写入输入端，通常为 0。要在这个锁存器中存储一个 8位二进制数，应将写入信号先置 1后置0。也可以把这个锁存 器画成一个整体，就像这样： 为了与1位锁存器一致，也可以画成这样： 写入 数据输入 数据输出 写入 输出 输入 8位锁存器
140的 下载 数据输入Dr8位锁存器o>数据输出 写入 另外一种集成8个1位锁存器的方法不像上述这么直接。假设只想用一个数据输入信号端 和一个数据输出信号端,且又希望它具备在一天或一分钟内存储8次数据输入信号的能力。同 时,也希望能通过检测这个数据输出信号端就可以检查这8个数据 换句话说,我们只想存储8个单独的1位数,而不想在8位锁存器中存储1个8位数。 为什么会有这种想法呢?可能是因为我们仅有一个灯泡的缘故吧! 我们知道这需要8个1位锁存器。先不要考虑这些数据是怎样存储在这些锁存器中的,先 让我们把注意力放在如何用一个灯泡来检査8个锁存器的数据输出信号上。当然,我们通常用 手工把灯泡从一个锁存器移到另一个锁存器来测试各个锁存器的输出,不过,我们更倾向于 用更自动化的方法来实现。实际上,我们打算用开关来选择想要检查的锁存器 那么,需要多少个开关呢?若是8个锁存器,则需要3个开关。3个开关可表示8个不同的 值:000、001、010、011、100、101、110和111 目前已有8个1位锁存器、3个开关、1个灯泡,此外还有“其他东西”用在开关和灯泡之间 这是什么? 这个“其他东西”就是标识为“这是什么?”的神秘盒子,它上面有8个输入端,左侧有 3个输入端。通过闭合和断开这三个开关,就可以从8个输入中选择一个,使其经过底部至输 出端输出,该输出使灯泡发光。 “这是什么?”到底是什么呢?我们以前曾见过类似的东西,尽管没有这么多的输入端。 它类似于第14章中第一个改进的加法机里用到的电路。那时我们需要某种东西用于是选择 行开关还是选择一个锁存器的输出作为加法器的输入,我们把这种东西叫2-1选择器,这里需 要8-1选择器
另外一种集成 8个1位锁存器的方法不像上述这么直接。假设只想用一个数据输入信号端 和一个数据输出信号端，且又希望它具备在一天或一分钟内存储 8次数据输入信号的能力。同 时，也希望能通过检测这个数据输出信号端就可以检查这 8个数据。 换句话说，我们只想存储8个单独的1位数，而不想在8位锁存器中存储1个8位数。 为什么会有这种想法呢？可能是因为我们仅有一个灯泡的缘故吧！ 我们知道这需要 8个1位锁存器。先不要考虑这些数据是怎样存储在这些锁存器中的，先 让我们把注意力放在如何用一个灯泡来检查 8个锁存器的数据输出信号上。当然，我们通常用 手工把灯泡从一个锁存器移到另一个锁存器来测试各个锁存器的输出，不过，我们更倾向于 用更自动化的方法来实现。实际上，我们打算用开关来选择想要检查的锁存器。 那么，需要多少个开关呢？若是 8个锁存器，则需要 3个开关。3个开关可表示 8个不同的 值：0 0 0、0 0 1、0 1 0、0 11、1 0 0、1 0 1、11 0和111。 目前已有8个1位锁存器、3个开关、1个灯泡，此外还有“其他东西”用在开关和灯泡之间： 这个“其他东西”就是标识为“这是什么？”的神秘盒子，它上面有 8个输入端，左侧有 3个输入端。通过闭合和断开这三个开关，就可以从 8个输入中选择一个，使其经过底部至输 出端输出，该输出使灯泡发光。 “这是什么？”到底是什么呢？我们以前曾见过类似的东西，尽管没有这么多的输入端。 它类似于第1 4章中第一个改进的加法机里用到的电路。那时我们需要某种东西用于是选择一 行开关还是选择一个锁存器的输出作为加法器的输入，我们把这种东西叫 2 - 1选择器，这里需 要8 - 1选择器： 140 编码的奥秘 下载 8位锁存器 这是什么？ 数据输入 写入 数据输出
inaopub.com 第6章在器组织41 下载 数据输入 选择输入 8-1选择器 输出 8-1选择器具有8个数据输入端(显示在上部)和3个选择输入端( Select Input)(显示在左 侧),选择输入端用于选择哪个输入数据在输出端输出。例如,若选择输入端为000,则输出 D的值;若选择端为11则输出D,的值:若选择端为101,则输出D的值。其逻辑表如下 输入 Q 8-1选择器由三个反向器、八个4输入与门和一个8输入或门构成,如下所示: 这是一个相当复杂的电路,但只需一个例子就可以使你明白它是如何工作的。假设 S2=1,S=0.S。=1,从上面数第六个与门的输入包括SS、S,它们全为1。没有其他与门有同 样的三个输入信号,因此,其他与门输出全部为0。若D=0,则第六个与门输出为0:若D.= l,则其输出为1。对最右边的或门来说也是如此。因此,若选择端为101,则输出为D
第16章 存储器组织 141 下载 8 - 1选择器具有8个数据输入端（显示在上部）和 3个选择输入端(Select Input)（显示在左 侧），选择输入端用于选择哪个输入数据在输出端输出。例如，若选择输入端为 0 0 0，则输出 D0的值；若选择端为111，则输出D7的值；若选择端为1 0 1 ,则输出D5的值。其逻辑表如下： 8 - 1选择器由三个反向器、八个 4输入与门和一个8输入或门构成，如下所示： 这是一个相当复杂的电路，但只需一个例子就可以使你明白它是如何工作的。假设 S2 = 1 , S1 = 0 , S0 = 1，从上面数第六个与门的输入包括 S0、－S1、S2 ,它们全为1。没有其他与门有同 样的三个输入信号，因此，其他与门输出全部为 0。若D5＝0，则第六个与门输出为 0；若D5＝ 1，则其输出为1。对最右边的或门来说也是如此。因此，若选择端为 1 0 1，则输出为D5。 输出 选择输入 数据输入 8-1选择器 输出 输入 输出
142 编码的奥秘 下载 概括一下我们想干什么。我们想连接8个1位锁存器,它们能够通过一个数据输入信号端 分别写入,也能通过一个数据输出信号端分别检查。已经证明可 8-1选择器从8个锁 存器中选择一个数据输出信号,如下图所 8-1选择器 输出 到现在已完成了任务的一半。我们已经实现了输出端的要求,现在再来看一下输入端。 输入端包括数据输入信号及写入信号。在锁存器的输入端,可以把所有数据输入信号连 接在一起。但不能把8个写入信号也都连在一起,因为我们还想分别向每个锁存器中写入数 据。此外,还要有一个单独的写入信号,它必须能连到其中任一个(并且只能是一个)锁存 器上 数据输入 写入 这是什么? 为了完成这项工作,需要另外一个电路,这个电路看起来与8-1选择器有点相似,但实际 上却正好相反。这就是3-8译码器。前面我们曾见过简单的数据译码器—第11章曾通过连接 开关来选择理想的猫的颜色。 3-8译码器有8个输出端。任何情况下,锁存器除了一个输出端外,其余的均为0。这个例 外是由S。S、S输入信号所选择的输出端。该输出端输出的也是数据输入端的输入:
142 编码的奥秘 下载 概括一下我们想干什么。我们想连接 8个1位锁存器，它们能够通过一个数据输入信号端 分别写入，也能通过一个数据输出信号端分别检查。已经证明可以用一个 8 - 1选择器从8个锁 存器中选择一个数据输出信号，如下图所示： 到现在已完成了任务的一半。我们已经实现了输出端的要求，现在再来看一下输入端。 输入端包括数据输入信号及写入信号。在锁存器的输入端，可以把所有数据输入信号连 接在一起。但不能把 8个写入信号也都连在一起，因为我们还想分别向每个锁存器中写入数 据。此外，还要有一个单独的写入信号，它必须能连到其中任一个（并且只能是一个）锁存 器上： 为了完成这项工作，需要另外一个电路，这个电路看起来与 8 - 1选择器有点相似，但实际 上却正好相反。这就是 3 - 8译码器。前面我们曾见过简单的数据译码器—第11章曾通过连接 开关来选择理想的猫的颜色。 3 - 8译码器有8个输出端。任何情况下，锁存器除了一个输出端外，其余的均为 0。这个例 外是由S0、S1、S2输入信号所选择的输出端。该输出端输出的也是数据输入端的输入： 8-1选择器 输出 写入 这是什么？ 数据输入