計算機中記憶單元是如何組成的

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計算機的記憶單元由內(nèi)存和時序訪問控制兩部分組成。記憶單元按時鐘的電平敏感和邊沿敏感分為鎖存器和觸發(fā)器兩種；按輸入端的類型可分為SR型、JK型、D型、T型。

記憶單元是構成存儲器的基本成分，記憶單元由內(nèi)部存儲（內(nèi)存）和時序訪問控制兩部分組成。

分類

1．分類之一

記憶單元按時鐘的電平敏感和邊沿敏感分為鎖存器和觸發(fā)器兩種，寄存器則可以是分別由這兩種元件組成的兩種陣列，下面分別介紹。

（1）鎖存器（Latch）——受電平敏感的記憶單元稱之為鎖存器。例如TTL器件7475，靠輸入時鐘的高電平或低電平實現(xiàn)選通。

（2）觸發(fā)器（Flip—flop）——受邊沿敏感的記憶單元稱之為觸發(fā)器。例如，TTL器件7474，靠輸入時鐘的上升或下降邊沿實現(xiàn)觸發(fā)。

在許多資料中，將內(nèi)部存儲值由輸入數(shù)據(jù)透明地傳輸并設置稱之為鎖存器。觸發(fā)器，尤其是主從鎖存器，是指其輸入值的讀取和輸出值的改變是兩個不透明的獨立事件。這種輸入輸出之問的不透明，也導致了時鐘觸發(fā)邊沿作用的凸現(xiàn)。注意鎖存器、觸發(fā)器定義的不同反映了觀察視角的不同，但它們之間還是有聯(lián)系的。改回比較流行的上述定義。

（3）寄存器（Register）——一般指多個觸發(fā)器組成的陣列，用來存儲多位數(shù)據(jù)；也可能采用的是鎖存器陣列，例如數(shù)據(jù)總線。注意，個別場合也指單個的觸發(fā)器或鎖存器。

2．分類之二

記憶單元還可以按輸入端的類型來分類。

（1）SR型——置位復位型可以細分為SR和SR兩種。以圖1為準。

這時，以輸出Q端的狀態(tài)為準，記憶單元狀態(tài)要么被S輸入端的0置位；要么被R輸入端的0復位：如果S、R同時為1則狀態(tài)維持；但S、R不得同時為0。對于同樣狹義的SR型，情況與此相反。

（2）JK型——與SR型類似，但J輸入端、K輸入端可以同時為1（狀態(tài)翻轉）或0（狀態(tài)維持）。用JK型可以構成其他類型的記憶單元。

（3）D型——D輸入端提供數(shù)據(jù)（Data）。有的資料稱D是代表延遲。當時鐘事件出現(xiàn)時，其輸出Q端值由輸入的D值透明地加以確定。

（4）T型——可以將D型的Q接到D，將T作為時鐘

端的輸入而構成。這時Q輸出的將是T時鐘信號的二分頻。對這種T型還可以加上分頻使能控制端。

對于記憶單元而言，最重要的仍然是在正確的位置、正確的時刻存儲正確的數(shù)據(jù)。為了使記憶單元能可靠工作，兩個用以表征數(shù)據(jù)與時鐘制約關系的額定參數(shù)——數(shù)據(jù)建立時間和保持時間必須得到滿足。對于時鐘上升邊觸發(fā)的記憶單元電路而言，時鐘上升邊沿（也有文獻是取上升邊中點）前的一段數(shù)據(jù)最小穩(wěn)定期稱之為建立（sp），之后的一段為保持（hp）。邏輯門級聯(lián)后的累計延遲因素往往破壞了記憶單元sp和hp的額定要求，從而限制了整個系統(tǒng)工作的最高速度。在波形分析時往往要對此備加關注。

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